玉米基肥期农田土壤氨挥发量与近地表氨浓度相关性研究

农田氨排放量与近地表氨浓度密切相关,但两者能否相互转换还缺乏系统研究。基于此,以近地表氨浓度经典方法(被动法)为主要使用方法,以传统海绵法为对照方法,在豫南砂姜黑土开展5种典型施肥处理玉米季基肥期氨排放量与近地表氨浓度的相关性研究。结果发现,不同施肥处理的氨挥发峰值均出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,第8天之后基本与对照无明显差异;不同处理的氨累计排放量差别较大,排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,累计排放量分别为7.68、5.48、3.37、2.78和0.22 kg·hm^(-2);同时发现,不同施肥处理近地表氨浓度也有相同趋势,峰值同样出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,平均氨质量浓度排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,均值分别为17.5、11.6、10.7、8.21和1.70μg·m^(-3)。线性相关性分析表明,施肥后前8 d不同施肥处理的氨挥发量与近地表氨浓度的线性相关性较强,而8 d之后两者的相关性较弱,说明近地表氨浓度和农田氨挥发量的相关性与农田氨挥发量的高低有关。除此之外,不同方法中被动法对低施氮量和缓释肥的估算优于排放因子法,而排放因子法对高施肥条件下氨挥发量的估算优于被动法。整体而言,被动方法估算氨挥发量的相对误差介于-15.9%-17.5%之间,排放因子法相对误差介于-54.3%-81.8%之间,被动方法明显具备更高的估算精度。以上结果说明,被动方法可以潜在替代传统氨监测方法估算大区域农田氨挥发量,但估算精度主要集中在高氨排放期。

蒸氨法制备绿铜锌矿晶体的工艺研究

本文以碱式碳酸铜、碱式碳酸锌和浓氨水为原料,采用蒸氨法合成绿铜锌矿。通过XRD、TGA、SEM-Mapping、FT-IR等表征手段,研究工艺条件对绿铜锌矿晶体结构的影响规律。实验表明,铜浓度为120 g/L,铜锌摩尔比分别为3∶2、1∶1、2∶3时,沉淀产物中的晶体由绿铜锌矿与孔雀石组成,且孔雀石数量随铜锌摩尔比的降低而减少。当铜锌摩尔比为2∶3,铜浓度由120 g/L降低至80 g/L时,孔雀石晶体的数量进一步减少。在铜锌摩尔比为2∶3,铜浓度为80 g/L的条件下,沉淀得到单一物相的绿铜锌矿晶体,为蒸氨法控制合成绿铜锌矿提供了数据支撑。

3-羟基丙酸甲酯加氢合成1,3-丙二醇反应中La对Cu/SiO_(2)催化剂的修饰作用

[目的] 3-羟基丙酸酯加氢制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)过程中存在β-羟基脱除等副反应,导致1,3-PDO的选择性和收率不高,其中高效催化剂的开发是解决该问题的关键.[方法]采用蒸氨法制备了不同添加量La修饰的20Cu/SiO_(2)催化剂,对其进行催化性能评价,并通过H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_(2)物理吸附-脱附对其进行表征.[结果] 20Cu-0.50La/SiO_(2)的催化性能最佳,它显著地提高了3-羟基丙酸甲酯(3-HMP)加氢制1,3-PDO的催化活性和稳定性,其中3-HMP转化率为91.8%,1,3-PDO的选择性和收率分别为85.2%和78.2%.这是在高液时空速(LHSV=0.10 h^(-1))的条件下取得的最佳结果.[结论] La的加入与Cu产生了强相互作用,增强了催化剂中Cu的分散性,同时提高了Cu^(+)物种表面浓度,使活性Cu的比表面积增加,从而提高了加氢反应的活性和稳定性.

