分级纳米多孔铋电化学传感器用于镉离子的检测

采用电化学方法实现对水溶液中重金属离子的超灵敏检测是分子生物学、环境学和医学等领域长期研究的课题，而如何制备具有高比表面积和快速响应特性的电极则是电化学痕量检测的关键。以双相合金Mg₇₉Bi₂₁条带为前驱体，通过一步脱合金法制备了分级纳米多孔铋（hierarchical nanoporous bismuth, HNBi）电极，结合方波阳极溶出伏安法，实现了对水溶液中Cd²⁺的快速检测，检测极限低于10⁻⁹ mol/L，线性动态响应范围介于10⁻⁸ mol/L和10⁻⁶ mol/L之间。HNBi电极绿色环保，在电化学检测领域显示出巨大的应用潜力。     

3种观赏性石斛的光合特性比较研究

为探明3种观赏性石斛属Dendrobium Sw.植物在光合生理方面的差异,为其栽培及规模化种植提供理论依据。本研究以3种观赏性石斛(叠鞘石斛D.denneanum Kerr.、流苏石斛D.fimbriatum Hook.和束花石斛D.chrysanthum Wall.ex Lindl.)为材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线及叶绿素相对含量(SPAD值),探究其光合特性。结果表明,叠鞘石斛、流苏石斛和束花石斛3种石斛属植物的光补偿点(LCP)分别为2.15 μmol·m^-2·s^-1、3.74 μmol·m^-2·s^-1、1.79 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点(LSP)分别为995.09 μmol·m^-2·s^-1、679.44 μmol·m^-2·s^-1、712.28 μmol·m^-2·s^-1,LCP均低于5 μmol·m^-2·s^-1,LSP均低于1 000 μmol·m^-2·s^-1,属于典型的阴生植物,具有较强的耐阴性;3种石斛的最大净光合速率(P_max)分别为3.54 μmol·m^-2·s^-1、3.86 μmol·m^-2·s^-1、4.03 μmol·m^-2·s^-1,表观量子效率(AQY)分别为0.042,0.044和0.051,束花石斛的P_max和AQY最大,光合作用能力较强。3种石斛的CO₂响应曲线中,最大净光合速率(A_max)大小依次为叠鞘石斛(11.99 μmol·m^-2·s^-1)、流苏石斛(10.87 μmol·m^-2·s^-1)、束花石斛(4.75 μmol·m^-2·s^-1),叠鞘石斛利用CO₂进行光合作用的能力最强;3种石斛的CO₂饱和点(CSP)无显著性差异,在CO₂浓度不大于2 000 μmol·mol^-1时均未到达饱和点;CO₂补偿点(CCP)具有显著性差异,CCP分别为100.12 μmol·m^-2·s^-1、158.02 μmol·m^-2·s^-1、134.44 μmol·m^-2·s^-1,其中叠鞘石斛的CCP最低,对低浓度CO₂的利用能力最强。3种石斛叶片的SPAD值分别为51.09,56.93和58.06,其高低与其净光合速率的大小有一定程度的相关性。在3种石斛中,束花石斛的光合作用能力最强,对弱光的利用能力较强;流苏石斛对弱光的利用能力较弱,光照适应范围狭窄;叠鞘石斛对强光的利用能力较强,光合作用适应范围较广。此外,3种石斛均具有较强的耐阴性,对CO₂的耐受性也较强,在种植时应提供适当的遮阴和增加CO₂浓度来提高石斛的光合作用能力。     

