超细Fe-ZSM-5分子筛的原位合成及其甲醇制丙烯性能

采用干凝胶法原位合成出颗粒粒径约为50~120 nm且含骨架杂原子的超细Fe-ZSM-5分子筛,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光光谱仪(UV-Vis)、氨的程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附红外光谱(Py-FT-IR)和N2吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明:原位添加的Fe源不仅可以降低分子筛颗粒粒径,还能降低分子筛酸强度;原位合成的Fe-ZSM-5分子筛中Fe物种主要以四配位骨架Fe3+存在,其余以低聚的FeOx以及Fe2O3颗粒存在,而浸渍法制备的Fe/ZSM-5分子筛中Fe物种主要以后2种形式存在;Fe改性调变了ZSM-5分子筛的酸性质,从而提高了MTP反应产物丙烯的选择性;与负载型Fe/ZSM-5分子筛催化剂相比,原位改性的含骨架杂原子超细Fe-ZSM-5分子筛催化剂由于具有更小的晶粒粒径和适宜的酸性质,从而进一步提高了丙烯选择性。

基于非晶态Fe/Al_(2)O_(3)催化剂的乙烷催化裂解高效制备碳纳米管

通过共沉淀法和浸渍法分别制备了非晶态和晶态的Fe/Al_(2)O_(3)催化剂。采用X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、H_(2)程序升温还原、扫描电镜-元素分布扫描等分析方法对催化剂样品进行表征,并通过固定床反应器评价了各催化剂上乙烷催化裂解合成碳纳米管(CNT)的反应性能。结果表明:非晶态催化剂具有更大的比表面积和更多的活性位点;在反应温度为700℃、催化剂装载量为1.5 g、乙烷进气量为90 mL/min的反应条件下,Fe/Al摩尔比为1/2的非晶态催化剂的碳纳米管产率可达27.7 g CNT/g CAT;非晶态催化剂合成的碳纳米管纯度高,管径集中分布在14~22 nm,石墨化程度高;相比于晶态催化剂,非晶态催化剂的无定形结构促进了活性组分的均匀分散,可在更大范围内调节金属原子组成,拥有更多的活性中心,具有更高的反应活性和碳纳米管产率。

地表水水质时空变化及其与土地利用响应研究

基于全国水质监测站点数据和Landsat 8 OLI数据,分析各个站点pH值、高锰酸盐指数、溶解氧和氨氮4项水质参数的时空变化特征,采用冗余分析方法研究不同尺度缓冲区内土地利用类型对水质参数变异的解释能力。结果表明,大部分监测站点水质参数变异程度较小,水质状况良好;不同尺度缓冲区内土地利用类型对水质参数的影响不同,在1200 m缓冲区内土地利用对水质参数的解释率最大;农业用地在300 m缓冲区内会使水质恶化,可在较大尺度上对水质有净化作用,林地和水域在一定程度上可以起到改善水质的作用,建设用地对水质有较大的负面影响。

地表温度降尺度优化研究

针对地表温度(land surface temperature,LST)降尺度过程存在的误差增加问题,采用改善图像梯度的方式优化降尺度的结果。通过不同强度的滤波处理及温度精度的跟踪验证,成功优化了降尺度后的LST,并提出一种新的指标——梯度异常频率(gradient abnormal frequency,GAF)来评价温度图像的质量。首先,利用光谱指数法对热红外数据反演的LST进行降尺度,此过程GAF、平均绝对误差(mean absolute error,MAE)和均方根误差(root mean square error,RMSE)的值明显增加;通过均值滤波处理后,GAF降低,MAE和RMSE也有小幅下降;加大滤波强度后,GAF继续下降,但下降到10%左右时,MAE和RMSE不再变化。结果表明,GAF的降低能够提高降尺度后LST的精度;GAF到达某个临界值时,LST的精度最大限度改善。该文弥补了光谱指数法降尺度后温度像元连续性差的缺陷,对推进高分辨率城市地表温度研究具有重要应用价值。

基于多源数据的山西省长治市宜居性研究

居民地是人类的基本生活场所,其宜居性对人类的生活体验有着十分重要的影响。从自然环境与社会环境2个方面出发,考虑了自然环境、环境污染、人文环境、生活便利、社会安全等因素,构建区域宜居性评价方法,以长治市为研究区,基于2018年Landsat OLI影像、数字高程模型、在线地图POI点等数据源,采用层次分析法构建区域宜居性评价指标体系并计算其宜居指数,采用均值标准差法对其进行等级划分。以此为基础,分析长治市的区域宜居情况,旨在为城市的规划管理与可持续发展提供数据支持。研究结果表明,研究区宜居程度较高的地区主要集中在中南部、西部以及中部偏西北部;宜居程度较低的地区集中在西北部、西南部以及东北部;潞州区和上党区的高宜居性区域较多,其余各区县的中等宜居性区域较多。

