Catalytic oxidation of CO over Pt/Fe3O4 catalysts: Tuning O2 activation and CO adsorption

• Strong metal-support interaction exists on Pt/Fe₃O₄ catalysts. • Pt metal particles facilitate the formation of oxygen vacancies on Fe₃O₄. • Fe₃O₄ supports enhance the strength of CO adsorption on Pt metal particles. The self-inhibition behavior due to CO poisoning on Pt metal particles strongly impairs the performance of CO oxidation. It is an effective method to use reducible metal oxides for supporting Pt metal particles to avoid self-inhibition and to improve catalytic performance. In this work, we used in situ reductions of chloroplatinic acid on commercial Fe₃O₄ powder to prepare heterogeneous-structured Pt/Fe₃O₄ catalysts in the solution of ethylene glycol. The heterogeneous Pt/Fe₃O₄ catalysts achieved a better catalytic performance of CO oxidation compared with the Fe₃O₄ powder. The temperatures of 50% and 90% CO conversion were achieved above 260°C and 290°C at Pt/Fe₃O₄, respectively. However, they are accomplished on Fe₃O₄ at temperatures higher than 310°C. XRD, XPS, and H₂-TPR results confirmed that the metallic Pt atoms have a strong synergistic interaction with the Fe₃O₄ supports. TGA results and transient DRIFTS results proved that the Pt metal particles facilitate the release of lattice oxygen and the formation of oxygen vacancies on Fe₃O₄. The combined results of O₂-TPD and DRIFTS indicated that the activation step of oxygen molecules at surface oxygen vacancies could potentially be the rate-determining step of the catalytic CO oxidation at Pt/Fe₃O₄ catalysts. The reaction pathway involves a Pt-assisted Mars-van Krevelen (MvK) mechanism.     

时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1值测定的影响分析

针对时间因素对钻屑瓦斯解吸指标K1测定结果的影响，采用恒温瓦斯放散试验深入分析钻屑瓦斯解吸指标K1测定理论的准确性，总结因时间因素导致K1值测定误差所带来的现场问题。研究结果表明:K1值的测定误差与时间关系密切，测定启动时间越晚，误差越大；测定启动时间由第1 min延后至第2 min，绝对误差和相对误差最大值分别增加0.081 cm3/(g·min1/2)和2.20%；高瓦斯压力条件矿井或煤层的局部高瓦斯压力区域、构造煤发育区的钻屑瓦斯解吸指标K1值测定结果偏低，测定误差偏大。研究结果可为煤与瓦斯突出预测水平的提升提供技术支撑。     

抛光铝粉爆炸及ABC粉体抑爆特性的实验研究

为研究抛光铝粉的爆炸危险和ABC粉体的抑爆特性，在对实验粉体粒径分布进行分析的基础上，采用20 L粉尘爆炸特性实验装置，分别对不同铝粉尘浓度、不同抑爆剂浓度条件下的爆炸特性参数进行测试。研究结果表明:在实验条件下，铝粉的爆炸下限为45 g/m3＜C＜60 g/m3；随铝粉浓度增加，爆炸烈度呈现出先增强后减弱的变化趋势，在浓度为400 g/m3时爆炸烈度最大。ABC抑爆剂能够有效抑制铝粉爆炸超压和爆炸反应进程，随着惰性粉体浓度的增加，抑制效果愈加明显，爆炸逐渐减弱。当ABC惰性粉体的质量占比增加到50%时，相较单一铝粉爆炸，反应过程时间由72 ms增加至785 ms，爆炸最大压力、最大压力上升速率分别下降了61.7%，89.5%；当ABC粉体质量占比为53%时，铝粉被完全惰化，未发生爆炸。     

我国高速公路周边土壤重金属污染现状及研究进展

以我国高速公路周边土壤重金属为研究对象，综述了我国高速公路周边土壤重金属污染特征、影响因素、来源、环境风险及其研究进展。高速公路周边土壤主要受Pb、Cd、Cr、Cu、Zn等重金属污染，主要呈现指数分布、偏态分布和两者混合分布等特点，并且受到土地利用、风向、地形、车流量等多种因素的综合影响。土壤重金属的来源除了受成土母质等自然因素影响以外，公路交通和周边工农业活动也会对其来源产生较大影响。传统的土壤重金属评价方法主要采用单因子指数法、地累积指数法、生态风险评价法等对重金属的污染等级和环境风险进行评价。未来的研究应将重金属形态分析、空间和地统计分析、重金属稳定同位素示踪和源解析模型以及预测模型等多种手段相结合，开展高速公路周边土壤重金属的污染特征、时空分布、来源及预测预警研究等，为我国高速公路沿线工农业生产布局及其土壤重金属污染防控提供科学依据和决策支撑。     