3种兜兰属植物光合特性的比较研究

通过研究硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum)、带叶兜兰(P.hirsutissimum)和长瓣兜兰(P.dianthum)3种兜兰属植物的光合特性,为其种质资源保育及引种栽培提供理论依据。以广西雅长兰科植物国家级自然保护区内3种兜兰属植物为试验材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线以及叶绿素含量,比较3种兜兰光合特性的差异。结果表明：硬叶兜兰、带叶兜兰和长瓣兜兰的最大净光合速率(P_max)分别为2.719 μmol·m^-2·s^-1、1.836 μmol·m^-2·s^-1、2.015 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点(LSP)分别为578.74 μmol·m^-2·s^-1 、467.72 μmol·m^-2·s^-1、481.25 μmol·m^-2·s^-1,光补偿点(LCP)均较低,分别为15.65 μmol·m^-2·s^-1、12.79 μmol·m^-2·s^-1、10.34 μmol·m^-2·s^-1,是典型的阴生植物。硬叶兜兰的最大净光合速率(P_max)、CO₂饱和点(CSP)、羧化效率(CE)均显著高于长瓣兜兰和带叶兜兰(P<0.05),硬叶兜兰对CO₂的利用能力更强。叶片叶绿素相对含量(SPAD值)表现为硬叶兜兰(58.13)>长瓣兜兰(55.12)>带叶兜兰(51.88)。3种兜兰属植物的光合能力较弱,对光的利用范围狭窄,在引种栽培时应注意增加荫蔽度。     

光照强度对西藏虎头兰幼苗生长及光合特性的影响

探究西藏虎头兰(Cymbidium tracyanum L.Castle)幼苗对不同光照强度的适应性,明确其生长的适宜光照强度,为该物种资源保育及驯化提供科学依据。以苗龄为2 a的西藏虎头兰为研究对象,测定了不同光照强度下(8%、20%、45%、100%全光照)西藏虎头兰的生长状况、叶绿素含量和光合参数等的变化。结果表明：西藏虎头兰在20%光照强度下长势最好,其株高、分株基径、冠幅和最大叶长最大。随着光照强度的升高,西藏虎头兰叶片的叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、类胡萝卜素(Car)和叶绿素(a+b)[Chl (a+b)]含量均显著降低,Car/Chl(a+b)升高,Chl a/ Chl b无明显变化。8%和20%光照强度下西藏虎头兰的净光合速率(P_n)呈现“单峰”曲线,45%光照强度下呈现“双峰”曲线;日均P_n大小表现为20%光照强度(0.78 μmol·m^-2·s^-1)＞8%光照强度(0.55 μmol·m^-2·s^-1)＞45%光照强度(0.23 μmol·m^-2·s^-1)。20%光照强度下西藏虎头兰的光补偿点(LCP,8.86 μmol·m^-2·s^-1)最低,光饱和点(LSP,607.67 μmol·m^-2·s^-1)、表观量子效率(AQY,0.041)和最大净光合速率(P_max,2.91 μmol·m^-2·s^-1)最高。本研究中,西藏虎头兰在20%光照强度下植株长势最好、光合作用能力最强,因此在进行引种栽培时应提供适当的光照,有助于其生长。     

非金属离子对S31603不锈钢表面锈蚀的影响

S31603不锈钢具有优异的耐腐蚀性能,广泛应用于化工、沿海设施等领域。在使用过程中,长期经历内部应力、苛刻环境的腐蚀作用。其中,水溶液中的离子对S31603不锈钢的耐腐蚀性能有着重要影响。通过分析锈蚀S31603不锈钢的微观形貌、元素组成及化学状态等,研究非金属离子对其表面锈蚀的影响。结果表明,NO³⁻、NO²⁻、SO₄²⁻对S31603不锈钢锈蚀起关键作用,Cl^-起辅助作用,且锈蚀主要发生在S31603不锈钢与水溶液长期接触的界面。通过对锈蚀表面进行物质鉴定,发现锈蚀表面含有Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄、CrO₂等多种化合物。     

光照强度对美花石斛试管苗生长及光合特性的影响

为探究光照强度对美花石斛（Dendrobium loddigesii）试管苗生长及光合特性的影响,研究对不同光照强度处理2个月和4个月的美花石斛试管苗的生长情况、多糖含量、光合特性和荧光特性进行测定和分析。结果显示,随着光照强度的增大,处理2个月和4个月的美花石斛试管苗的生长指标和多糖含量均显著增大;在光照处理2个月时,36 μmol·m^-2·s^-1的光照强度有助于试管苗光系统Ⅱ （PSⅡ）最大光化学效率的提高和热耗散能力的增强,而54 μmol·m^-2·s^-1的光照强度有助于试管苗碳循环系统的完善;在光照处理4个月时,54 μmol·m^-2·s^-1光照强度有利于试管苗光反应系统的完善和热耗散能力的增强。研究结果表明,美花石斛试管苗在不同发育时期对光照强度的要求不同,培育过程中可根据试管苗的生长节律进行光照强度的调节。     

