富硫废水中稳定生物单质硫效果与机制研究

为提高含硫废水同步脱氮除硫工艺中生物单质硫回收率,开展了富硫废水中稳定生物单质硫效果与机制研究。在富硫废水(S^(2-)质量浓度300 mg/L)和贫硫废水(S^(2-)质量浓度200、100 mg/L)中添加阻断剂硫代硫酸钠进行脱氮除硫实验。结果表明,富硫废水中稳定组(加30 mg/L阻断剂)在60 h时单质硫积累量达到68.79 mg/L,比未稳定组(不添加阻断剂)高25.34 mg/L,单质硫稳定率达58.31%,单质硫回收率为36.84%;而贫硫废水(S^(2-)质量浓度为200、100 mg/L)中单质硫不稳定,单质硫稳定率仅11.2%、14.14%,且回收率低(15.71%、12.39%)。可见,阻断剂在富硫废水中实现了稳定生物单质硫。此外,阻断剂有利于反硝化菌和脱氮硫杆菌增殖积累,富硫废水下高比例的脱氮硫杆菌可促进单质硫稳定。阻断剂抑制了硫代硫酸盐和硫酸盐的生成,使硝酸盐得到更多电子(稳定组比未稳定组多得19.76 mmol/L电子),促进了单质硫的生成,实现了生物单质硫稳定。该技术可为废水中生物单质硫的回收与利用提供理论基础。

富硫型水库沉积物AVS和SEM空间分布特征及重金属风险评价

随着湖库外源性污染的有效控制,沉积物污染特征成为影响湖库水环境质量的关键因素。本文以富硫型水库——汤河水库为研究对象,分析探讨水库沉积物的理化性质、重金属总量、酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同步提取重金属(simultaneously extracted metals,SEM)的空间分布特征,采用沉积物基准法(sediment quality guidelines,SQGs)和AVS与SEM关系法对重金属可能诱发的生态风险和毒性效应进行评估。结果表明:汤河水库沉积物中AVS含量在0.03~51.75μmol/g之间,并呈现坝前深水区>东支流库区>西支流库区的空间分布特征。根据Pearson相关性分析可知,汤河水库沉积物AVS含量与间隙水中SO^(2-)_(4)浓度、沉积物烧失量(LOI)含量呈显著正相关,与沉积物间隙水中NO^(-)_(3)浓度和沉积物pH呈现显著负相关。间隙水中SO^(2-)_(4)浓度和沉积物LOI含量是控制AVS产量的重要因素。水库沉积物中ΣSEM变化范围为0.52~2.75μmol/g,呈现出东支流库区>坝前深水区>西支流库区的分布规律。水库沉积物中ΣSEM/AVS和ΣSEM-AVS的变化范围分别为0.06~22.73和-49.18~2.44μmol/g,显示出水库坝前深水区表层0~10 cm沉积物不具有生态风险,而东、西支流库区沉积物中的SEM因为不能完全被AVS所固定而存在潜在生态风险。就单一重金属而言,汤河水库坝前深水区和东西支流中部区域沉积物Ni、Cu、Pb和Zn含量均介于临界效应含量(threshold effects level,TEL)值和可能效应含量(probable effect level,PEL)值之间,可产生低级风险毒性效应,但Ni的毒性效应风险接近中级,今后应予以重点关注。富硫型水库沉积物中容易出现高含量AVS,沉积物间隙水中SO^(2-)_(4)和NO^(-)_(3)的浓度是决定沉积物AVS净产量的重要因素。流域内重金属土壤背景值以及工业、采矿产业排放的废水类型直接影响着诱发生态风险的重金属种类。

