无机磷化合物对煤自燃的阻化作用研究

为减少及控制煤矿井下自然发火现象,利用实验对比分析在15%,17%,20% 3种不同浓度下的磷酸二氢钠、次亚磷酸钠、磷酸三钠和磷酸铝对荆各庄气煤的阻化作用及效果。通过程序升温-气相色谱联机实验,对比分析原煤样与阻化煤样程序升温过程中CO气体释放规律,发现20%次亚磷酸钠、20%磷酸二氢钠、15%磷酸三钠以及20%磷酸铝阻化效果最好;傅里叶红外光谱实验对比分析原煤样与阻化煤样的分子结构,随着温度的升高分解出的次亚磷酸根和磷酸二氢根可以维持苯环的稳定,磷酸三钠分解的磷酸根与甲基及亚甲基中的H+进行结合,生成具有还原性的酸;利用电子自旋共振实验分析原煤样与阻化煤样的自由基随着温度变化规律,随着温度的升高阻化煤样的自由基浓度低于原煤样,阻化剂的添加改变了煤内部结构,使g因子值呈现出下降的趋势;通过综合热分析仪发现在燃烧阶段加入次亚磷酸钠和磷酸三钠可提高煤分子中较稳定结构裂解所需能量,从而使煤-氧化学反应出现一定的延迟。通过实验筛选出20%次亚磷酸对气煤的阻化效果最好。研究成果对预防或减少矿井自然发火具有重要的指导意义。     

用盐桥支撑双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜输运

采用盐桥支撑技术制备镶嵌胆固醇的双分子层卵磷脂(脑磷脂)膜,用以模拟细胞膜.用正辛烷做溶剂,对不同卵磷脂(脑磷脂)与胆固醇配比进行制膜,膜的稳定性均超过100h.实验发现,纯脂质体不能输运重金属离子,胆固醇能输运重金属离子.胆固醇与重金属离子之间存在吸附作用,无化学反应.采用电化学工作站对双分子层脂膜的稳定性、离子通透性、双层膜中胆固醇对离子通透性的影响等进行了研究,并利用实验制备的双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的输运过程,建立了锌离子跨细胞膜的吸附-扩散模型,该模型计算值与实验值基本吻合.     

污染质在多孔粘土屏障内扩散的实验研究

污染质的运移主要由三种方式组成:弥散、吸咐和衰减转化.弥散主要包括分子扩散和渗透分散.当研究没有渗流或低水流的垃圾场内污染质穿透屏障墙的行为时,可以不考虑分子渗透分散,但必须考虑分子扩散作用.设计了一个有浓度差、无水头差的实验装置,并用量纲分析方法建立了相应的力学数学模型,来分析屏障墙对污染质离子的控制作用,测定了多种离子在粘土介质中运移的扩散系数,验证了Fick第二定律的基本假定,同时还发现了阴离子在土壤中扩散速度普遍比阳离子大的现象,并对此进行了解释,讨论了温度、流程、屏障材料的性质对离子扩散系数的影响.     

Fenton氧化技术处理硝基苯废水的实验研究

利用Fenton试剂法对硝基苯废水进行处理,采用正交实验和单因素实验研究H2O2用量、Fe(Ⅱ)浓度、pH值和反应时间等4个主要因素对氧化效果的影响,确定反应的最佳工艺条件为:当Fe(Ⅱ)质量浓度为50 mg/L,pH值在5.7左右,H2O2质量浓度为300 mg/L,反应50 min,体系中硝基苯去除率可达到94%以上,COD去除率可达36.52%.另外,深入研究其他过渡金属离子如Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)等对Fenton氧化反应过程的影响,结果发现Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ) 作催化剂更有利于COD去除率的提高,且Mn(Ⅱ)/H2O2体系的反应溶液色度最小.     

悬浮结晶法预处理敌草胺生产废水

采用悬浮结晶法对敌草胺生产废水进行焚烧前预处理,研究了不同成冰率条件下废水的处理效果,并对冷冻过程中的析出晶体进行了表征。在成冰率为61.3%时,出水COD、色度和电导率的去除率分别可达94.0%、99.2%和89.1%。出水pH为9～10,满足后续生化处理的pH要求。在成冰率为61.3%时,一级浓缩液热值较原水增加了129%,且焚烧量大幅下降。析出晶体的主要组分为KCl和脂肪族酰胺。在成冰率为61.3%时,每处理1 t原水可回收89 kg析出晶体,具有较好的资源化利用前景。     