一个单核三价铬配合物的晶体结构、发光性质及热稳定性

我们重新合成了曾经报道过的反式K[Cr(C₂O₄)_2·(H₂O)₂]_2·3H₂O三价铬配合物, 并借助先进的单晶衍射仪和更先进的解析手段得到了该配合物更加精确的结构模型,该配合物属于单斜晶系,P2/n（No. 13）空间群,晶胞相关参数为：a = 7.8827 (4) Å,b = 5.7296(3) Å,c = 13.6447(7) Å,β= 103.506(5)°,Z = 2,Dc =1.980 Mg/m³,V = 599.22(5) ų。热重测试结果显示该配合物在357 K以前是稳定的,在410 nm最有效的紫外光光源的激发下,配合物在610 nm处有一个尖锐的发射峰。     

2011和2016年亚热带城市生态系统通量源区及CO2通量特征——以上海市奉贤大学城为例

以上海市奉贤大学城为例,基于地理信息系统、涡动相关（EC）系统和通量源区模型分析了2011和2016年上海市奉贤大学城二氧化碳（CO₂）通量特征（CO₂通量、碳浓度）、通量源区的变化特征.分析结果表明：1）2011年CO₂通量日均值和CO₂质量浓度分别为0.6 μmol·m^-2·s^-1和388 mg·L^-1,2016年两者增加到了0.9 μmol·m^-2·s^-1和406 mg·L^-1;2）2011和2016年研究区内通量源区范围都随着大气稳定度的增加而增加;3）当大气处于稳定状态时,非主风向上的通量源区范围远远大于主风向上的通量源区范围;当大气处于不稳定状态时,主风向和非主风向上的通量源区长度相差较小.     

广西近岸强额孔雀水蚤对球形棕囊藻的下行控制

为认识广西近岸强额孔雀水蚤Parvocalanus crassirostris对球形棕囊藻（Phaeocystis globosa,下文简称棕囊藻）的下行控制作用,首先通过垂直拖网的方式对广西近岸强额孔雀水蚤丰度的月变化进行调查;然后,通过室内实验获得强额孔雀水蚤对单细胞棕囊藻的摄食率;最后,在棕囊藻赤潮易发季节,选择固定站位对棕囊藻囊体数量与强额孔雀水蚤丰度之间的关系进行连续观测。结果发现,强额孔雀水蚤在广西近岸终年存在;在调查海域,其丰度变化为（1 005±886）ind.·m^-3到（10 723±5 168）ind.·m^-3,平均值为（5 878±3 373）ind.·m^-3。棕囊藻囊体密度高值期出现在强额孔雀水蚤丰度低值期。强额孔雀水蚤可高效摄食单细胞棕囊藻,水温从16℃到28℃时,其对单细胞棕囊藻的摄食率从（61.55±44.65）×10³ cells·ind.·h^-1到（73.92±4.66）×10³ cells·ind.·h^-1,但统计分析结果表明,水温对摄食率影响并不显著（P>0.05）。较之小孔径浮游生物网（孔径160 μm）,以往使用大孔径浮游生物网（孔径505 μm）对广西近岸强额孔雀水蚤进行采样,所得强额孔雀水蚤丰度降低2个数量级。鉴于强额孔雀水蚤可高效摄食单细胞棕囊藻,而自然海区中又存在高密度的强额孔雀水蚤,推测强额孔雀水蚤是广西近岸单细胞棕囊藻的重要捕食者,其摄食调控在控制棕囊藻赤潮的形成中可能发挥重要作用。在研究广西近岸棕囊藻赤潮发生机理时,建议考虑以强额孔雀水蚤为代表的小型桡足类动物的下行控制作用。     

