碳排放与社会经济发展——碳排放与社会发展Ⅱ

利用全球及主要发达和发展中国家的化石燃料人均碳排放和工业化、城市化水平以及人均GDP历史数据,考察了碳排放与社会经济发展的关系。结果表明,工业化和城市化进程以及社会财富的积累,必然伴随大量碳排放,因此减排势必会限制社会经济发展。初步分析表明,工业化程度达到峰值时对应的人均累计碳排放量因国家不同而异,但这一转折阈值至少为40tC。发展中国家正处在工业化和城市化建设、居民生活水平亟待提高的时期,未来发展需要一定的碳排放空间,因此在气候谈判中应努力争取自身排放权以及发达国家的资金和技术支持。     

1850—2008年中国及世界主要国家的碳排放——碳排放与社会发展Ⅰ

人类活动排放CO2包括3个重要时期,即1850年第二次工业革命至今,1950年战后世界经济迅速发展期至今,以及以1990年签署《联合国气候变化框架公约》为标志的人类关注碳排放时期至今。作者利用1850—2008年世界化石燃料CO2排放量和人口数据,得到3个时期全球主要国家及我国的累计碳排放量与人均累计碳排放量。结果表明:过去近160年全球历史累计碳排放量为345PgC(1PgC=10亿tC);发达国家历史累计排放量与人均累计排放量均远远高于发展中国家,1850—2008年,前者是后者的2.9倍(250和87PgC)和11.2倍(257和23tC);1950—2008年,分别是2.3倍(193和85PgC)和7.7倍(169和22tC);1990—2008年,分别为1.9倍(75和54PgC)和5.3倍(58和11tC)。尽管发展中国家与发达国家历史排放量的差距有缩小趋势,但发达国家的排放量一直远高于发展中国家,是大气CO2浓度升高的主要贡献者。对1850年以来中国的碳排放分析表明,3个时期历史累计排放量和人均累计排放量分别为31PgC与29tC,31PgC与28tC,21PgC与16tC。1980—2008年我国碳排放总量和人均排放量均呈快速增加趋势,平均年增量分别为0.05PgC和0.04tC。这表明,我国正在失去历史碳排放量较低的优势,节能减排是我国实现可持续发展战略的必由之路。     

High-resolution carbon isotope record for the Paleocene-Eocene thermal maximum from the Nanyang Basin,Central China

The Paleocene-Eocene thermal maximum (PETM) was a transient episode of global warming, associated with massive atmospheric greenhouse gas input that occurred at the Paleocene/Eocene boundary. Biostratigraphic and isotope stratigraphic studies indicate that the PETM event is well documented in the marl deposits of the Yuhuangding section in the Nanyang Basin, Central China, with a carbon isotope negative excursion of ~6.1‰ within 19-m-thick marl deposits. This is the highest resolution record of the PETM so far found in the world. The PETM event was triggered within 2-cm-thick marl sediments, with a decrease of δ¹³C (stable carbon isotope ratio) from –3.2‰ to –5.2‰, suggesting a massive methane hydrate release for a transient period that was possibly caused by a catastrophic event. A comparison between marine and terrestrial records indicates a “Three-Phase Model” for the PETM event. Initially there is a rapid negative excursion in the δ¹³C record, followed by a slowly decreasing trend, and then a gradual positive recovery, corresponding respectively to a rapid dissociation of oceanic methane hydrate, followed by a slow release of methane and then the consumption of the released methane.     

Application of Raman spectroscopy in carbon nanotube-based polymer composites

Raman spectroscopy has been widely used to identify the physical properties of carbon nanotubes (CNTs), and to assess their func-tionalization as well as orientation. Recently, Raman spectroscopy has become a powerful tool to characterize the interfacial properties between CNTs and polymer matrices. This review provides an overview of micro-Raman spectroscopy of CNTs and its application in studying CNT reinforced polymer composites. Based on the specific Raman band shifts relating to the mechanical deformation of CNTs, Raman scattering can be used to evaluate the interactions between the CNTs and the surrounding polymer in the composites, and to detect the phase transitions of the polymer, and investigate the local stress state as well as the Young’s modulus of the CNTs. Moreover, we also review the current progress of Raman spectroscopy in various CNT macroarchitectures (such as films, fibers as well as composite fibers). The microscale structural deformation of CNT macroarchitectures and strain transfer factors from macroscale architectures to microscale structures are inferred. Based on an in situ Raman-tensile test, we further predict the Young’s modulus of the CNT macroarchitectures and reveal the dominating factors affecting the mechanical performances of the CNT macroarchitectures     

活性炭微反应器法制备纳米氧化铝粉体

基于ZnC12活化后获得的活性炭具有孔隙丰富、结构有序、高温下易于除去的特性,构建了用于制备纳米氧化铝粉体的活性炭微反应器,研究了微反应器内前驱颗粒的形成与生长过程,探讨了微反应器在粉体制备中所起的作用.研究发现:微反应器内可生成大量均匀分布在反应器壁上的球形前驱颗粒,这些颗粒被孔壁牢固吸附;粉体的煅烧转相温度与微反应器脱除同步,微反应器在煅烧过程中一直起到了限域的作用,有效防止了粉体的团聚,从而获得了颗粒尺寸分布均匀且分散性好的α-Al2O3粉体.     

