不同形貌氧化锰催化降解甲苯的性能研究

通过简单的无模板和无表面活性剂的水热法成功制备了棒状、花球、八面体和颗粒状氧化锰纳米材料。对产物通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)进行了表征,并研究了产物晶型和形貌对甲苯氧化反应催化活性的影响。FE-SEM和XRD结果表明:成功合成了氧化锰纳米材料棒状、花球状、八面体和颗粒等多种形貌,棒状和花球状产物具有MnO_2和Mn_2O_3两种晶型,而八面体和颗粒状产物只有Mn_3O_4一种晶型。催化活性测试结果表明:产物的催化活性很大程度上取决于催化剂的形貌,4种形貌的产物活性都大于商用Mn_3O_4。其中,棒状氧化锰的催化活性最高。研究结果可为设计更高效的氧化锰催化剂去除挥发性有机物提供重要参考。     

叶片微观结构变化对其颗粒物滞纳能力的影响

叶片作为植物滞留大气颗粒物最主要的载体,其表面微观结构特征和粗糙度的差异是颗粒物滞纳能力的重要决定因素.叶片微观结构会随着生长(内部因素)以及环境污染强度(外部因素)发生变化,然而现有的粉尘喷洒模拟实验,一般持续时间较短,而微观结构变化响应具有明显的滞后性,其结果无法客观反映由内外因素作用引起的微观结构变化对颗粒物滞纳能力的影响.本研究利用新叶和老叶研究叶片生长,并选择自然状态下不同污染源条件研究污染强度,分析叶片表面微观结构的变化及其对颗粒物滞纳能力的影响.研究得到3种常绿树种(矮紫杉Taxus cuspidata var.、侧柏Platycladus orientalis和油松Pinus tabuliformis)的老叶滞纳TSP、 PM_(10)、 PM_(2.5)和PM_1量均高于新叶,随着叶片的生长其颗粒物滞纳量在增大,且新叶与老叶对不同粒径颗粒物的滞纳量间均存在极显著的差异.生长中叶片粗糙度Rq值的增大是老叶颗粒物滞纳能力增大的主要原因. 5个树种(侧柏、油松、国槐Sophora japonica、毛白杨Populus tomentosa和银杏Ginkgo biloba)TSP和PM_(10)滞纳量为重度污染区高于相对清洁区.而PM_(2.5)和PM_1滞纳量则是油松、银杏和侧柏为重度污染区高于相对清洁区,国槐和毛白杨为相对清洁区高于重度污染区.不同污染强度区域间叶片TSP、PM_(10)和PM_(2.5)滞纳量存在着极显著的差异,PM_1滞纳量也存在着差异.主要归因于与相对清洁区相比,重度污染区叶片的气孔指数降低,蜡质层退化,表面纹理和细胞边界更加不规则,绒毛变长,变硬,叶片微观结构的这些变化使得重度污染区叶片粗糙度Rq值高于相对清洁区,且叶片背面的增加较正面更明显.研究结果将为深入揭示叶片颗粒物滞纳能力的驱动因素,以及提出更科学地提升净化颗粒物功能的城市森林管理措施提供数据支持.     

活性炭纤维阴极产生H_2O_2的影响因素研究

考察了电流密度、pH值、曝气量、电解质Na_2SO_4浓度等工艺条件对活性炭纤维(ACF)阴极产生H_2O_2的影响规律。通过测定N_2吸附-脱附等温线和扫描电子显微镜(SEM)等手段观察了ACF的微观结构,从微观结构角度探讨了ACF阴极产生的优势与机理。结果表明,ACF孔隙结构丰富,比表面积大,有利于氧气分子在电极表面及孔道内的吸附-还原过程。当电流密度为5 m A/cm~2,pH=3,曝气量400 m L/min,电解质Na_2SO_4浓度为0.05 mol/L时,电解180 min还原产生H_2O_2的质量浓度高达27.86 mg/L。     

阴霾天气PM_(10)的微观特征及生物活性研究

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)、图像分析技术(IA),对北京市2004年12月一次严重的阴霾天气条件下采集的PM10(指空气动力学直径小于10μm的颗粒物)的微观形貌、粒度分布、主要颗粒物类型进行了分析,并运用质粒DNA评价法对阴霾和非阴霾天气条件下的PM10样品的生物活性进行了对比研究。结果表明,阴霾天气时PM10样品中以粒度较小的烟尘及其集合体为主,且多呈湿状,含有较多的二次颗粒物,并发现了残余的有机液滴颗粒。质粒DNA实验的结果显示,阴霾天气PM10样品的水溶和全样样品的TD20值(造成20%DNA破坏时所需要的样品剂量)分别为93μg.ml-1和50μg.ml-1,而同一月份非阴霾天气条件下PM10样品的水溶和全样样品的TD20值分别为200μg.ml-1和160μg.ml-1,表明阴霾天气PM10样品比非阴霾天气样品具较强的生物活性,即对人体健康存在着潜在的危害。且无论是阴霾还是非阴霾天气条件下的PM10的全样样品均较水溶样品具更大的生物活性。     

基于微观模拟的企业排污强度差异及区域特征

同一工业行业内的企业存在排污强度个体差异,从数量有限的企业环境统计数据得出行业平均排污强度,并用其代表该行业在区域层面的经济-环境水平,会带来一定偏差.因此以嵌入环境消耗投入的生产函数为基础,建立了企业运营决策的微观模拟模型,从机制上描述企业排污强度的差异.以2005年德阳市机械制造行业为案例,对模型的相关参数进行了率定,使其较好地描述了2005年环境统计口径内各企业的COD排放强度.模型的计算结果表明,由环境统计口径内企业计算的区域平均COD排放强度(万元固定资产排放0.002 6 t,万元工业产值排放0.001 5 t)小于由区域内全部企业计算的区域平均COD排放强度(万元固定资产排放0.003 0 t,万元工业产值排放0.002 3 t),市域内6个县级行政区的排污强度也体现出了明显差异.以上的排污强度区域特征主要源自行业内部结构(企业的规模分布,技术分布),及其空间差异.     

