KOH/NH3·H2O复合预处理秸秆过程中化学组分及木质纤维素形态结构的变化

为进一步了解KOH/NH3·H2O复合预处理对秸秆产气性能影响的内在原因,分别采用1%KOH+1%NH3·H2O(1K+1N)复合试剂以及2%KOH(2K),2%NH3·H2O(2N)单试剂预处理稻草48 h,对预处理过程中化学组分的变化进行分析比对,并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)等测试技术,对KOH/NH3·H2O复合预处理过程中稻草木质纤维素形态结构的变化进行了研究。组分分析表明,1K+1N复合预处理液中可溶性物质增多,木质纤维素的脱除率比单试剂预处理提高了7.2%~34.8%。结构分析表明,1K+1N复合预处理明显促使木质素中部分官能团、纤维素的氢键和糖苷键以及木质素与纤维素、半纤维之间的连接键断裂,使包裹在木素中的纤维素更好地释放出来被溶胀降解,并破坏其晶体结构。稻草的这些内部结构变化是提高稻草厌氧消化产气性能的重要原因。

不同孔结构CeTiO_(x)催化剂的制备及其NH_(3)-SCR脱硝性能研究

为探究催化剂的孔结构对催化剂脱硝活性的影响,采用溶胶凝胶法分别制备了三维有序大孔-介孔(3DOM-m) CeTiO_(x)、三维有序大孔(3DOM) CeTiO_(x)、三维有序介孔(3DOm) CeTiO_(x)及无序孔(DM) CeTiO_(x)等四种不同孔结构的催化剂。NH3-SCR测试结果表明,催化剂活性依次为3DOM-m CeTiO_(x)>3DOm CeTiO_(x)>3DOM CeTiO_(x)>DM CeTiO_(x), 3DOM-m CeTiO_(x)表现出更优异的催化活性,NO转化率在60000 h^(-1)、250–400℃时超过90%。通过XRD、SEM、BET、NH_(3)-TPD、in-situ DRIFTS等技术对催化剂进行表征分析。结果表明,催化剂的比表面积并不是决定CeTiO_(x)脱硝活性的主导因素。3DOM-m CeTiO_(x)具有高度有序的大孔-介孔结构、丰富的Bronsted酸酸性位点,进而提高了催化剂的脱硝活性。3DOM-m CeTiO_(x)催化剂在NH_(3)-SCR反应过程中同时遵循E-R机理和L-H机理。

柴油机低温工况下SCR尿素喷射及NH3分布特性研究

在柴油机加装后处理系统DOC+CDPF+SCR试验研究基础上,构建并开展SCR三维CFD数值模拟,研究尿素喷射过程中液滴的生成扩散和水解蒸发,对比分析不同低温工况下NH_(3)分布特性和NH_(3)分布均匀度对NOX转化效率的影响。结果表明,在低温工况下随着尿素喷射量增大,混合器前后区域催化器内表面形成较多的尿素壁膜,持续尿素喷射易产生尿素结晶;低温工况混合器和整流器对气体流动有明显的扩散作用,但随着气流量增大,NH_(3)分布集中在载体外侧区域,导致外侧发生NH_(3)逃逸量较高;在不同低温工况下,载体入口面NH_(3)分布均匀度的增大,有效提高了NOX转化效率,减小了NH_(3)逃逸量及低温下尿素结晶的可能性。

V_(2)O_(5)-MoO_(3)/TiO_(2)催化剂的NH_(3)-SCR性能:载体的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO_(2)催化剂,主要考察了TiO_(2)载体的晶型结构(金红石相、锐钛矿相以及两者混合相)和平均颗粒尺寸对催化剂NH_(3)-SCR性能的影响,并利用SEM、XRD、Raman、BET、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD等方法对催化剂的理化性质及结构进行了表征。结果表明:平均颗粒尺寸较小的催化剂拥有高比表面积和孔容积,有利于活性组分VO_(x)的负载和沉积,从而有利于催化剂脱硝性能的提升。锐钛矿晶型载体的V-Mo/Ti-A1催化剂因拥有优异的比表面积、氧化还原能力和丰富的酸性位点而具有最佳的脱硝性能;同时混合晶型载体的V-Mo/Ti-P25催化剂在180~320℃的脱硝活性接近100%。