湖水源数据中心余热回收系统性能模拟研究——以东江湖大数据产业园为例

为充分利用湖水源数据中心无主机全自然冷却系统的余热、降低废热对自然水体的影响,基于夏热冬冷地区办公建筑动态负荷特性,建立了移峰填谷策略下数据中心水源热泵联合蓄热水箱余热回收系统,与传统风冷热泵供热、水源热泵余热回收系统对比,研究其节能降费潜力。模拟表明：与传统风冷热泵供热相比,水源热泵余热回收供热节能率为46.1%;通过增设蓄热水箱,制定峰谷电价下的运行策略,供热系统节能率提高了41.9%。此外,从冷却水回水侧回收余热有利于提升冷却系统能效,机房送风温度23℃,供水温度17℃时,通过余热回收,冷却系统能耗降低13.1%,机房能源使用效率(power usage effectiveness, PUE)由1.131降至1.111。通过经济性分析发现,相比于风冷热泵供热,水源热泵余热回收全年电费节费率为19.7%,在移峰填谷策略下,与水源热泵余热回收相比节费率进一步提高了64.4%,节能降费效果显著。     

相变蓄热水箱蓄热性能数值模拟研究

在封闭静止的蓄热水箱中添加相变材料可以增加水箱热容量、延长水箱升温时间。分别建立了有、无相变单元蓄热水箱的物理模型，利用有限体积分析法对蓄热水箱加热过程进行数值模拟，探讨了封闭水箱加热过程中相变单元的熔化规律和相变单元对水箱温升的影响规律。研究结果表明相对于纯水蓄热水箱，当蓄热水箱中加入占水箱容积9.05%（体积分数）的相变单元、其平均温升29 K时，蓄热水箱的整体热容量提高了25.58%，加热时间延长了1 100 s；蓄热水箱内只在垂直方向上存在热分层，导致含有相变单元的蓄热水箱较高位置处的相变单元先熔化，降低了较高位置处水的温升速率，使得相变蓄热水箱和纯水蓄热水箱的热分层剧烈程度存在差别；以最大温差值作为判断水箱热分层剧烈程度的依据，不同加热功率下相变蓄热水箱的热分层特征变化规律大致相同，但加热功率越大，热分层现象越剧烈。     

基于太阳能的原油储罐加热系统数值模拟

分析基于太阳能的原油储罐加热系统的应用前景.分析其传热过程,建立基于太阳能的原油储罐加热系统数学模型,将太阳能简化为集热板平面的温度分布,利用CFD软件对其进行数值模拟.研究结果表明:(1)由于水温分布的不均匀性造成的密度差成为水由水箱流向储罐内输水管进行流动加热原油的动力.(2)经长时间加热,原油储罐内的温度有所提升...     

原油库能量系统的运行火用分析

随着我国原油储备能力的增加,原油库的生产能耗将进一步增大。对于油库这种由储油罐、输油泵、加热炉等用能单元按照一定拓扑关系连接组成的总能系统,热力学佣分析方法可从能质角度对其进行全面分析,反映能的真正价值和利用程度。论文首先采用序贯模块法确定油库系统各单元模块的节点参数,然后根据工艺流程的特点,建立了系统佣分析的灰箱模型,给出了正平衡佣效率、佣损系数及反平衡佣效率的计算式。对某油库进行佣分析的应用实例研究,结果表明加热炉的佣损系数为73.99%,是油库佣损最大的设备;在其各项佣损失中,换热佣损失高达47%。因此,提高油库佣效率的主要途径是改善加热炉换热过程的能级匹配。     

基于太阳能发电的空气源热泵供热系统研究

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时,负载电压与电流波形畸变率较小,系统能够平稳运行。对整个冬季的蓄水箱水温、供暖房间空气温度、系统耗电量等参数进行测试,与传统供热方式比较,系统的经济性显著提高。     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

考虑土-结构相互作用的埋置式双层储油罐地震响应分析

传统单层钢制油罐由于埋地敷设,长期处于内外部腐蚀环境中,容易发生渗(泄)漏,从而造成土壤和地下水污染的事故,而双层FF和SF储油罐,防腐蚀性能好,使用成本低,强度能满足使用要求,安全性能较单层钢制储油罐表现优秀.本文考虑粘弹性边界和流-固耦合,建立了埋置式FF和SF双层储油罐的数值计算模型,研究了埋置式双层FF和SF储油罐的地震响应,并进行了参数影响分析.结果表明,罐体在液体填充条件下系统的动力响应明显大于无液体填充条件下系统的动力响应.近场地震作用下系统的动力响应比远场地震作用下系统的动力响应要大;储油罐体型越大其所受的动力作用越大;本文在模型分析与实际应用中发现FF和SF储油罐的动力响应相近,在未来工程实际中都有很好的应用前景、有较好的经济性和实用性.     

