自组装超分子前驱体制备管状氮化碳及模拟太阳光光催化降解水中双氯芬酸

石墨相氮化碳(g-C₃N₄,GCN)作为一种新型无金属二维材料,因在可见光驱动下能够降解水中新有机污染物而备受关注. 但传统石墨相氮化碳存在比表面积小与活性位点少的弊端,严重限制了其应用前景. 为改良氮化碳性能,利用超分子自组装前驱体热聚合方法成功制备了微米级管状石墨相氮化碳(TCN),使用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等技术手段,对TCN的形貌、元素组成、晶体结构、电化学性能等进行表征. 研究还选取双氯芬酸(DCF)作为目标污染物,探索其降解行为与机理. 结果表明:①TCN基本结构单元为七嗪环,但比表面积(20.9 m2/g)较GCN增加了1倍以上. ②TCN (100)晶面暴露增强,晶面调控暴露出更多七嗪环边缘氮原子的孤对电子,利于光生电子激发和载流子分离,从而增强光催化活性. ③TCN能带带隙为2.48 eV,小于GCN (2.69 eV),说明TCN对可见光的吸收能力提升. ④莫特-肖特基曲线、光电流、阻抗谱图和扫描伏安谱图等电化学性能测试结果表明,TCN的光生电子转移效率大幅提升,有利于抑制光生空穴-电子对(h+-e-)的复合. ⑤TCN在模拟太阳光驱动下降解双氯芬酸(DCF)的动力学试验中准一级动力学常数(k₁)达6.99×10-2 min-1,是GCN的5.5倍. ⑥电子自旋共振谱(ESR)和自由基淬灭试验证实,体系中超氧根自由基(·O₂-)是最重要的活性氧物种,光生空穴(h+)也对DCF的降解有贡献. 研究显示,以超分子自组装的方式制备石墨相氮化碳的前驱体将有助于促进氮化碳可见光吸收、加速载流子分离,并提升光催化活性.      

长期循环温度下能源桩‑土热传播特性研究∗

开展了桩长 52.5 m、桩径 1.05 m 的能源桩?土热传导离心模型试验,揭示了三十个周期的冷热循环温度作用下能源桩?土传热规律,基于 ABAQUS 有限元数值模拟,建立了桩周土体温度场长期数值计算模型,并将其与离心模型试验结果进行了对比验证。结果表明：各循环温度区间变化模拟值与实测值整体波动具有很好的一致性,各周期内最大相对误差为 5.6%,整体误差较小,验证了模型的合理性;长期冷热循环温度作用下,能源桩整体运行效率存在降低趋势;桩端土体的温度变化滞后于桩体中部区域土体,因此在进行能源桩内管道布设时可以考虑桩端部分区域内适当加密,提高能源桩的换热性能;热循环阶段,模拟值变温区峰值高于实测变温区峰值,而在冷循环末期,模拟值较小,且距桩不同距离位置处实测值相对应的变温时间区间,相较模拟值变温区间均存在一定程度的后延,且循环周期越多时间区间后延效应越明显。     

近50年沈阳气温变化与城市化发展的关系

利用沈阳地区5个气象站近50年的年平均气温数据,采用线性倾向估计、累积距平、M-K检验和Yamamoto法分析沈阳地区气温的年代际变化及跃变;采用趋势拟合与相关分析,研究年平均气温与城市人口、GDP、全社会固定资产投资总额、能源消耗量、建成区面积和竣工房屋建筑面积6项城市发展指标的关系。结果表明：（1）近50年沈阳地区的年平均气温缓慢上升,城区气温高于郊区,城区站增温率为0.210℃/10 a,郊区站为0.321℃/10 a,总的增温率为0.284℃/10 a。（2）近50年沈阳气温变化分为2个阶段,1960—1987年是偏冷阶段,大多数年份为负距平;1988—2009年是增暖阶段,其中21年为正距平值。（3）M—K法和Yamamoto法都检测出1987年为沈阳气温的突变年份。（4）沈阳人口、GDP、全社会固定资产投资总额、竣工房屋建筑面积和年平均气温有着显著的相关性,表明它们与沈阳年平均气温变化关系密切,建成区面积和能源消耗与气温变化不显著。     

模拟降雨下磷石膏堆场地表径流的磷污染研究

明确磷化工企业不同形态磷元素随地表径流的迁移特征,对防控磷污染物的环境过程具有重要意义。文章通过人工模拟降雨试验,研究了不同降雨强度下(16.8、46.8、96 mm/h)磷石膏堆场中不同形态磷元素随地表径流的迁移特征。结果表明:径流中不同形态磷(TP、TDP、TPP和PO43-)含量随时间的变化具有一定规律性,即在雨水径流形成初期,各含磷污染物浓度下降迅速,并随着降雨时间延长其浓度下降速度变小,直到降雨后期(30 min以后)污染物浓度逐渐趋于平衡。其中,TPP含量的动态变化情况与TP具有高度的一致性,相关系数r为0.9。3次降雨事件均存在冲刷效应,其强弱受降雨强度、降雨量等降雨参数的影响,其中降雨事件2(降雨强度46.8 mm/h)的冲刷效应最强。     

县域尺度的京津冀都市圈CO2排放时空演变特征

二氧化碳排放具有阶段性空间分布特征,研究其区域特征和格局演变可为减排提供重要的依据和方向.利用1990~2009年京津冀都市圈128个县级区域的二氧化碳排放量数据,运用比较统计地图和空间自相关分析方法对都市圈的二氧化碳排放的空间格局和空间依赖性进行研究.结果表明,京津冀都市圈二氧化碳排放量逐年增加,2002年之后的平均增速是2002年之前的1.8倍.各市二氧化碳排放增长趋势不一,呈三类变化趋势.都市圈二氧化碳排放格局呈现较明显的分层聚集现象,全局Moran指数先由1.44降低至1998年的0.09后缓慢回升至0.10,二氧化碳排放高值区域空间分布由"双中心"发展至"四中心",低值区域变化较小.局部空间自相关性则呈现了4种类型的变化:大部分区域基本保持不变或减弱,唐山等地增强,天津部分区域和宣化县转变.高值中心和低值区域的空间自相关演变过程并不相同,在制定减排规划时需要因地制宜,适当考虑周边区域的相互作用.空间格局和空间自相关关系的探讨对于认识京津冀都市圈二氧化碳排放的空间规律和制定减排战略规划具有重要意义,也为都市圈低碳发展研究提供了基础.