富硫前驱体溶液对CuPbSbS_(3)太阳能电池光伏性能的影响研究

CuPbSbS_(3)半导体材料因具有吸收系数高、禁带宽度适中等光电特性,在太阳能电池中具有广阔应用前景。本文采用丁基二硫代氨基甲酸(BDCA)溶液法,在管式炉退火过程中沉积CuPbSbS_(3)薄膜。通过调节BDCA溶液中二硫化碳的比例,实现CuPbSbS_(3)薄膜的可控沉积。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试技术表征CuPbSbS_(3)薄膜的形貌和晶体结构,结果表明当乙醇、正丁胺、二硫化碳体积比为7.4∶9.6∶6时,所沉积的CuPbSbS_(3)薄膜结晶形态较好。此外,构建结构为FTO/SnO_(2)/CuPbSbS_(3)/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳能电池,测试其莫特-肖特基曲线、奈奎斯特阻抗谱、暗电流密度-电压曲线以及对称器件在暗态下的电流-电压曲线,进一步研究CuPbSbS_(3)太阳能电池的界面电荷传输动力学。电学测试结果表明,所沉积的CuPbSbS_(3)薄膜内部的缺陷复合中心密度与电荷传输电阻降低,光生载流子的非辐射复合减少,载流子输运性能提高。相应的CuPbSbS_(3)太阳能电池实现了0.81%的光电转换效率,短路电流密度为9.08 mA·cm^(-2),开路电压达到了250 mV。研究成果为高质量CuPbSbS_(3)薄膜沉积提供了实验基础。

富硫气管道净化排水装置改造

介绍了烧结生产过程中产生大量烟气,烟气通过脱硫脱硝工序中吸附塔内的活性炭吸附,活性炭在解析塔里进行解析,产生富含SO_(2)的混合气体,混合气体通过管道和风机输送至制酸系统,在混合气体输送过程,烟气温度下降,输送富硫气在管道内产生冷凝水。管道内冷凝水会与富硫气中SO_(2)和SO3形成稀酸,加剧富硫气管道与冷凝水外排系统腐蚀,降低设备使用寿命,产生漏酸漏气等安全事故,影响正常生产过程,所以管道内冷凝水需要定期外排。通过实施改造方案,解决生产过程中存在的问题,该方案结构简单、使用方便,利用大气环境与富硫气管道内压差,实现了无动力排水,且在正常生产过程中排水一直在自动持续进行,极大程度减少稀酸带来的危害,避免人工定期排水存在的劳动强度大、工作环境差及安全健康隐患,大大提高了排水的效率和效果。

锂离子电池富硫聚合物正极材料的研究进展

综述了锂离子电池富硫聚合物正极材料的研究进展。侧重介绍了利用单质硫对聚合物进行加热硫化,制备具有电化学活性的导电高分子锂离子电池正极材料的方法。所制备的材料具有较高的比容量(超过600 mAh/g),且循环性能优良。聚合物硫化是制备低成本锂离子电池有机正极材料的有效方法。

用富硫尾矿制取砌筑材料的实验研究

运用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等微观测试手段 ,进行了高炉矿渣在与富硫尾矿共存的试样中水化反应情况的考察 ,以及试样机械强度等宏观性质的检测 ,为制取砌筑材料确定出了激发剂种类、养护时间、最佳配方和生产工艺条件。最后制得了含富硫尾矿砂 87% ,抗压强度大于 5 8MPa的砌筑材料。

富硫尾矿对矿渣水化反应生成钙矾石的影响

用红外光谱、X射线衍射和扫描电子显微等现代微观微区测试手段 ,对高炉矿渣及含硫高的矿山尾矿砂混合体系的水化反应过程进行检测和分析 ,了解这一过程中新、旧物相的变化情况 ,通过对主要新生相钙矾石的生长和生成量的检测 ,选出理想的激发剂和合适的养护时间 ,从而给出以高炉矿渣作粘合剂 ,以富硫尾矿砂作骨料研制新型建筑材料的具体工艺条件。

钼铜铅锌硫化矿脱铅富硫新工艺

高铅低硫的钼铜铅锌硫化矿矿石产出的混合精矿 ,通过在线控制氧化电位浸出脱铅富硫 ,解决了该精矿综合利用过程中焙烧工序因铅含量高易结块、硫含量低不宜制酸而空排放对环境的污染问题 ,为该类硫化矿的合理利用提供了依据。

