基于电子结构水平调控新型起爆药分解反应机理

揭示电子结构与分解反应机理之间的联系是设计新型起爆药的关键.本文应用密度泛函理论结合Gaussian 09程序包对4氨基-5-巯基-1,2,4三唑和4-氨基-5-巯基-3-硝基-1,2,4三唑在基态、电荷态以及最低三重激发态(T1)下的电子结构和微观分解机理进行了系统的研究.结合热力学和动力学方法探索分子带电和激发电子对其分解反应机理的影响.研究表明,对于不同取代基脱离三唑环,氨基在中性条件下更容易解离.对于三唑开环分解,环上的“N4-C5”键最容易裂解、对于4-氨基-5-巯基-1,2,4三唑,激发电子使“N4-C5”键直接断裂并释放13.83 kJ/mol的热量.对于4-氨基-5-巯基-3-硝基-1,2,4三唑而言,当分子带正电荷时,CONO异构化为主导反应,质子转移被阻碍.当分子带负电或其电子被激发时,质子转移优先发生.在电子结构水平上,本文通过分子带电或激发电子来调控三唑环上不同取代基解离、三唑开环反应、异构化反应以及质子转移,揭示三唑类起爆药的分解反应机理,为三唑类起爆药的应用提供科学依据.

水热处理凹土对硝基苯废水的吸附研究

天然凹土由于强度低,在用于废水处理后形成泥浆难以处理。本文利用水热处理,在不改变凹土结构的情况下,形成强度较高的凹土滤料,以达到回收再利用的目的。扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径测试结果表明,该滤料微观结构呈网络状,比表面积明显增大、孔径略有缩小。滤料的抗压测试显示其强度显著增大。硝基苯的吸附实验表明,在前6h处于快速吸附阶段,在8h时达到平衡,单位吸附量为24mg/g;滤料对硝基苯的吸附量随着溶液初始浓度的增加几乎成比例增加;在pH=9时吸附量最大,为23.77mg/g;对低浓度的硝基苯溶液,当投加量为51.3g/L时去除率最大,达到93%。水热处理的凹土滤料对硝基苯废水有很好的处理效果。

溶剂对膨润土微纳米化的影响研究

以粒径分布、SEM和XRD分析为主要表征方法,从片层疏离程度和团聚体颗粒大小这两个方面综合评价水、异丙醇和二甲苯等6种溶剂对膨润土微纳米化的影响。实验表明,质量分数对水相膨润土的粒度分布影响显著,膨润土质量分数从5%下降到0.5%时,其最大粒径分布从4310nm快速下降到712nm,但即使质量分数低至0.1%,膨润土仍难以达到单片层的理想分布。不同溶剂对膨润土分散作用差别较大,水分散的膨润土颗粒结构致密,片层间隙不明显;乙醇、二甲苯、丙酮以及异丙醇分散的膨润土颗粒粒径均一,分别集中在380 nm、390nm、530nm和650 nm,且颗粒片层边缘剥离,片层间距明显,颗粒疏松;小角度XRD分析也进一步证明乙醇和异丙醇对膨润土有一定的插层作用。乙醇、二甲苯、丙酮及异丙醇对膨润土会产生明显的微纳米化效应。

水热固化凹土基滤料对苯胺废水的吸附效果研究

凹土基滤料经水热固化后,微观结构从棒晶状转变成片状,抗压强度显著增加,比表面积明显增大,孔径略有减小。采用水热固化后的凹土滤料对苯胺进行吸附,8 h前处于快速吸附阶段,12 h时达到平衡,单位吸附量为49.34 mg/g;pH=6时吸附效果最好。对于低浓度的苯胺溶液,滤料投加量为20 g/L时去除率最大,达到79.4%。

藻华暴发期太湖不同湖区水样对斑马鱼胚胎发育及仔鱼生长毒性研究

为了评价太湖蓝藻暴发对生态系统的危害程度,于蓝藻水华暴发的2009年7月在太湖梅梁湾(M1和M2)、湖心区(H)和胥口湾(X)4个点采集水样,将斑马鱼(Danio rerio)胚胎直接暴露于水样中,研究太湖不同湖区水质对斑马鱼胚胎发育和仔鱼生长的影响。结果表明,暴露于梅梁湾M2点的斑马鱼胚胎畸形率为7%,显著高于空白组(K)(P<0.01),湖心H和梅梁湾M1点为5%左右,也高于空白组(P<0.01),而胥口湾X点和空白组无显著性差别(P>0.05)。蓝藻暴发水体对斑马鱼胚胎产生致畸作用,表现为脊椎弯曲、尾部弯曲和心包水肿等。同时,不同湖区水样对仔鱼生存活力指数(SAI)的影响表明,梅梁湾M2点仔鱼活力最弱,胥口湾X点仔鱼活力最强。试验期间梅梁湾M2点蓝藻密度最高,胥口湾最低,太湖蓝藻密度的分布与斑马鱼胚胎发育的畸形频率具高度的一致性。因此,藻华暴发水体会对脊椎动物胚胎发育和仔鱼生长产生不利影响,危害水生态系统的安全。

组合式三效生态浮床的构建及应用研究

[目的]构建新式生态浮床并测试其性能。[方法]构建一种以浮篮为基本单元,以粉煤灰轻质陶粒和漂珠为装载材料,集成植物吸收、滤料吸附和生物挂膜三重功效于一体的新式生态浮床,并将该浮床单元体用于水体净化模拟试验。[结果]受试水体的TP、TN、NH3-N和COD浓度分别由0.699 9 mg/L、4.898 mg/L、1.945 mg/L和68.34 mg/L降至30 d后的0.003 2 mg/L、0.051 mg/L、0.001 mg/L和6.23 mg/L,水体修复效果快速而显著。试种的青菜、空心菜和美国四季青草长势良好,发芽率和生长速度高于土壤对照组。[结论]三效生态浮床在净水效率、植物种植方式、运行方式及景观价值等方面均较传统生态浮床有了大幅度的改进和提升,并可实现环境和经济的双重收益。

凹土陶粒滤料理化性能及其在BAF中的应用研究

研究了温度对凹土滤料理化性能的影响，及凹土滤料在BAF中的应用情况。试验结果表明：温度为700-800℃时，烧失量为22％左右，强度为178～286N，酸碱溶蚀率分别为3．89％～4．14％和10．22％～0．28％，滤料表面粗糙、孔径发达、物理化学性能稳定。该滤料在BAF中启动快、运行稳定，HRT为2h时，COD、氨氮去除率分别可达83．33％、85．6％。常规范围内不同进水浓度对COD和氨氮去除率影响不大，耐冲击负荷能力较强。