基于斜温层等效容积的大型蓄热罐动态特性分析

斜温层蓄热罐可以提高热电联产(Combined heat and power, CHP)机组在供热期间的调峰能力，因此逐渐向大型化发展，但设计参数对蓄热罐的性能影响较大，且采用目前的性能评估方法效率较低。本文建立了大型蓄热罐的物理模型及数学模型，研究了蓄热过程中斜温层的形成及变化过程，提出了斜温层等效容积的概念，同时分析了结构参数及运行参数对斜温层等效容积的影响。结果表明：形成稳定斜温层后，随着蓄热量的增加，斜温层厚度变化不大，采用斜温层等效容积可以更高效的评估蓄热罐的性能。比较不同工况下蓄热罐等效容积的相对变化量可知，不同影响因素对斜温层等效容积的影响从高到低排序依次为布水器布置、蓄热流量、高径比和冷热水温差。研究为大型蓄热罐的性能评估提供了一种新参考。     

非锚固式大型立式热质储罐强度分析

针对大型储罐在多种载荷作用下易发生强度破坏的问题，以某热质储罐为研究对象，利用有限元法分析热质储罐在自重、内压、液柱静压力、风载荷、地震载荷、雪载荷以及温度载荷作用下的应力强度以及变形，模拟大角焊缝区域翘曲情况，并依照JB4732—1995进行强度评定，为此类大型立式储罐的设计提供参考。     

相变材料对家用水箱性能的影响及相变层厚度优化

基于相变蓄热水箱的发展现状,结合家用生活热水系统相关设计规范及标准,对相变水箱的结构进行了设计,并采用有限元软件对相变水箱的性能进行了模拟研究.首先建立了相变水箱的数值计算模型并利用实验数据验证模型的准确性;在此基础上,通过蓄放热阶段水温响应特性、相变材料温度及液相比等参数,对相变水箱的蓄放热特性进行了研究;另外,比较分析了不同相变层厚度参数对相变水箱蓄放热过程的影响,并对相变材料的用量进行了优化.结果表明,对于家用水箱,增设相变材料层可以延长水箱蓄热过程;在水箱放热过程中,放热时间随着相变层厚度的增加呈现先延长后缩短的变化趋势;与其他相变厚度的模拟工况相比,相变层厚度为30 mm时,水箱的释热性能最佳,放热时间较普通水箱增加10％左右,且维持水温处于较高温度的时间有所延长.可见相变材料的蓄放热特性直接影响着家用水箱的性能,寻求相变材料的最优用量可为相变水箱的设计及实际应用提供参考.     

Numerical Study of Thermal Performance of Phase Change Material Energy Storage Floor in Solar Water Heating System

The conventional solar heating floor system contains a big water tank to store energy in the day time for heating at night,which takes much building space and is very heavy.In order to reduce the water tank velume even to cancel the tank,a novel structure of integrated water pipe floor heating system using shape-stabi-lized phase change materials (SSPCM) for thermal energy storage was developed.A numerical model was devel-oped to analyze the performance of SSPCM floor heating system under the intermittent heating condition,which was verified by our experimental data.The thermal performance of the heating system and the effects of various factors on it were analyzed numerically.The factors including phase transition temperature,heat of fusion,ther-real conductivity of SSPCM and thermal conductivity of the decoration material were analyzed.The results show that tm and kd are the most import influencing factors on the thermal performance of SSPCM floor heating sys-tem,since they determine the heat source temperature and thermal resistance between SSPCM plates and indoor air,respectively.Hm should be large to store enough thermal energy in the day time for nighttimes heating.The effects of KP can be ignored in this system.The SSPCM floor heating system has potential of making use of the daytime solar energy for heating at night efficiently in various climates when its structure is properly designed.