富硫泥灰岩油气生成特征模拟研究

利用泥灰岩加水热模拟实验探讨了泥灰岩的油气形成过程。研究结果表明 ,泥灰岩通常在还原性很强的沉积环境中形成 ,有机质丰度高 ,类型好 ,富含硫元素 ,生烃潜力很大 ,同时具有一定的低熟油生成能力。而台地相碳酸盐岩的有机质丰度太低 ,生烃潜力很小 ,很难形成有效生油岩 ,若其中含有泥灰岩或灰质泥岩 ,则可能成为好的生油岩。泥灰岩在主要生烃阶段以生油为主 ,并且有机质的生油量很大 ,而生气量较少 ,只有在较高的演化阶段才对气的生成有利。富硫泥灰岩生成的原油中饱和烃含量较高 。

用Ni_2B还原法研究富硫原油沥青质中的含硫结构单元

采用新型的脱硫试剂 (Ni2 B)对富硫原油沥青质中含硫结构单元的研究结果表明 ,沥青质脱硫产物以饱和烃为主 ,包括丰富的正构烷烃系列和环状生标系列。沥青质脱硫产物类似于原油饱和烃的分布。通过计算得到了沥青质脱硫饱和烃及其环状生标的参数 ,这些参数与原油饱和烃的相应参数比较接近 ,这表明沥青质中的含硫结构单元可能是原油饱和烃的先质。

电子探针技术研究大别造山带富硫独居石地球化学特征及稀土矿化成因

独居石是常见的赋稀土矿物,也是许多稀土矿床中重要的矿石矿物,而含硫独居石却相对罕见,只在为数不多的一些碳酸岩、金伯利岩、变质岩中被发现。本文在大别造山带蕲春县白羊沟地区发现的富稀土矿样品中,利用偏光显微镜镜下鉴定、电子探针定性和定量分析相结合的技术手段测定富硫独居石中的硫、稀土元素等主要化学成分的含量,研究其地球化学特征以及成因。结果表明:研究区稀土矿化角闪片岩中的富硫独居石大多呈胶状、团块状,部分呈现板状、柱状自形晶体,且呈粒状集合体状,和磷灰石之间存在相互交生、包含、半包含的空间关系,或呈网脉状交代切割磷灰石,岩相学表明富硫独居石与磷灰石之间存在着类似热液蚀变的交代关系。富稀土矿样品中富硫独居石SO_(3)含量最高达14.57%,平均含量为10.54%,是目前国内外已知的硫含量最高的独居石,同时测得富硫独居石CaO含量较高,NdO含量偏低,与花岗岩成因的独居石和热液交代的不含硫独居石成分差异较大,地球化学显示S^(6+)与P^(5+)呈负相关性以及(Sr,Ca)^(2+)、S^(6+)与REE^(3+)、P^(5+)呈负相关性,并可以用“硬石膏耦合”置换反应来解释其独居石含S的原因,即(Sr,Ca)^(2+)+S^(6+)REE^(3+)+P^(5+),也就意味着白羊沟地区存在着与稀土矿化相关的热液活动,结合白羊沟地区的地质背景推断其热液来源可能与白垩世以来该地区经历了强烈的岩石圈伸展运动和岩浆活动晚期热液有关。研究结果为白羊沟地区的稀土多金属矿化成因研究提供了新线索。