基于AHP-熵权法的液氨储罐安全评价

针对液氨储罐运行安全评价难的问题,应用层次分析法(AHP)、熵权法基础理论,形成了液氨储罐的安全评价指标体系和模糊综合评价方法,从而构建了液氨储罐安全评价模型,实现了液氨储罐的安全等级评价。同时,运用该评价模型及方法进行了某大型冷库氨制冷企业液氨储罐安全等级评价,结果表明:该液氨储罐安全等级为Ⅴ级,存在安全风险,不宜继续使用,与该液氨储罐实际安全状况相符,验证了AHP-熵权法评价方法的可行性。

海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与工艺研究进展

总结了海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N的来源及特点,NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与功能微生物、工艺应用及其微生物分布等,重点对海水养殖尾水中NH_(4)^(+)-N去除技术的机理与工艺应用进行了阐述。好氧氨氧化微生物主要包括氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)及全程硝化菌(comammox),厌氧氨氧化微生物主要包括厌氧氨氧化细菌(AnAOB)。基于好氧氨氧化微生物原理去除NH_(4)^(+)-N的主要工艺技术包括移动床生物膜反应器(MBBR)、曝气生物滤池(BAF)、人工湿地和生态塘等;基于厌氧氨氧化菌处理海水养殖尾水的主要工艺技术有厌氧流化床、厌氧固定床等。指出工艺应用与微生物种群结构之间关系的研究不足。富集氨氧化微生物从而实现经济高效脱氮是未来工艺研究的重点方向。

考虑电转氨和生物质废能转换的农村化工综合能源系统低碳调度方法

农村地区能源绿色转型发展是构建现代能源体系的重要组成部分,而引入化工类产业在促进乡村振兴的同时,也带来严重的污染问题。因此,研究农村化工生产脱碳及园区能源结构优化对实现“双碳”目标和农村现代化具有重要意义。该文提出一种考虑电转氨和生物质废能转换的农村化工园区综合能源系统低碳调度方法,通过利用富余可再生资源产生绿氨,考虑碳-氨耦合过程,将绿氨与碳捕集设备联合运行促进化工生产,同时利用生物质能替代燃煤发电,三者构建化工园区联合生产单元,进而降低园区碳排放及运行成本。首先,建立电转氨两阶段模型和生物质废能转换模型及其能流关系。其次,构建化工园区联合生产单元,分析其电、热、气以及碳能量耦合特性。再次,引入有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热发电和负荷侧综合需求响应,综合优化化工园区联合生产单元。最后,以化工园区运行总成本最低为目标,通过不同场景对比分析证明所提调度方法对化工园区有较好的改善作用,可为农村产业结构调整和能源转型提供理论支持。

粉煤灰制备沸石分子筛及其吸附脱除氨氮性能

当前大量含氮废水的排入不仅使湖泊水体富营养化加剧,更对各类生物的生存和健康造成了很大威胁。由于沸石分子筛具有良好的吸附选择性和离子交换性,可以用来吸附脱除水中的氨氮,因此成为当前研究的热点。文章以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融-水热法制备Na-X型沸石分子筛,通过正交试验得到沸石分子筛的最佳制备工艺条件,探索了氨氮溶液初始浓度、pH值、吸附时间、吸附温度以及阳离子对沸石分子筛吸附氨氮性能的影响。结果表明:Na-X型分子筛的最佳饱和氨氮吸附率为74.89%;Na-X型沸石分子筛吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型;其氨氮吸附量与初始浓度和吸附时间呈正相关,与温度呈负相关;强酸或强碱环境会使分子筛吸附性能下降。Na-X型分子筛氨氮吸附率较高、可多次循环使用,在废水治理方面有着广泛的应用前景。