基于Mn-MOF制备MeO_(x)/MnO_(x)催化剂的低温NH_(3)-SCR活性研究

采用不同金属硝酸盐浸渍Mn-MOF前体制备一系列MeO_(x)/MnO_(x)(Me=Co,Cr)复合金属氧化物催化剂用于低温NH3-SCR反应。分析金属掺杂和空速对锰基催化剂脱硝效率和N_(2)O生成量的影响。通过XRD、SEM、N2吸附-脱附、XPS、H_(2)-TPR、NH3-TPD等表征测试对制得的催化剂物理化学性质进行分析,结果表明,两种金属掺杂可不同程度上改善MnO_(x)脱硝性能和抗硫性能。与MnO_(x)催化剂相比,掺杂催化剂的外观呈现无规则的多孔结构。更大的比表面积为活性分子提供更多的活性位点,有利于脱硝反应进行。掺杂催化剂中Mn元素相以Mn_(3)O_(4)相为主,且峰强度较低,表明Mn元素相呈现高分散态。掺杂金属与锰氧化物产生相互作用,改变了锰元素的价态,提高了Mn^(4+)和表面氧的含量。金属离子掺杂增强了催化剂的氧化还原性能,改善了MnO_(x)的表面活性。因此,金属硝酸盐浸渍Mn-MOF前体法在制备低温NH3-SCR脱硝催化剂领域具有很好的应用前景。

NH_(3)和H_(2)S除臭菌剂的制备及其对厨余垃圾堆肥除臭效果和机理探究

为了缓解厨余垃圾因降解或腐烂产生的恶臭气体所造成的污染,本研究分别从污泥和厨余堆肥中分离筛选出8株对NH3和H2S具有除臭效果的菌株,混合制备成复合微生物除臭菌剂,研究其除臭效果、堆肥过程中的理化性质和微生物群落的变化。由响应面分析得出菌剂对于NH_(4)^(+)-N降解率的最佳条件为温度27℃、pH 6.21、接种量14%时,NH_(4)+^(-)N的降解率为92.55%;菌剂生成SO_(4)^(2-)的最佳条件是温度29℃、pH 6.61和接种量5%时,SO_(4)^(2-)的最大生成量为173.57 mg/L。厨余垃圾堆肥添加菌剂后NH_(3)的去除率为55.32%,H_(2)S的去除率为61.72%,同时含水率、C/N、pH均有降低,加速了堆体温度的上升,延长了高温持续时间。菌剂的添加有利于微生物群落结构的改变,增加了去除NH_(3)和H_(2)S的微生物丰度,加快了对NH_(3)和H_(2)S的代谢转化过程,抑制了NH_(3)和H_(2)S的释放,对于厨余垃圾恶臭气体的控制有着良好的应用潜力。

NH_(3)和H_(2)S降解功能菌的分离鉴定及降解特性研究

为了减少厨余垃圾堆放时恶臭气体的排放,本研究利用富集驯化、定性初筛和定量复筛法从厨余垃圾中分离筛选到2株对NH3和H2S均具有高效降解作用的菌株CN5和CS2。通过16S rDNA序列分析,分别鉴定为肠球菌属(Enterococcuss sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。通过单因素实验,确定两株菌的最佳除臭条件为:培养温度为35℃、pH为7、碳氮比25∶1、碳源为蔗糖、氮源为氯化铵,对NH_(3)和H_(2)S的降解率均能达到85%左右。菌株CN5和CS2在2∶3的混合状态下生长状况最好,p H值稳定,OD_(600)最大值为1.342。通过氨氮含量和硫酸盐含量测定实验发现,最终氨氮含量为50.5 mg/L,菌剂对氨氮降解率为85.3%;硫酸盐含量为302.7 mg/L,菌剂对硫酸盐生成率为89.2%。结果表明,从厨余垃圾中筛选得到的2株菌对NH_(3)和H_(2)S具有良好的降解能力,且两菌株相互之间具有协同作用。

果园N_(2)O排放与NH_(3)挥发监测方法研究

为准确估算果园N_(2)O排放与NH_(3)挥发量,合理选用监测方法,试验以河北苹果园、葡萄园为研究对象,开展了土壤N_(2)O排放和NH_(3)挥发监测方法的探索,并分析采样方式、吸收液种类对监测结果的影响。结果表明:施肥区与非施肥区N_(2)O排放累积量具有显著性差异;滴灌管下不同位置N_(2)O排放差异很小。土壤N_(2)O排放速率在上午9:00前后测定的结果与日均排放速率差异最小。尺寸较大的方形静态箱对N_(2)O排放速率测定结果更准确,且变异系数更低;土壤N_(2)O排放速率与采样间隔时间呈负相关。间歇式通气法与磷酸甘油—双海绵通气法进行NH_(3)挥发监测结果均较为准确;间歇式通气法使用H3BO3作为吸收液对NH_(3)挥发量较大的监测结果良好,但对挥发量较低的情况误差较大;采用H_(2)SO_(4)吸收液时与磷酸甘油—双海绵通气法一致性较好,在NH_(3)挥发速率较低时灵敏度较高。磷酸甘油—双海绵通气法在使用2.00 cm厚度海绵时变异系数最低,能较好反应真实NH_(3)挥发速率。此结果为提高果园土壤N_(2)O排放与NH_(3)挥发采样监测精确度提供一定参考。