海洋碳汇渔业绿色发展空间外溢效应评价研究

海洋碳汇渔业绿色发展空间关联性及其外溢效应对于海水养殖业的有效协调和区域海洋环境的有效保护具有重要意义,科学估算沿海各省(自治区)海水养殖渔业碳汇量并探讨其空间相关性特征是制定差异化渔业碳汇发展政策的重要基础。根据2006—2016年中国大陆沿海9个省(自治区)的碳汇渔业资源清查数据,在检验和比较省域空间渔业碳汇总量相关性特征的基础上,运用空间计量模型分析了渔业碳汇的外溢效应及其影响因素。结果表明:①中国海水养殖渔业碳汇量整体上呈现上升趋势,但各省渔业碳汇量也存在明显差异。②研究期内的Moran's I指数整体呈现为"V"型的波动变化特征,渔业碳汇在省域空间分布上的差异性并不是随机的,而是具备显著的空间相关性。③海水养殖渔业碳汇存在明显的空间外溢效应,通过随机效应的杜宾模型分解后得出渔业产值、劳动力投入的直接效应为正,而渔业受灾面积和科研项目经费投入的直接效应为负;从间接效应来看,渔业产值在各省域间存在竞争与依存关系,海水养殖业劳动力投入和渔业技术推广的项目经费投入在各省域间存在互补关系。因此,中国沿海各省份在发挥海洋水产养殖业生态功能时,应当考虑省域区位因素,合理制定兼具差异化和协调性的海洋碳汇渔业发展政策。     

基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征，基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组，实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀，但是约束管道末端存在局部粉尘残留区，致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度；爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小，只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

环境规制、省际产业转移对污染迁移的空间溢出效应

目前我国正在积极地探寻经济增长高质量发展,生态环境与经济持续、稳定的和谐发展至关重要。虽然政府制定了相关的环境治理政策,但我国环境治理整体效果仍然欠佳。自从分税制改革以来,地方政府为了获得较高经济效益,会放松对环境管理,导致环境治理高投入低成效。同时,由于区域经济发展不平衡导致政府在制定相关环境治理政策时带有区域性特点,迫使高污染高能耗企业迁移至环境规制相对薄弱的地区,由此产生污染迁移的现象。基于此,对2003—2017年30个省区市(港澳台和西藏除外)环境污染总指数的空间溢出效应进行探讨,构建动态空间杜宾模型研究环境规制、省际产业转移对污染迁移的影响。研究结果表明:①环境规制总体上对环境污染具有显著直接效应且存在正向空间溢出效应,当某省环境规制强度增加,环境污染总指数会降低,从而引起污染向相邻省份转移,造成相邻省份的环境污染总指数上升。②省际产业转移整体上对环境污染具有显著直接效应且存在负向空间溢出效应,当某省的产业转移到相邻省份时,会缓解本省环境污染,却加重相邻省份的环境污染程度。这就需要中央政府加强对于各省区市的环境管控,统筹各区域的联防联治机制。产业转移承接省份在招商引资的过程中不仅要考虑本省环境承载能力和环境治理能力,还要考虑入驻企业自身污染排放处理能力,并将污染排放指数纳入筛选条件。同时,产业转移承接省份要引入企业的生产工艺、技术、研发团队等,运用技术溢出效应提升区域环境治理水平。     

木材在不同放置角度下火蔓延特性的实验研究

选用厚度为2 mm与3 mm的木材,研究了可碳化固体可燃物在静止氛围中不同角度下的火蔓延特性.研究表明,在不同角度范围内火蔓延经历着熄灭、稳定燃烧、加速燃烧以及快速燃烧等变化过程.对两种厚度的木材火蔓延行为对比分析发现,在自然对流条件下,两种厚度木材的火蔓延极限角度分别为-5°,5°.另外,研究了试样上下表面火焰参数与火蔓延速度之间的关系.在10°＜α＜60°范围内,火蔓延速度计算值与实验值能较好拟合.     

基于GIS的东辽河流域生态安全空间差异评价研究

生态安全建设是协调经济开发与生态保护的重要战略.区域生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性、随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究辽河流域生态环境状况基础上,选取东辽河流域11个县市区,借助GIS格网赋值技术,讨论了基于GIS的东辽河生态安全空间差异的评价方法.首先,拟定"压力-状态-响应"(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;然后,数字化流域,运用模糊AHP法赋权并量化计算;最后,建立东辽河流域生态安全指数GRID数据库,进行GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析.结果表明,公主岭市是生态安全区,约占全流域面积的10.78%;西丰市和东辽县是生态不安全区,约占流域面积的13.07%;其余8个地区为生态安全中等区,约占全流域面积的76.15%.评价结果与各地区现状生态环境评价基本-致.提出了相应的生态保护建议.     

新安江流域土地利用结构对水质的影响

以新安江上游流域为研究区域,用该流域2010年5月TM遥感影像图作为底图,通过实地野外调查获取了新安江流域的土地利用图.运用ArcGIS的水文、空间分析功能,将流域划分为8个子流域,并分析各子流域的土地利用结构.根据2010年1～12月的水质监测数据,分析TN、TP、高锰酸盐指数、NH4+-N、粪大肠菌群的时空变化特征,以及与土地利用结构之间的定量关系.结果表明,TN和NH4+-N有明显的时间变化特征,为枯时期>丰水期>平水期,而其他几种指标没有明显的时间变化.在空间上,整体上呈现出渔梁、浦口污染最为严重.流域内土地利用结构与水质之间的相关关系表现为:耕地、水体、建筑用地起源作用,林地、草地起汇作用.在年度上看,耕地对TN、NH4+-N、高锰酸盐指数影响最大,草地对TP影响最大;不同水期上,枯水期和丰水期,对各指标影响最大的土地利用类型为耕地,在平水期,对TN、TP、粪大肠菌群影响最大的土地利用类型分别为耕地、草地、林地.