洱海流域长期不同施肥对菜田温室气体和氨挥发的影响

为揭示洱海流域长期施肥下露地菜田温室气体(N_(2)O、CH_(4)、CO_(2))和土壤氨(NH3)挥发对不同施肥方式的响应趋势及影响因素,依托始于2007年连续进行15 a的长期定位试验,研究5个施肥处理[不施任何肥料(CK)、有机肥(OM)、化肥和有机肥(NPK+OM)、增施氮肥(NPK+OM+N)、增施磷肥(NPK+OM+P)]的温室气体及氨挥发的特征。结果表明:长期定位15 a后,OM处理能显著增加菜田土壤全氮、有机质、有效磷含量。在等氮条件下,与OM处理相比,NPK+OM处理能显著增加菜田土壤NO3--N含量;NPK+OM+N处理会使土壤pH显著降低,导致土壤酸化。NPK+OM+N处理pH比NPK+OM处理显著降低9.27%;OM处理会导致土壤CO_(2)和CH_(4)排放量显著升高,在整个莴苣生育期内CO_(2)和CH_(4)的累积排放量分别为(22489.29±1562.91)kg·hm^(-2)和(1.95±1.31)kg·hm^(-2);增施氮肥会导致N_(2)O排放量显著升高,莴苣生育期内NPK+OM+N处理N_(2)O累积排放量为(38.33±10.74)kg·hm^(-2);氨挥发主要发生在追肥后,各处理氨挥发量表现为NPK+OM+P>NPK+OM+N>NPK+OM,且处理间存在显著差异。相较于NPK+OM处理,NPK+OM+P、NPK+OM+N处理使氨挥发显著增加245.7%、124.3%,说明增施氮肥和增施磷肥会显著增加土壤氨挥发;OM和NPK+OM+N处理会显著增加全球增温潜势和温室气体排放强度。OM处理产量达(3183.81±293.88)kg·hm^(-2),该处理虽然能显著增加蔬菜产量,但造成的全球增温潜势和温室气体排放强度也是最大的。全氮、有机碳、pH是影响温室气体和氨挥发排放的关键影响因素。有机肥和化肥配施是本研究推荐的施肥方案,该方案既可以保证经济效益,还可以兼顾生态环境效益。

基于纳氏试剂比色法的印染行业污水氨氮测定与优化

为探究印染行业污水氨氮的准确测定方法,本次研究以纳氏试剂比色法为基础,参考已有研究资料对基于纳氏试剂比色法的印染行业污水氨氮测定实验流程进行了探讨,并通过实验确定了最优的实验参数组合为反应体系的pH为10,显色时间为10 min,且纳氏试剂的用量为1.0 mL。基于此实验参数组合做进一步实验后显示,其RSD和加标回收率等指标均较优,表明本次实验方法具有较高的精密度与可行性。

双模板剂合成CO_(2)P纳米片及其催化氨硼烷水解性能的研究

开发一种在温和条件下具有高活性、高选择性的催化剂是实现氨硼烷水解制氢应用的关键。以构建具有P掺杂材料为出发点,以两种不同比例的金属盐作为模板剂,以过渡非贵金属Co为中心金属,合成出制作方法简便、性能优异的催化剂。通过乙酸钴和氨水制备出Co_(3)O_(4)前躯体,将Co_(3)O_(4)前躯体与NaH_(2)PO_(2),NaCl,LiCl混合,在N_(2)气氛下焙烧,然后进行水洗将两种盐模板剂去除,得到纳米片催化剂CO_(2)P-NaLi。试验结果表明,当n(NaCl)∶n(LiCl)=1∶0.15时制备的催化剂CO_(2)P-NaLi_(0.15)催化活性最高,其在298 K、光照条件下催化氨硼烷水解反应的初始转化率(TOF)为31.2 min^(-1),且该催化剂上氨硼烷分解的活化能(E_(a))为60.8 kJ/mol。循环5次后,催化剂依然保持良好活性,表明其拥有良好的稳定性。

高纯纳米氧化铁的制备

【目的】改进纳米氧化铁的制备工艺流程,制备高纯纳米氧化铁。【方法】首先,采用重结晶法去除硫酸亚铁中Ca^(2+)、 Mg^(2+)、 Mn^(2+)等杂质离子,采用氟化铵沉淀进一步去除硫酸亚铁中的Ca^(2+)、 Mg^(2+)杂质离子,然后使用过氧化氢氧化法、氨水沉淀法对硫酸亚铁进行沉淀制得羟基氧化铁,接着采用调浆法和超声法洗涤羟基氧化铁制得前驱体,最后焙烧前驱体制得高纯纳米氧化铁;使用仪器和设备分析高纯纳米氧化铁的颗粒形貌、粒径分布和杂质离子的质量浓度。【结果】改进后的制备高纯纳米氧化铁的工艺流程为:将温度为60℃时的饱和硫酸亚铁溶液进行降温,在温度至10℃时实现2次重结晶,将重结晶后的硫酸亚铁配置为pH为6的溶液;在水浴温度为30℃时,氟化铵过量系数设为5以使Ca^(2+)、 Mg^(2+)沉淀,制得纯净硫酸亚铁溶液;利用过氧化氢氧化、氨水沉淀硫酸亚铁溶液制得羟基氧化铁;重复利用调浆洗涤、超声洗涤羟基氧化铁去除铵根离子和硫酸根离子;将沉淀物在温度为600℃时焙烧1 h,制得高纯纳米氧化铁。【结论】由改进的制备方法制得的高纯纳米氧化铁球形颗粒形貌均匀,中位粒径为300 nm,高纯纳米氧化铁中α-Fe_(2)O_(3)的质量分数大于99.95%。