器乐教学在小学音乐教学中的重要性

素质教育理念的进一步深化使得小学音乐教学发挥出了越来越重要的作用。小学音乐教学是落实美育教育,提高学生审美素养的重要学科,在促进学生美育发展的过程中具有重要意义。为了更好的提高小学音乐课堂教学的效果,丰富小学音乐课堂教学的内容,要积极开展器乐教学。在这一过程中探讨器乐教学,在小学音乐教学中的重要性尤为重要。基于这样的背景,本文首先分析了小学音乐器乐教学存在的问题,探讨了器乐教学在小学音乐教学中的重要性。在此基础上结合实际分析了器乐教学在小学音乐教学中的应用。旨在通过这样的探讨,更好的优化小学音乐教学,提高音乐教学的质量和效率,更好地落实美育教育。

沿海城市天津湖泊—内涝时空变化耦合关系

近年来城市内涝问题凸显,给社会生产和人们生活带来诸多不便。以天津市为例,基于Landsat系列数据,利用MBWI水体指数法逐年提取其1984年—2017年的湖泊数据,并结合内涝点数据,研究天津市湖泊空间演变与内涝耦合性,建立湖泊演变系统与内涝系统的综合评价指标体系,构建湖泊演变与内涝之间的耦合度模型。结果表明:天津市湖泊面积在1984年—2005年波动上升,2005年—2017年间断减少,减少原因主要是人为干扰。2005年—2017年东丽区的湖泊面积减少最快且幅度最大。同时,大部分区的湖泊面积占比大幅降低;天津市的内涝区主要分布在市内6区及附近区,其中无湖泊区域比有湖泊区域容易产生内涝,湖泊面积小的区域比湖泊面积大的区域容易产生内涝。湖泊面积占比越小,内涝点密度越大。天津市湖泊群质心整体由中心向四周移动,湖泊质心移动的反方向容易产生内涝。湖泊演变与内涝之间存在初级耦合协调关系。

蒸汽渗透与吸附耦合工艺用于乙醇脱水

蒸汽渗透与分子筛吸附耦合工艺用于乙醇脱水,充分利用了蒸汽渗透能耗低、操作简单的优点,同时充分利用了分子筛对微量水分高效吸附的特点。目前国内外对此新耦合工艺研究报导极少,其经济性试验验证及数据还非常缺乏。本文首先单独研究了蒸汽渗透过程中膜面积对渗透通量和分离因子的影响,发现渗透通量和分离因子随膜面积的增大而减小,原料侧水分越少分离越困难,膜用量将显著增多;其次,分子筛吸附试验结果表明吸附进口水分越多,则曲线透过时间越短;此外,采用透过曲线法对吸附过程进行模拟,得到了相应的吸附传质区长度、动态吸附量及饱和吸附量;最后,为了验证此耦合工艺的经济性建立了计算机经济核算模型,比较了不同试验条件下的投资及操作费用,结果表明,耦合工艺生产99.93 wt%乙醇时,蒸汽渗透膜面积为0.224 m^2时,投资及操作费用较省,且比同条件下采用单一蒸汽渗透工艺的费用低,经济性好,耦合工艺脱附液回收利用后操作费用可节省约40%。

基于Landsat 8与实测数据的水质参数反演研究

目前遥感技术已成为监测水质参数的重要手段,精度更高的水质参数反演模型是当前水质监测的重点。但由于水环境的复杂性、遥感数据的局限性等多重原因,水质参数遥感反演精度有限,且多集中于水色水质参数反演。为了得到精度更高的水质参数反演模型,以天津市海河下游段为研究区,对Landsat 8 OLI遥感影像进行大气校正、辐射定标等预处理,通过实验室理化分析测定水体的总磷、氮氨、总氮浓度及电导率,建立实测水质参数与Landsat 8 OLI遥感影像数据的统计回归模型及神经网络模型,采用决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)进行精度检验,神经网络模型反演结果R^(2)均大于0.85,MAE分别为0.019、0.09、0.242、0.411,RMSE分别为0.024、0.118、0.286、0.562,反演精度较好。结果表明:基于神经网络建立的水质参数反演模型精度较高。