Magnesium-based materials for hydrogen storage: Recent advances and future perspectives

Hydrogen storage is a real challenge for realizing ＂hydrogen economy＂ that will solve the critical issues of humanity such as energy depletion, air pollution, greenhouse emission and climate change. Recently, tremendous efforts have been devoted to this internationally focused area. Magnesium （Mg） is among the most promising candidates for this purpose and attracts numerous research interests. This paper is aiming at reviewing recent literatures on approaches and progress, the necessity of further research, and future direction to the research of Mg for hydrogen storage.     

三聚氰酸在活性炭纤维毡表面的吸附及电脱附行为的研究

利用活性炭纤维毡（ACF）对三聚氰酸进行了静态吸附和电脱附,通过透射电子显微镜（TEM）、场发射扫描电子显微镜（SEM）对ACF微观结构进行了表征,并通过高效液相色谱（HPLC）检测了三聚氰酸含量.研究了吸附平衡时间、pH等对静态吸附的影响,以及电解质浓度和脱附时间对电脱附率的影响.结果表明：ACF对三聚氰酸的吸附遵循准二级吸附动力学,符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,酸性环境能促进对三聚氰酸的吸附,pH=12时发生脱附再生,用ACF电脱附三聚氰酸最佳脱附时间15min时脱附率可达92.5%.     

应用于活体海洋微藻铅的洗脱试剂研究

研究了不同洗脱试剂对活体中肋骨条藻和链状亚历山大藻吸附重金属Pb^2＋的洗脱效果。结果表明,HCl的洗脱效果较好,但是会同时破坏海洋微藻细胞结构,不适合应用于活体海洋微藻细胞表面Pb^2＋的洗脱;EDTA-草酸适用于活体海洋微藻细胞表面吸附Pb^2＋的洗脱,其洗脱效果良好且不会破坏细胞结构。     

环境激素镉在三峡库区消落带土壤中的吸附-解吸特性

采用模拟实验及恒温振荡平衡法研究了三峡库区消落带土壤在不同因素影响下环境激素镉的吸附-解吸特性.研究结果对于三峡库区消落带土壤镉污染的预测与评价、治理和利用将具有重要的指导意义.     

页岩储层流动机制综述

 为了研究页岩储层的流动机制,对国内外页岩气流动机理相关文献进行了广泛调研,详细阐述了解吸附、扩散和渗流的数学描述方法、影响因素、适用条件及存在的问题,为流动机制的深入研究提供参考.分析表明：气体在页岩储层中的流动主要经历解吸附、扩散和渗流3个过程.Langmuir等温吸附定律很好地描述了页岩气的解吸附规律,但在描述多组分气体解吸附时仍存在一定问题,需要进一步研究;Fick第二扩散定律能够准确地描述页岩气的扩散过程,如何划分渗流和扩散的流动区间并进行耦合还需进一步研究;气体在天然裂缝网络中的流动遵循滑脱效应的广义达西定律,在压裂诱导裂缝中的流动遵循Forchheimer定律;天然气在页岩储层的流动存在压敏、气水两相流动、温度变化引起的热效应、相变等多种流动机制,需要进一步研究.     

煤层气井产气规律及产能影响因素分析

煤层气是一种重要的非常规资源。煤层气的开采首先需要将储层中的水排出,降低储层压力使吸附气解吸产出。采用数值模拟方法分析了煤层气压降开采过程,并利用实际储层特征建立地质模型,对单井生产历史进行拟合,拟合效果较好。应用上述所建立的模型分析了裂缝渗透率、孔隙度以及最小井底流压对煤层气井产气变化规律以及峰值时间的影响。     

几种常用建材的等温吸放湿线试验研究

设计建造了恒温恒湿试验台,用盐水饱和溶液保持小室恒定的湿度,通过对３种常用建材的平衡湿容量研究,试验得到其等温吸放湿曲线,为围护结构动态湿特性研究提供了基本数据。     

页岩气藏部分压开压裂井压力动态分析

 压裂井因为能够提高单井产量和降低成本在页岩气藏的开发过程中得到了广泛应用,然而在实际生产过程中由于页岩储层普遍厚度较大,难以被完全压开。为此,综合考虑页岩气的解吸、扩散和渗流特征,建立了页岩气藏部分压开压裂井的渗流模型,应用Laplace变换、Fourier变换和Duhamel原理,结合Stehfest数值反演对模型进行求解,绘制了相应的压力特征曲线并对其进行了流动阶段的划分,讨论了相关参数对压力动态的影响。研究表明,页岩气藏部分压开压裂井的压力特征曲线存在7个主要流动阶段;裂缝的压开程度主要影响球形流阶段表现的明显程度及压力导数曲线前期位置的高低,解吸系数主要影响压力导数曲线下凹的深度,无因次储容系数主要影响压力导数曲线下凹的宽度和深度,无因次窜流系数主要影响解吸扩散阶段出现的早晚。所获得的结果可为利用压裂井合理高效地开发页岩气藏提供理论支持。     

磷石膏对黄壤镁吸附解吸特性的影响

土壤的镁素吸附解吸行为与生态、农作物间的平衡发展密切相关,对维持土壤正常的生态效应具有重要意义。磷石膏用作土壤改良剂可改变土壤的理化性质,进而影响土壤镁的吸附解吸行为。以磷石膏和黄壤为原料,研究磷石膏掺量对黄壤镁吸附解吸特性的影响。结果表明：磷石膏基本不影响黄壤的镁吸附行为,适量磷石膏可促进黄壤对镁的吸附作用,培养时间对磷石膏促进或抑制黄壤镁吸附能力作用的影响不显著;原土和混合土样的镁等温吸附过程均符合Langmuir等温吸附方程,磷石膏几乎不影响其对镁的吸附热力学特性;原土和混合土样的镁吸附动力学过程满足准二级动力学方程,磷石膏没有改变黄壤对镁的吸附动力学行为;适量磷石膏可促进黄壤对镁的解吸作用,掺量过多促进解吸的作用会减弱,甚至可能抑制黄壤对镁的解吸作用。     

页岩气藏流固耦合数学模型

页岩层是超低渗透率的储气层,页岩气藏开采过程中流固耦合效应表现明显.基于渗流力学和Biot固结理论,综合考虑页岩气藏储层的启动压力梯度,页岩气渗流过程中的解吸附,建立了一个适用于滑脱流、孔内扩散等页岩基质孔隙内所有气体流态形式的流固耦合数学模型.页岩气开采流固耦合数学模型包含了气体渗流和页岩变形相互作用的耦合项,必须进行耦合求解.使用显式迭代编制相应程序求解其数值解,计算结果表明,考虑流固耦合和不考虑流固耦合对页岩气开采过程中压力分布影响较大,考虑流固耦合情况下,压力降低趋势比不考虑耦合情况下要快,更符合实际开采情况.流固耦合现象对页岩气渗流过程影响较大,页岩气开采过程中必须考虑流固耦合影响.