单模NH3分子激光器中混沌运动特性分析

【目的】考查单模NH3分子激光器系统双参数变化下的复杂度(C_(0)),研究该系统周期与混沌运动关系,为激光混沌在加密及光纤通信中的应用研究提供理论依据。【方法】以Lorenz-Haken系统为研究对象,建立单模NH3分子激光器系统混沌吸引子相图,从而对整个系统吸引子有直观认识。从数值仿真出发,用Matlab软件来构建激光系统分岔图、Lyapunov指数、复杂度(C_(0))等基本动力学行为图,分析不同参数变化对单模NH3分子激光器系统的影响。【结果】对单模NH3分子激光器系统,从复杂度(C_(0))来看,系统处于周期状态时,其复杂度(C_(0))较小;系统处于混沌状态时,其复杂度(C_(0))较大。双参数变化对混沌系统影响的结果表明,该系统参数是相互制约的,且系统受参数的影响程度较大。【结论】参数a对单模NH3分子激光器系统影响强度大,充分体现单模NH3分子激光器系统混沌特性及该系统对参数的敏感性。

大气压Ar/NH_3同轴介质阻挡放电发射光谱诊断（英文）

采用光谱在线技术(OES)检测了大气压Ar/NH_3 DBD等离子体中的主要粒子为NH,N,N^+,N_2,Ar,H_α,OH。NH是NH_3分解的产物,激发态Ar~*和NH_3分子的潘宁碰撞生成激发态中性粒子NH(c^1Ⅱ)和NH(A^3Ⅱ)。674.5 nm处N原子谱线表明等离子体中产生了N活性原子,为大气压Ar/NH_3同轴介质阻挡放电等离子体合成ε-Fe_3N磁性颗粒提供了可能。研究了各主要粒子谱线强度随NH_3流量和外加电压峰峰值的变化规律,研究结果表明:NH_3流量相同时,随外加电压峰峰值升高,各粒子谱线强度均逐渐增强;外加电压峰峰值相同时,各谱线强度随NH_3流量增加先增强后减弱。外加电压峰峰值相同时,随NH_3流量增加,N活性原子谱线强度先增强后减弱,NH_3流量为20 mL·min^(-1)时,N活性原子谱线强度最强。NH_3流量相同时,随外加电压峰峰值升高,N活性原子谱线强度逐渐减小,主要是由于大气压Ar/NH_3DBD放电模式由多脉冲大气压辉光放电转变为丝状放电造成。多脉冲大气压辉光放电的微放电通道之间相互重叠,各个微放电之间相互影响,导致随外加电压峰峰值升高各谱线强度的增加速率较快。当外加电压峰峰值从4 600 V升高到6 400 V时,大气压Ar/NH_3 DBD的放电模式由单脉冲APGD转变为二脉冲APGD,属于均匀大气压介质阻挡放电,随外加电压峰峰值升高谱线强度的增加速率较快,利于合成e-Fe_3N磁性颗粒。

铜基分子筛催化剂的宽温NH_(3)-SCR脱硝性能探究

以H-MOR、H-ZSM-5和H-Beta H型分子筛为载体,采用浸渍法制备了3种铜基分子筛催化剂,利用X射线衍射(XRD)、比表面积分布测试(BET)、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)、H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线荧光光谱(XRF)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对该催化剂的物化特性进行分析,并对其在200~650℃范围内的NH_(3)-SCR脱硝性能进行评价。结果表明:3种铜基分子筛催化剂的活性温度窗口不同,Cu/MOR、Cu/ZSM-5和Cu/Beta催化剂达到80%脱硝效率的活性温度窗口分别位于280~550℃、250~400℃和350~450℃;负载Cu后的分子筛骨架结构基本保持不变;相比H型分子筛催化剂,Cu/Beta和Cu/ZSM-5催化剂的比表面积增加,Cu/MOR催化剂的比表面积和孔体积却有所下降;Cu/MOR和Cu/ZSM-5催化剂表现出较好的氧化还原能力,且其表面具有更多的CuO物种和表面吸附氧(Oα)含量;NH_(3)-TPD结果显示,Cu的引入使Beta和ZSM-5分子筛表面的强酸量减弱,MOR分子筛的强酸量增加,使Cu/MOR催化剂高温段NH_(3)-SCR反应中的NH_(3)吸附增强,从而表现出较为优异的高温催化活性。