铝合金大厚板淬火残余应力数值分析

基于淬火会引起铝合金大厚板很大的残余应力,并容易引起淬火变形与裂纹,恶化材料的性能,运用有限元分析软件ANSYS研究了铝合金板材尺寸、淬火介质温度对温度场、应力场和残余应力的影响.基于随温度变化的材料物性参数以及材料表面与淬火介质的换热系数,进行了淬火过程的非线性热传导分析.结果表明,随着板材厚度的增加,铝合金薄板的残余应力增加明显,而铝合金厚板的残余应力未产生太大变化;随着淬火介质温度的升高,厚板的残余应力也无明显降低;对于铝合金厚板,通过优化合金成分等措施来提高合金淬透性,才能有效降低残余内应力,并保证合金的力学性能.     

功能化多壁碳纳米管对NHFB细胞的毒性研究

以人的正常上皮成纤维细胞(normal human fibroblasts,NHFB)为模型,应用WST-1方法对本课题组前期合成的功能化多壁碳纳米管(functionalized multi-walled carbonnanotubes,f-MWNTs)库进行细胞毒性筛选;选取细胞毒性差异较大的几种f-WNTs,研究细胞对其摄入情况及其对细胞增殖和活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生的影响规律。结果表明:经过不同表面修饰的多壁碳纳米管具有不同的细胞毒性;f-MWNTs能够进入细胞,且其对细胞增殖及ROS的产生均呈显著的剂量依赖关系。     

粉末活性炭对电控反冲浸没式膜-生物反应器处理中药废水的影响

采用2套完全相同且平行运行的电控反冲浸没式膜-生物反应器(SMBR)处理富含甙类等易发泡而难降解的大分子物质的中药废水.其中一套SMBR放入粉末活性碳(PAC)(即PSMBR),另一套不放(即CSMBR).反冲时间为5min.通过调整预设反冲真空度及泵频使得抽吸周期约为90 min.在24 d(576 h)平均水力停留时间(HRT)为5.97 h的稳定状态内,CSMBR平均流量为5.87 L/h;而在30 d(720 h)平均HRT为5.99h的稳定状态内,PSMBR平均流量为5.85L/h.平均有机负荷(OLR)为4.16 kg COD/(m3·d)时,CSMBR化学需氧量(COD)平均总去除率为89.29%,而平均OLR为5.50 kgCOD/(m3·d)时,PSMBR的COD平均总去除率为89.79%.2套SMBR出水COD质量浓度均达GB 8978-1996<污水综合排放标准>医药原料药工业污水二级排放标准(300 mg/L).因此电控反冲SMBR处理中等质量浓度的中药废水是可行的.再者,PSMBR的电接点真空压力表的预设反冲真空度、泵频、以及混合液真空度和流量损失均滞后于CSMBR,故PSMBR不进行膜清洗的实际运行时间约为CSMBR的1.25倍,且当平均OLR较高时,PSMBR的COD平均总去除率增强.     

高速铣削参数对铝合金零件表面粗糙度的影响

高速切削技术可以降低生产成本,提高零件的表面质量。笔者采用正交实验方法,研究硬质合金刀具高速铣削铝合金材料时,每齿进给量、切削深度、切削速度和行距等铣削参数对零件表面粗糙度的影响。通过对实验数据的直观分析和方差分析,得出了影响零件表面粗糙度大小的主次因素,并确定出较优的铣削参数。结果表明：每齿进给量、切削深度、切削速度和行距分别在0.06 mm/齿、0.6 mm、942.48 m/min和0.05 mm附近取值时,可获得较好的表面质量。该研究为指导企业生产实践提供了的参考依据。     

酚醛树脂基中孔炭块体电极的制备与电容性能

提出了一种有机体系超级电容器用中孔炭电极的直接成型制备方法。以热塑性酚醛树脂为前驱体,加入六次甲基四胺固化、粉压成型后进行CO2活化,制备了中孔发达的炭电极。该电极比表面积1563 m2/g,孔容1.87cm3/g,其中孔孔容占75.9%,在有机电解液1mol/L Et4NBF4/PC中具有良好的电化学性能,比电容达108 F/g,大电流倍率性能良好。