富硫相硫化铜对冶炼烟气中单质汞的选择性捕获

针对高硫冶炼烟气中气态单质汞(Hg^(0))脱除难的问题,本研究采用不同方法制备了一系列的硫化铜吸附剂样品,并考察制备工艺、烟气成分、温度等因素对吸附剂从模拟冶炼烟气中脱除Hg^(0)性能的影响。采用SEM-EDS、XPS、XRD、Raman等分析表征方法对硫化铜吸附剂进行表征,并对CuS_(x)吸附剂的脱汞性能进行评价。结果表明:制备的吸附剂均为富硫相硫化铜(CuS_(x)),且一步水热法制备的硫化铜中S/Cu摩尔比(x)最高,x值可达1.34。CuS_(1.34)具有最佳的Hg^(0)吸附性能,其适用温度为75~150℃,且烟气中的O_(2)、SO_(2)和HCl有较强抗性,突破阈值为25%时吸附容量可达5.237 mg/g。利于Raman和XPS表征确定了短链硫(S_(2)^(2-))是CuS_(1.34)吸附剂脱汞的主要活性位点,S_(2)^(2-)与Hg^(0)发生化学吸附形成稳定的HgS吸附产物,且吸附剂中S/Cu摩尔比增加有利于提高S_(2)^(2-)的比例,进而提高了CuS_(x)吸附脱除Hg^(0)的性能。

富硫双金属氧化物制备及其对水体铅的去除

以含硫有机物十二烷基硫酸钠(SDS)为软模板剂,成功合成了富硫层状双金属氧化物(S-LDO)。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对S-LDO的结构和形貌进行表征。通过吸附实验研究了S-LDO对Pb^(2+)的去除性能及机制。结果表明在25℃下,当吸附剂的投加量为1.00 g·L^(-1)时,S-LDO对Pb^(2+)的去除效果最佳;吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大吸附量为653.59 mg·g^(-1)。此外,结合FT-IR和SEM分析可知S-LDO对Pb^(2+)的去除机制主要为沉淀作用。

Monterey富硫干酪根早期生油的特征

本文论述了加利福尼亚中新统Monterey组有机硫在富硫干酪根生成沥青和石油的早期阶段所起的重要作用.Monterey干酪根通常富含化学键合硫(8%～14%重量百分比),这些键合硫似乎是造成早期低温富硫重油生成的原因.这是因为碳-硫键断裂所需能量低于碳-碳键断裂所需要的能量之故.用水合热解法模拟了含磷质的Monterey页岩中的富硫Ⅱ型干酪根的天然生油过程.在不同温度下,干酪根、沥青以及生成石油中硫的含量和分布表明.(1)最初的沥青和石油的生成直接与弱硫键的断裂有关,(2)大部分排出的石油是由沥青分解而成,不是直接由干酪根生成的.最后,将水合热解的结果与其它Ⅱ型干酪根加以比较得出,沥青生成高峰期的温度与干酪根中杂原子(主要是硫)含量呈负相关关系.低温沥青生成是一个重要概念,因为富硫干酪根可在热成熟度显著低于常用值时生成可采原油.此外,在热成熟度、硫含量和石油的其它性质,如API(美国石油学会标准)比重等之间建立起关系,可用来确定石油勘探远景.

低温甲醇洗系统富硫甲醇中氨含量测定方法探究

低温甲醇洗系统富硫甲醇中含有大量硫化物,且氨含量也比较高,用常规的方法如酸碱滴定法、纳氏试剂比色法测定其氨含量,测定结果准确度不高,分析操作不便,耗时长,且安全隐患不小。为此,神华新疆化工有限公司探索建立一种凯氏定氮-自动电位滴定法测定富硫甲醇中氨含量的方法。详细介绍凯氏定氮-自动电位滴定法所需器材、仪器与设备、操作步骤及操作中的注意事项,并对本测定方法进行回收率试验与精密度试验。实际应用情况表明,采用凯氏定氮-自动电位滴定法测定富硫甲醇中的氨含量,方便、快捷、安全,分析结果准确度和精密度高,完全能满足低温甲醇洗系统的生产控制要求。

四硫富瓦烯分子结基于连接位点热-电输运性能理论调控研究

热电材料的研究对于再利用工业废热、生产清洁能源具有很大的意义.本文以锯齿状石墨烯纳米带(zGNR)做为电极,以不同连接位点的四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene,TTF)分子做为中心散射分子,构建了中心连接TTF分子结器件和边缘连接TTF分子结器件两种热电器件.采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了它们的热-电输运性质.结果表明,连接位点的不同对TTF分子器件热电性能具有显著影响.基于锯齿状石墨烯纳米带独特的边缘结构,导致边缘连接TTF分子结器件电输运性质高于中心连接分子结器件;与此同时,边缘悬挂氢键局域共振效应使得边缘连接TTF分子结热输运性能略小于中心连接TTF分子器件.边缘连接TTF分子结器件获取优异热电优值(ZT=0.457),为中心连接TTF分子结器件的3.4倍(ZT=0.135).

