生物质碳基固体酸催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

为了寻找一种以生物质为原料,能够温和地合成磁性碳基固体酸催化剂的路径,以生物质柚子果皮为原料合成磁性固体酸催化剂,并将其用于催化油酸和乙醇的酯化反应中。结果表明:MPC-0.4-SO_3H和MPC-0.8-SO_3H在反应温度为80℃、催化剂用量为油酸质量的7%、油醇比为1∶20、反应时间为8 h时,酯化率可达到68.0%和68.8%,高于商用催化剂Amberlyst-15的酯化率;2种催化剂耐水性好,稳定性高,重复使用3次和4次时,酯化率仍高于或接近Amberlyst-15。通过分析可知,2种固体酸活化能较低,与Amberlyst-15相比,其催化反应的速率常数更大,在生物柴油的合成中具有较好的应用前景。     

“水-能-粮”视角下杭嘉湖区域生态系统服务供需测度及政策研究

生态系统保护与城镇化间的冲突已威胁人类福祉。基于"水-能-粮"纽带视角,研究从供需双侧对太湖流域杭嘉湖区域2000、2005及2010年的产水、固碳以及粮食生产服务进行了测度,并利用空间基尼系数模型、供需指数模型及相关系数模型对其空间异质性进行了评价。结果表明:(1)产水总量先减后增,固碳及粮食生产总量小幅递减,水资源及粮食的需求总量小幅递增,固碳需求则急剧增加;(2)西南部山林地带产水及固碳服务供给显著,粮食生产聚集在东部平原,3种服务的需求均集中于高人口密度区域;(3)3种服务的空间分布基本均衡,但供需匹配度偏低,绝大部分区域的产水服务处于赤字状态,城镇区域固碳压力显著;(4)产水服务与固碳服务呈权衡关系,与粮食生产服务呈协同关系,固碳服务与粮食生产服务之间具有权衡关系,3种服务的需求间呈两两协同关系。可见,"水-能-粮"纽带关系在杭嘉湖区域表现为相互支撑、相互影响的共同体。最后,本研究提出适应性管理政策以改善区域生态系统。     

铁酸锰纳米球修饰石墨相氮化碳光催化活化过一硫酸盐去除双酚A

采用水热法制备了铁酸锰(MnFe_2O_4)纳米球修饰的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合光催化剂(MnFe_2O_4/g-C_3N_4),并对其光催化活化过一硫酸盐(PMS)去除内分泌干扰物双酚A(BPA)的性能进行探究。考察了PMS浓度、MnFe_2O_4负载量、催化剂投加量及pH对双酚A去除的影响。XRD、SEM、TEM及FT-IR等结果证明,MnFe_2O_4纳米球已成功负载于g-C_3N_4。光催化实验结果表明,与单独g-C_3N_4相比,MnFe_2O_4/g-C_3N_4光催化活性有明显提升。同时,PMS的加入可进一步大幅提高该复合光催化剂的光催化性能。当PMS浓度为1 mmol·L~(-1)、MnFe_2O_4负载量为20%及催化剂投加量为0.5 g·L~(-1)时,复合催化剂光催化活性最佳,反应2 h后,BPA的去除率达到98%。光电化学测试结果表明,引入MnFe_2O_4后可提升g-C_3N_4光生载流子分离能力。重复性实验结果表明该复合光催化剂具备较好的稳定性。本研究可为新型高效光催化体系的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

煤气化细渣制备碳硅复合材料吸附去除水中Pb2+

以煤气化细渣为原料制备了高比表面积碳硅复合材料,并利用过硫酸铵对其进行表面改性,用于吸附100.0 mg/L PbCl₂溶液中Pb²⁺。表征结果显示：碳硅复合材料的比表面积为1 347 m²/g,改性后降为474 m²/g;改性后材料表面的羟基、羰基和羧基等含氧基团的含量显著增加。实验结果表明：溶液pH为5时,改性碳硅复合材料对Pb²⁺的平衡吸附量为124 mg/g,Pb²⁺去除率可达98.2%;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,伴有物理吸附;吸附过程分为外扩散和内扩散两个阶段,受内扩散控制。     

低压下典型可燃液体层流扩散火焰碳烟分布规律研究

对正己烷、正庚烷、正辛烷三种不同含碳量的可燃液体进行了燃烧实验,利用一台压力范围为40 kPa～101kPa的低压燃烧设备,分析了其在低压下的火焰高度、宽度及其与压力的关系,发现上述3种可燃液体的火焰高度均随压力升高而增加,火焰宽度随压力增加而减小。利用激光诱导炽光法研究了压力对三种可燃液体碳烟浓度分布的影响,包括不同高度下的径向碳烟浓度、轴向碳烟浓度和碳烟浓度峰值,结果表明低压下可燃物含碳量越高、压力越大,碳烟浓度越高;碳烟浓度峰值与压力成指数关系。     