CO_2/NH_3复叠系统热力分析与冷凝蒸发器冷凝温度的优化

对CO2/NH3复叠制冷系统进行合理的假设,并将与压比有关的压缩机等熵效率拟合公式引用到计算中,其结果与实验数据吻合的比较好。通过热力分析,可知系统各主要部件由不可逆而多消耗的附加功在不同的Tcas_c下对系统的影响程度是不同的。对数据进行分析并应用多元线性回归法拟合出以Te、Tc和ΔT为自变量的最优Tcas_c及相应COPmax数学表达式。

助剂添加对CuO/TiO_(2)催化剂NH_(3)-SCO性能的影响研究

采用浸渍法制备了一系列CuO-MO_(x)/TiO_(2)(M=W,Zr,La)催化剂用于NH_(3)选择性催化氧化(NH_(3)-SCO),同时探究了SO_(2)中毒对NH_(3)氧化性能的影响.结果表明,过渡金属氧化物的添加使Cu/TiO_(2)催化剂NH_(3)转化率降低,但显著提高N_(2)选择性.其中,W03具有最好的促进效果,在300℃下催化剂N_(2)选择性提高了36%.通过H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD表征发现,WO_(3)的添加增加了Cu/TiO_(2)催化剂表面酸性位点的数量,促进NH_(3)的吸附,但降低催化剂氧化还原性能,抑制NH_(3)氧化为NOx.经SO_(2)中毒处理后,CuO-MO_(x)/TiO_(2)催化剂N_(2)选择性进一步提高,表征结果表明,酸性位点的增加和氧化氧化还原性的降低是提高催化剂N_(2)选择性的关键.

Fe修饰酸改性稀土精矿催化剂的NH_(3)-SCR性能研究

通过硫酸酸浸对稀土精矿进行改性处理使矿物表面的酸性位点增多和酸性增强,在此基础上,通过水热法引入不同量的Fe负载修饰矿物表面,XRD,SEM,BET,H_(2)-TPR,XPS等一系列表征探究稀土矿物催化剂性能与结构的关系.结果表明,负载0.015 mol Fe的样品,在400℃时NO_(x)转化率高达86%.随着Fe物种的引入,催化剂样品的比表面积明显增大且孔洞增多.XPS结果显示,催化剂活性组分Ce^(3+)明显增多,同时Fe以Fe^(2+)主导,有利于产生Fe—Ce协同作用.

[bmim]Zn_2Cl_5/NH_3溶液的比热容和过量焓

测定了离子液体[hmim]Zn2Cl5在T=（323．15～1173．15）K范围内的热重曲线，结果显示[bmim]Zn2Cl5在T〈637．15K时具有很高的热稳定性。通过DSC测试得到[bmim]Zn2Cl5的比热容数据，在T=（251．15～383．15）K范围内可以用一个圆锥曲线很好地拟合。实验测定了[bmim]Zn2Cl5（2）＋NH，（1）二元体系溶液的摩尔过量焓，其中氨的摩尔分数x1=（0．60～0.95），温度值为T=288．15K，303．15K，318．15K，333．15K。采用NRTL模型对过量焓数据进行拟合，得出二元可调参数和非随机参数。过量焓数据的测量误差和最大拟合偏差分别小于4．8％和4．3％。在[bmim]Zn2Cl5比热容和[bmim]Zn2Cl5／NH3过量焓数据的基础上，计算了氨质量分数W1=（0～1）、温度范围T=（273．15～343．15）K条件下[bmim]Zn2Cl5／NH3溶液的焓，所得焓浓图对于研究[bmim]Zn2Cl5／NH5吸收式制冷系统性能至关重要。

介绍一种新型的低温冷藏库制冷系统—CO_2/NH_3复叠式制冷系统

氨在制冷工业中是一种最常用的天然制冷剂 ,但由于氨的臭味和毒性在食品工业中尚难以推广使用。CO2 也是一种既不破坏臭氧层也不影响地球温暖化的天然制冷剂 ,它无毒无臭又价钱便宜。近年来日本约克公司已开发出实用的CO2 高压压缩机系列 ,很适宜于CO2 /NH3复叠式制冷系统中使用。经济比较指出 ,在低温冷库中使用CO2 /NH3复叠式制冷系统比常规的氨间接蒸发盐水系统 ,无论在初投资和年运行费用方面都低得多。为此 ,今后在设计大型低温冷藏库时采用CO2 /NH3复叠式制冷系统不失为一种良好的选择方案。