城镇生活垃圾渗滤液全量化处理研究进展

随着城镇生活垃圾填埋处理的发展,目前垃圾渗滤液多为老龄垃圾渗滤液,且受浓缩液回灌影响,含盐量升高,可生化性变差,急需一些新技术对原有“生化+膜”主流工艺进行技术革新或者完全取代。汇总整理相关研究与工程实践,发现主要有2种方式实现垃圾渗滤液的全量化处理,其一是升级现有“生化+膜”工艺,使用蒸发与高级氧化等技术对膜过滤浓缩液进行处理;其二是利用高效生物脱氮技术耦合高级氧化技术处理垃圾渗滤液,避免浓缩液产生。

基于化学沉淀法去除电解锰渣中锰和氨氮的实验

为了实现电解锰渣中锰、氨氮的有效去除,研究基于化学沉淀法,选取磷酸氢二纳和氯化镁为主要化学稳定剂,氢氧化钙作为外掺剂,设计不同配比实验方案,分析不同化学稳定剂掺入质量分数、锰渣含水率和氢氧化钙掺入质量分数对锰渣浸出毒性的影响。研究表明:随着稳定剂掺入质量分数的增加,锰渣中锰和氨氮的浸出质量浓度降低;锰渣含水率的改变会改变锰的浸出质量浓度,但对氨氮浸出质量浓度影响不大;氢氧化钙掺入质量分数的增加使得电解锰渣稳定后锰的浸出质量浓度降低,但氨氮的去除效率下降。因此,研究最终提出采用磷化物-碱系化学稳定电解锰渣技术的稳定剂配比为3%磷酸氢二纳、3%氯化镁以及外掺2%氢氧化钙,同时控制电解锰渣含水率为24%,锰和氨氮的去除效果最优。研究结果对锰渣的无害化、资源化利用具有参考意义。

铁镧双金属催化剂的制备及产氨性能研究

利用模板法与水热工艺将Fe与La相结合制备出Fe-La双金属催化剂,在常压250℃下,50 mol%NaOH~50 mol%KOH熔融盐电解质中对NRR合成氨反应进行研究,结果表明Fe-La双金属催化剂表现出优秀的选择性,在浸渍时Fe/La摩尔比为1:2制备的Fe-La双金属催化剂的库伦效率可达81.98%的较高水平。同时通过XRD、XPS及SEM表征分析证实催化剂载体碳微球颗粒大小约为8μm,活性物质主要为La2O3纳米颗粒与少量LaFeO_(3)纳米颗粒。

不同黄芪甲苷含量测定法对玉屏风颗粒质量控制的影响

目的:研究参考2020版《中国药典》黄芪项下的加氨提取法测定玉屏风颗粒中黄芪甲苷含量对其质量控制的影响。方法:分别通过加氨提取法和氨洗法对玉屏风颗粒中黄芪甲苷进行含量测定,考察不同测定方法下黄芪甲苷的转移率,并优化加氨提取黄芪甲苷含量测定方法。结果:玉屏风颗粒以加氨提取法测得的黄芪甲苷含量高于氨洗法所测含量,两种方法测得的转移率存在明显差异,优化的黄芪甲苷测定法各方法学考察试验RSD<4%。结论:参考2020版药典的黄芪甲苷测定法适用于玉屏风颗粒,该法具有操作简便、黄芪甲苷转化率高的特点,优于氨洗法,作为玉屏风颗粒的质量控制方法可广泛推广。