基于硫碳同位素研究南京北郊冬季霾事件中PM2.5来源

2015年12月27日—2016年1月6日,针对南京北郊地区一次霾事件所采PM_(2.5)样品,测定样品中水溶性离子、硫同位素与碳同位素组分含量。水溶性离子研究结果表明:该次霾事件以二次污染为主且移动源占主要地位。硫同位素分析结果表明:硫酸盐的δ~(34)S(SO_4~(2-))值的范围为4.4‰~6.8‰,平均值为5.7‰±0.7‰(n=11),结合该地潜在硫源可知,此次霾事件中硫酸盐气溶胶主要来源为机动车尾气及煤炭燃烧。PM_(2.5)中的δ~(13)C值变化范围为-28.43‰~-24.94‰,平均值为-26.62‰±1.11‰,说明碳质污染物来源主要为机动车尾气、燃煤。此外,硫、碳同位素具有较好的负相关性,结合潜在硫源、碳源可知,2016年1月1日之前,南京北郊地区大气污染源以汽油车尾气排放为主;1月1日之后大气污染源以柴油车尾气和燃煤排放为主。     

IPCC框架下木质林产品碳储核算研究进展:方法选择及关联利益

木质林产品的碳储功能可有效降低大气中二氧化碳的浓度,其碳储量核算已被纳入气候变化缔约国温室气体清单报告,各国基于CBDR原则对木质林产品的碳储计量及贸易流动核算方法学在国家层面的争议及协调,关系到未来在气候变化谈判中的减排责任分配及利益分享。本文首先概括了IPCC历次会议关联木质林产品碳储核算议题及谈判进程,纵向梳理了碳储计量问题的研究进展。其次,对比不同国家和地区关于核算方法的应用及争议,总结不同核算方法在各国间的适用情况及其关联利益。最后,从清单报告和国际贸易角度分析了生产法与储量变化法对林产品碳储计量的不同影响,归纳了不同角度下两种核算方法的适用属性。研究表明:1缔约国附件Ⅰ国家在第二协议期内报告本国木质林产品的碳储量及其变化,在假设本国木质林产品碳储贡献不为零时采用生产法核算碳储量,核算源于本国采伐木的产品碳收支已成为当前缔约国履行气候责任的基本要求;2从清单报告的角度,缔约国基于森林管理参考水平报告碳储量,生产法区别森林管理活动并核算源于可持续森林经营管理的木质林产品碳储量,符合报告的要求;3从国际贸易角度,对于中国等涉及林产品国际贸易的净进口国,储量变化法因考虑到进出口的碳计量,以储量变化法核算碳储量对中国等林产品贸易大国更具优势。     

《巴黎协定》国家自主贡献下的新市场机制探析

环境产权化理论与生态现代化理论演绎出的碳市场被奉为解决碳排放"负外部性"的有效手段。《京都议定书》开创了"自上而下"模式的国际碳市场,但因未充分尊重缔约方自主和平等参与而成为一个封闭的"碳交易俱乐部"。京都机制的实践不足与碳市场的理论争议引发《巴黎协定》碳市场存废之争。《巴黎协定》的"国家自主贡献"标志着全球气候治理由"强制约束"向"自觉责任"的转向。基于新履约模式,缔约方形成四种新市场机制方案:基线与信用及碳交易机制、基线与信用"自上而下"或"自下而上"机制以及国际碳交易机制。为保障有效减缓并兼顾自主与平等参与,《巴黎协定》建立了"自上而下"基线与信用机制,但采取了与京都机制"项目"基线不同的"部门"基线。新市场机制对信用交易不再特殊限定,尊重缔约方参与和适用的自愿性;且以"部门"的总量约束为准入门槛对所有缔约方统一要求,体现出平等参与的特点;减排单位中植入可持续发展标准从而对新机制实施的总体效益予以"硬约束"。新机制将促进部门内的减排单位统一,为国际碳市场奠定规则基础。但其市场淡化与可持续发展植入亦将影响国家及区域碳市场异质化发展,不利于国际碳市场构建,其背弃配额交易,独采信用交易亦会抑制碳货币形成。中国建立国家碳市场旨在促进能源市场化改革和产业结构调整,将有利于中国履行"碳强度"和"非化石能源比重"的自主承诺,还将扭转经济增长对高碳排放的依赖,为未来中国履行强制减排责任奠定基础。     

复方阿苯达唑/伊维菌素及其单药的体内外致突变性研究

农业生产上常用的阿苯达唑和伊维菌素均有一定的致突变性。为了解伊维菌素和阿苯达唑按1:24形成固定剂量复方的致突变性,以及复方和单药致突变性的差异,采用Ames试验、小鼠骨髓微核试验和小鼠精子畸变试验进行复方阿苯达唑/伊维菌素及其单药的致突变性研究。结果表明,复方阿苯达唑/伊维菌素能提高小鼠骨髓嗜多染红细胞的微核率和精子畸形率,但在单复方的比较中发现,单药的微核率和精子畸形率均高于复方,表明复方毒性有所降低。同时,无论是复方还是单药均不能提高组氨酸缺陷型沙门氏菌的突变率。以上表明,虽然复方阿苯达唑/伊维菌素致突变毒性低于单药,但仍然是一种能引起小鼠骨髓微核率和精子畸形率升高的致突变阳性药物,因此需警惕该药物的食品残留问题及对生态环境的危害。     

碳材料促进废水厌氧处理中直接种间电子传递的研究进展

直接种间电子传递(DIET)是近年来发现的一种微生物电子传递方式,其在废水厌氧生物处理的重要过程中起重要作用。提高DIET效率能在促进有机物厌氧降解产甲烷的同时储存更多能量,优化厌氧生物处理工艺性能并降低处理成本。本文在DIET过程特性分析的基础上,重点论述了活性炭、生物炭、碳纤维布、单壁碳纳米管4种碳材料对废水生物处理中DIET过程的促进作用,并对今后的研究方向进行了展望。