以ZrO_2-TiO_2为载体的整体式锰基催化剂应用于低温NH_3-SCR反应(英文)

以MnO2为活性组分,Fe2O3为助剂,制备了以TiO2及ZrO2-TiO2为载体的整体式催化剂.考察了它们在不同温度焙烧后应用于富氧条件下,NH3选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物的低温反应性能和高温稳定性.用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂进行了表征.结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的催化剂具有很好的高温热稳定性,并具有较高的比表面积和储氧能力,同时具有较强的氧化能力.催化剂的活性测试结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的整体式锰基催化剂明显地提高了NH3-SCR反应的低温活性,具有良好的应用前景.

不同分子筛负载锰铈催化剂的低温NH_3-SCR脱硝性能

分别以β、ZSM-5和USY分子筛为载体,采用浸渍法制备了锰铈催化剂,对其低温NH_3-SCR反应性能进行了评价,并采用XRD、BET、NH_3-TPD、H_2-TPR以及XPS对催化剂进行了表征。结果表明,三种分子筛负载的锰铈催化剂均具有较好的低温NH_3-SCR反应活性,其中,Mn-Ce/USY的催化性能最好,在107℃时NOx转化率可达到90%。负载锰铈后催化剂的比表面积和孔体积均有所下降;活性组分MnOx主要以无定型态分布于催化剂表面,且在ZSM-5上检测到聚集的CeO_2。催化剂表面弱酸对低温NH3-SCR反应起主要作用,催化剂表面上活性组分的表面浓度和氧化态明显不同,较高的Mn^(4+)/Mn^(3+)原子比和吸附氧表面浓度对提高催化剂的低温NH3-SCR反应活性有利。

中国猪粪尿NH3排放因子的估算

畜禽粪尿导致的NH3挥发及其沉降所带来的环境污染已成为全球关注的热点问题,并逐渐成为环境外交的重要议题。确定各种畜禽养殖生产过程中NH3排放因子和数量是制定减少NH3排放措施的重要步骤。针对中国养猪业占主要地位的生产实际,该文以猪粪尿NH3挥发为研究对象,在查阅文献资料和实地调研的基础上,运用养分流及RAINS模型的理念,以"猪舍-储藏-农田施用"为链条,初步研究了中国不同养殖方式和粪肥管理模式下不同猪种粪尿NH3排放因子与挥发特征。旨在为中国今后确定畜禽粪尿NH3排放因子及NH3排放量提供方法及数据依据。结果表明:1)中国农户散养猪NH3排放因子,育肥猪在"沼气模式"(即将猪粪尿进行沼气池发酵处理)和"堆积模式"(即将猪粪尿进行露天堆积处理)下分别为4.75～4.93和7.36～7.50kg·(头·a)-1,成年母猪分别为8.64～8.97和13.38～13.64kg·(头·a)-1;集约化养殖下,育肥猪、成年母猪、幼猪NH3排放因子分别为3.13～3.29、5.76～6.12、0.57～0.60kg·(头·a)-1;2)不同养殖方式下,各环节NH3挥发特性有所不同。集约化养殖与农户散养"沼气模式"下,猪舍NH3挥发量最大,而农户散养"堆积模式"下,储藏过程NH3挥发量最大;3)与国外NH3排放因子相比,中国农户散养育肥猪NH3排放因子"堆积模式"下略高于联合国欧洲经济委员会(UNECE)数据,"沼气模式"略低于UNECE数据;而母猪、集约化养殖各猪种NH3排放因子均较国外数值小。

ZrO_2-TiO_2-CeO_2的制备及其在NH_3选择性催化还原NO中的应用

采用共沉淀法制备了载体材料TiO2、ZrO2-TiO2及ZrO2-TiO2-CeO2,并利用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对三种载体材料进行了表征.结果表明,ZrO2-TiO2-CeO2具有较多的表面强酸位,并具有一定的储氧性能和较强的氧化还原性能.以三种材料为载体,制备了质量分数分别为1%、9%的V2O5、WO3的整体式催化剂.研究了三种催化剂在富氧条件下用NH3选择性催化还原NO的催化性能.结果表明,以ZrO2-TiO2-CeO2为载体的催化剂在反应空速为10000h-1,275℃时,NO的转化率接近100%,具有最好的催化活性,并有良好的应用前景.