仿生混合润湿图案表面的制备及其水收集性能

目的全球淡水资源短缺,高效和环保地获取淡水是一项重大挑战。方法受沙漠甲虫和叶脉的启发,采用氨腐蚀法在铜网表面生长一层氢氧化铜纳米带,随后在氢氧化铜表面覆盖掩膜,使局部附着正十二烷基硫醇分子,制备出仿生混合润湿图案表面,采用接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别对样品的润湿性、表面形貌及化学成分进行分析,以仿生混合润湿图案表面为基础搭建雾水收集装置,模拟潮湿环境来表征样品的水收集速率及样品在不同恶劣环境下的稳定性。结果在亲水表面构建疏水图案为后续实验提供了基础,所制备的仿生混合润湿图案表面与原始表面、亲水表面、超疏水表面的集水速率相比分别提高了146%、111%、61%,有效提高了集水速率,水收集速率与图案尺寸、图案间隔成反比关系,与图案形状无关。仿生混合润湿图案表面经过紫外线照射和100℃加热处理后,仍保持稳定的集水性能。结论样品具有制备简单、成本低廉、高效耐用等优点,在大气集水中具有潜在的应用前景,有望为解决水资源短缺问题提供新思路。

Fe-Mo双金属催化剂的制备及其合成氨性能研究

研究了Fe-Mo双金属氧化物作为催化剂进行NRR合成氨反应,通过模板法和水热法制备的Fe-Mo/CMS催化剂在NRR合成氨反应中表现出较高的活性和稳定性,在水热时Fe/Mo物质的量比为3∶2制备Fe-Mo/CMS催化剂的产氨速率与库伦效率最高可达1.25×10^(-8)mol/(s·cm^(2))和49.15%;在反应11 h后仍然保持较高的活性,其产氨速率可达3.14×10^(-9)mol/(s·cm^(2)),同时通过XRD、TEM及HRTEM表征分析出催化剂的活性组分主要为FeMoO_(4)与Fe_(2)O_(3)。

测定氨水中硫化物的分析方法

根据碘量法的测定原理,剖析发现,影响氨水中硫化物测定准确性的核心是分析过程中S无损失,并由此明确了分析的3个关键点:样品中硫完全转化为ZnS、ZnS完全转化为H_(2)S、生成的H_(2)S能立即与足量的碘反应。通过试验发现,确保硫完全转化为H_(2)S的关键是醋酸锌的加入量,ZnS转化为H_(2)S可通过煮沸法简化操作,避免S损失,正确的加剂顺序、碘溶液、醋酸水溶液的加入量是确保H_(2)S完全反应的关键,通过各步骤的优化,最终建立了氨水中硫化物的测定方法。

化学吸收法捕集二氧化碳的研究进展

近年来,由于化石燃料的大量燃烧,二氧化碳的排放量剧增,进而引起了一系列生态问题。因此,研究更有效的二氧化碳捕集技术及更高效的二氧化碳吸收剂迫在眉睫。众多学者综合考虑燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧3种二氧化碳捕集工艺技术后,发现燃烧后捕集工艺技术最适合工业应用。化学吸收法作为燃烧后捕集二氧化碳的一项高效节能、相对成熟的新兴技术,是目前电厂应用最广和最具潜力的捕集技术之一。首先介绍了碳捕集技术的研究现状,然后着重阐述了目前碳捕集技术中备受关注的4种化学吸收剂,即有机胺溶液吸收剂、离子液体吸收剂、氨水溶液吸收剂和新型相变吸收剂,并分别探讨了这4种吸收剂的捕集原理、研究现状、各自的优缺点及改进方向。

重溶水解法制备高纯氧化铍试验研究

针对高氟铀铍矿提铀过程中,利用所得BeSO_(4)溶液制备氢氧化铍时存在杂质较高问题,研究了采用重溶水解法处理高Fe、Al杂质的粗氢氧化铍沉淀,考察了粗Be(OH)_(2)沉淀方式、NaOH用量、重溶温度对粗Be(OH)_(2)重溶效果的影响。结果表明:采用重溶水解法能使Be与SO_(4)^(2-)高效分离,大幅降低产品中Fe、Al含量;将所得纯度较高Be(OH)_(2)进行焙烧可制备符合工业标准的高纯BeO产品。