柴油/碳酸二甲酯燃烧颗粒的微观结构和分形特征

为降低柴油机颗粒物排放,探讨了柴油机燃用柴油/碳酸二甲酯混合燃料燃烧颗粒微观结构和分形特征的变化规律. 采用扫描电镜、透射电镜和SAXS(同步辐射小角X射线散射)相结合的方法,针对DMC(碳酸二甲酯)添加量(以w计)对柴油机燃烧颗粒微观结构和分形特征参数的影响规律进行了研究. 结果表明:与柴油燃烧颗粒相比,D10〔w(DMC)为10%〕、D20〔w(DMC)为10%〕燃烧颗粒的碳粒子平均层面间距分别增加了5.3%、15.1%,弯曲度平均值分别增加了4.0%和10.3%,表明燃烧颗粒的氧化活性增加;与柴油相比,D10、D20燃烧颗粒的质量分形维数分别增加了0.44和0.52,下限均升高了0.2,SAXS与电镜图像对燃烧颗粒的质量分形维数的分析结果相一致,即质量分形维数随DMC添加量的增加而升高,表明燃烧颗粒的团聚程度提高;与柴油燃烧颗粒相比,D10、D20燃烧颗粒表面分形维数的下限分别升高了0.1和0.2,表明其燃烧颗粒表面的粗糙程度和不规则程度提高;与柴油燃烧颗粒相比,D10、D20燃烧颗粒的活化能分别降低了3.9和7.9 kJ/mol,表明燃烧颗粒的氧化活性随着DMC添加量的增加而增强,验证了燃烧颗粒微观尺寸结构和分形特征的研究结果. 研究显示,柴油中添加DMC能够提高燃烧颗粒的氧化活性,燃烧颗粒的氧化活性越强,其在后处理过程中就越易被氧化,有助于降低柴油机的颗粒物排放.      

贵阳市冬季雾天PM_(2.5)形貌及水溶性阴离子特征分析

为研究贵阳市细颗粒物物理性质与水溶性阴离子污染特征,利用TEM-EDX、离子色谱对贵阳市冬季雾天采集的细颗粒物(PM2.5)的形态结构和水溶性阴离子特征进行分析。结果表明:贵阳市PM2.5类型多样,主要类型有硅铝酸盐/硅氧矿物、硅铝飞灰、铁氧化物颗粒、硫酸盐晶体、碳质气溶胶等,主要来源于燃煤及生物质的燃烧、机动车尾气排放等;SO2-4,NO-3和Cl-是PM2.5中水溶性阴离子的重要成分,占贵阳市PM2.5质量浓度的35.09%;NO-3和SO2-4相关性显著,说明二者形成过程的控制因子相同;[NO-3]/[SO2-4]比值小于1,表明其来源于燃煤等固定源排放为主。     

日照市雾霾天气大气颗粒物微观形貌及物质来源研究

以日照市为研究对象,通过采集雾霾天气大气颗粒物样本,利用扫描电子显微镜、ICP-MS等工具对其进行形态特征分析,探讨了日照市雾霾天气大气颗粒物(PM_2.5)的微观形态特征及其来源。结果表明：日照市PM_2.5颗粒物主要以无定形态为主,为含铁、镁、铝、钾、钠的硅酸盐颗粒;日照市PM_2.5的主要来源包括道路扬尘及建筑施工排放、交通汽车尾气排放、燃煤、电子垃圾拆解等。通过对日照市PM_2.5微观形态特征和来源的研究,可为改善日照市的大气环境质量提供科学依据。     

电气火灾残留物的SEM分析方法研究

通过分析电气火灾的形成原因,总结出该类型火灾的残留物种类。然后利用电焊机和电阻炉等设备分别制备出铜铝导线的一、二次短路熔痕和火烧熔痕,电热丝的通电过热和火烧熔痕,并运用了目前一种新式有效的显微结构分析工具——扫描电子显微镜,对以上样品的表面进行微观形貌的观察、比较与分析。通过分析讨论,可以发现电气火灾残留物在火灾前后其表面的微观形貌特征存在明显不同。根据这些特征能够很轻易的鉴别出电气设备在火灾发生前的使用状态,从而推断出火灾是否由该电气设备引发而起。此项结论能够为从事火灾调查的人员对电气火灾原因的准确认定提供可靠依据,也能够为扫描电子显微镜技术的应用领域进行拓宽提供一些帮助。     

表面喷丸对Aermet100钢耐蚀性影响

目的 探究表面喷丸处理对于Aermet100钢耐蚀性能的影响。方法 借助显微观察、电化学测量及XRD分析等手段,开展喷丸与未喷丸2类A100钢试件的中性盐雾试验。结果 腐蚀形貌上,两者腐蚀表面变化均为先出现红褐色物质,后出现红棕色与绿色絮状物,在出现变化的时间上相差约1个周期。随着腐蚀时间增长,XRD衍射峰发生右移,2类试件XRD结果均在144 h变化明显。中性盐雾试验电化学结果与海洋环境下电化学结果在溶液电阻、腐蚀产物电阻和腐蚀反应电阻上均有差异,自腐蚀电位略低,自腐蚀电流则低了2个数量级。结论 两者腐蚀现象规律一致,XRD衍射峰右移表明试件晶格参数变小。2类试件腐蚀速率呈现增加到减缓再到增加的趋势。喷丸能明显提高A100钢的耐蚀性。