碱式硫酸铝脱硫富液负压解吸反应动力学

为了强化碱式硫酸铝脱硫富液解吸性能,首先搭建了负压解吸实验系统,然后借助动力学工具建立了负压60 kPa解吸动力学方程,进一步对比常压解吸研究了负压强化解吸的微观机制与宏观性能。结果表明:最大瞬时解吸速率均出现在解吸反应初始时刻。解吸反应速率r与[SO_(3)^(2-)]^(1.36±0.07)、[H^(+)]^(0.61±0.02)成正比,活化能E_(a)为(22.78±0.12)kJ/mol,指前因子A为(12 332.58±0.36)L^(0.97)/(mol^(0.97)·min)。反应速率常数k是解吸反应速率的主要影响因素,60 kPa负压解吸的E_(a)和A分别是常压解吸的0.55倍和0.01倍。负压有效地增强了同温度下常压解吸的宏观解吸性能。负压相对常压解吸不同温度下的解吸率提升程度在50 min出现最大值,分别为25.06%、28.44%、21.78%;解吸终点解吸速率提升程度维持在(3.36±0.18)×10^(-4)mol/(L·min)。研究结果为碱式硫酸铝解吸法脱硫的应用提供可靠的理论支撑。

四硫富瓦烯(TTF)衍生物的配位组装

四硫富瓦烯(tetrathiafulvalene,TTF)衍生物和二硫纶(dithiolene)化合物等有机富硫分子作为有机光电磁的功能化合物,一直受到了人们的重视。近年来一类融合了TTF和二硫纶结构的扩展TTF衍生物引起人们很大的兴趣。这类八硫共轭体系具有较好的电子授受特性,展示出潜在的应用价值。有目的地利用它们与金属离子间较强的配位能力对这些化合物进行晶体或分子设计已成为配位化学在富硫有机配合物研究中的一个热点。本文重点介绍这方面研究的最新进展。主要包括以卤化亚铜基本骨架为基础的四烷基硫取代四硫富瓦烯(犤(RS)2TTF(SR)2犦)的配位组装;二烷基硫取代的TTF融合二硫纶离子(犤(RS)2TTF(S)2犦2-)和TTF融合双二硫纶离子(犤(S)2TTF(S)2犦4-)金属配位衍生物的分子设计和空间构筑。通过配位修饰或组装,这类TTF金属衍生物显示了多变的结构,有的已发现具有较好的物理性质。

基于四硫富瓦烯衍生物配体的配位聚合物研究进展

在过去的十五年中,基于四硫富瓦烯衍生物配体(如羧酸基、氨基或吡啶基)可灵活地与金属离子或者簇通过配位组装构建出具有多种拓扑结构和不同性质的配位聚合物而得到快速发展,其优异的结构可设计性使其广泛应用于多种研究领域。尤其是该类配体中的四硫富瓦烯(TTF)片段具有强的给电子能力、良好的氧化还原活性。特别是,在TTF核心的五元环外端的C=C位置引入取代基后,可以改变其电子状态,使其成为具有导电性、气体吸附性、光电和磁性等功能的配位聚合物材料。本文将依据配位功能团类型的不同进行分类,从该类配位聚合物的配体种类、金属中心种类及配位构型与配位数、材料合成、结构及应用等方面对近些年来该领域的重要研究进展进行综述,并对其未来发展的挑战和机遇进行展望。

四硫富瓦烯及其衍生物在分子开关领域的研究进展

四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物由于具有特殊的结构和性质,在分子开关、分子传感器、光信息存储和非线性光学等领域显示出诱人的应用前景.综述了近几年TTF及其衍生物在分子开关领域的最新研究进展.