依靠技术进步 实行烧碱行业清洁生产

通过离子膜法与隔膜法制碱有关特性的比较，表明离子膜法制碱在技术，经济效益及环境效益方面均占有很大优势，是目前烧碱行业实行清洁的首工艺。     

低压下不同新型清洁气体灭火剂抑灭21700型锂离子电池火研究

为探究在航空运输低压环境下Novec1230（全氟己酮）和2-BTP（2-溴-3,3,3三氟丙烯）2种新型清洁气体灭火剂扑灭和抑制空运锂离子电池火的效果,基于动压变温实验舱,自主设计了适用于气体灭火剂的实验灭火装置;在40,60,80 kPa 3种环境压力梯度下开展灭火实验,分析了施加2种灭火剂前后锂电池表面温度变化和灭火过程中的实验现象。结果表明:低压下2-BTP和Novec1230均能有效降低锂离子电池火焰中自由基浓度,快速扑灭明火;2-BTP的降温和抑制温升效果明显优于Novec1230,能更好地抑制锂电池之间的连锁热失控。研究结果可为新一代机载灭火剂的选择提供参考。     

改性硅酸钙(CSH)对重金属废水中Ni2+的吸附特性研究

以硅灰石和氧化钙为原料制备改性硅酸钙(CSH),为了探讨改性硅酸钙对Ni~(2+)的吸附特性和机理,考察了初始p H值、吸附剂投加量、初始Ni~(2+)质量浓度和硅酸钙使用次数等因素对模拟废水中Ni~(2+)去除率的影响。结果表明,p H值在3.0~6.0、吸附剂投加量为1g/L、含Ni~(2+)废水质量浓度小于200 mg/L、硅酸钙前两次使用时,CSH对Ni~(2+)均有较高的去除效果。采用Langmuir等温吸附模型拟合CSH对Ni~(2+)的吸附,得到CSH对Ni~(2+)的最大吸附量为417 mg/g。结合吸附前后的扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和X射线衍射(XRD)图谱分析,推测出CSH的主要结构为Ca Si2O5,CSH对Ni~(2+)的吸附主要发生在CSH表面并且是通过离子交换作用进行的。通过对CSH吸附去除Ni~(2+)过程中溶液离子浓度变化的研究推断出97%的Ni~(2+)通过离子交换作用被去除,剩余的Ni~(2+)通过表面络合作用去除。     

酸雨对红色石灰土壤中Ca2+迁移及岩溶土壤生态系统的影响

为探讨酸雨对粤北岩溶区岩溶土壤中Ca迁移和流失的影响,选择酸雨频率和酸雨程度较高的我国广东省佛山市,开展自然降雨对红色石灰土壤中Ca2+的流失影响试验,于2011—2013年共收集到61次有效降雨产生的渗漏液,分析渗漏液中ρ(Ca2+)的变化情况,并间隔0.5 a左右测定供试土壤中的w(水溶性Ca)和w(TCa)(TCa为全钙),将试验3 a后供试土壤的w(有机质)、w(TN)、pH与供试源地土壤进行比较. 结果表明:①单位降雨造成的红色石灰土壤中Ca2+流失量与渗漏液中ρ(Ca2+)呈极显著正相关,与降雨量、渗漏液pH均呈正相关,而与雨水pH呈负相关,但不显著;单位降雨造成的土壤Ca2+净流失量达到2.16×10-5 g/(mm·kg),61次有效降雨造成的Ca2+净流失总量为0.05 g/kg. ②与蒸馏水及石灰岩采样点所在的坡麓洼地积水比较,酸雨明显增加了红色石灰土壤Ca2+流失量,但其影响因素复杂. pH为4.50~<5.65的轻度酸雨造成的土壤Ca2+流失量最大,其次是pH为5.65~6.29的非酸雨和pH<4.50的重度酸雨. ③降雨使石灰土壤中的w(TCa)呈持续减少趋势,2011—2013年供试石灰土壤中w(水溶性Ca)减少量为0.36 g/kg,并且呈明显的由上至下的减少迁移过程. ④与供试源地土壤相比,历经3 a酸雨淋溶的红色石灰土壤的w(有机质)和w(TN)均极显著增加,表层pH也极显著升高,意味着酸雨加速了土壤的分解转化,存在潜在的养分流失风险. 研究显示,酸雨不仅造成石灰土壤中Ca2+的加速流失和迁移,也加速了土壤中各类养分的分解转化,同时还会对岩溶地形、岩溶植物、流域水环境产生潜在或直接的影响.      

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。