沥青质在高定向热解石墨表面络合机制的分子动力学模拟

沥青质在固体表面的络合机制是解决剩余油开采难题的重要理论基础。为了给聚集抑制剂和表面活性剂的开发提供理论依据,采用分子动力学模拟,系统研究了沥青质在高定向热解石墨表面附着、聚集的特征。通过计算表面吸附过程中沥青质的自由能变化,基于Yen-Mullins模型的定量判据,结合沥青质平均相互作用分子数和分子密度分布,定量分析了沥青质在固-液界面体系与溶液体系中聚集作用的差异。分子动力学模拟分析表明,固体表面会降低沥青质的聚集程度,加快聚集过程中的阶段分化,具体包括4个阶段的界面过程:①沥青质覆盖固体表面并逐渐铺满一层;②固体表面上形成纳米聚集体;③固体表面上纳米聚集体与溶液中的纳米聚集体通过边缘堆叠、T形堆叠形成簇状物;④固体表面的聚集体与溶液中的聚集体通过脂肪侧链接触形成絮凝物。

地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制

Mn(Ⅲ)是锰氧化还原循环中电子传递的中间体,广泛参与陆地和海洋生态系统中的碳、铁和硫的地球化学循环.近年来在厌氧、微氧和有氧水环境中陆续发现了Mn(Ⅲ)有机络合物存在,研究地下水环境中Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体的形成机制与行为特征对于认识锰的地球化学循环及其影响的营养物和污染物的迁移转化机制具有重要意义.通过开展批实验,探讨氧气条件、腐殖质浓度和有机质种类对Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成的影响,并结合FTIR、XRD、XPS、TEM多种手段表征其理化性质与稳定性.研究发现:厌氧或有氧-厌氧环境有利于Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体形成,Mn(Ⅲ)-腐殖质的络合程度随着腐殖质浓度的升高而增强,富里酸更容易与Mn(Ⅲ)络合,但形成的胶体稳定性较Mn(Ⅲ)-胡敏酸胶体差.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体呈无定形形态,腐殖质上的羧基等含氧官能团与Mn(Ⅲ)形成内球络合物,可减缓Mn(Ⅲ)歧化程度.Mn(Ⅲ)-腐殖质胶体具有氧化和吸附能力,对地下水中污染物的迁移转化具有重要的环境意义.

径流雨水中溶解性有机质特征演化及其对典型污染物迁移和生物有效性的影响

地表径流污染已经逐渐成为城市面源污染的重要组成部分。其中溶解性有机质DOM(Dissolved organic matter)是有机污染物的主要组成部分。DOM中因为含有大量不饱和结构、官能团,其中包括羟基、羧基、羰基、胺基等,这些结构容易与径流中重金属结合发生络合反应,改变重金属的赋存形态,从而对其迁移转化及其生物有效性产生很大的影响。本文以北京市地表径流为研究对象,研究城市地表径流在冬、夏季不同功能区不同下垫面中溶解性有机质特征及其与典型重金属的作用机制,通过荧光淬灭滴定实验,研究夏季径流雨水中DOM的不同组分与重金属Cu^2+、Pb^2+、Zn^2+之间的结合机制。研究结果显示PARAFAC将获得的样品都分解成2类6个不同的组分,1种腐殖酸,1种类蛋白;类蛋白物质的荧光强度与Cu^2+、Pb^2+的淬灭率要强于腐殖酸,而Zn^2+则呈现相反趋势;通过使用二维相关同步光谱发现DOM对重金属Cu^2+、Pb^2+、Zn^2+的敏感性呈现递减趋势,二维相关异步光谱发现Cu^2+、Pb^2+会先与位于270—300nm附近类蛋白光谱带反应,Zn^2+则会先与330nm附近的腐殖酸光谱带反应。

络合溶胶-凝胶法制备氧化物弥散强化12Cr钢中氧化物的形成机制

以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,采用EDTA络合溶胶-凝胶法向氩气雾化制备的预合金粉末中添加Y2O3,复合粉通过热等静压致密化,锻造后固溶处理,制得化学成分为Fe-12Cr-2.5W-0.25Ti-0.2V-0.4Y2O3(0.4Y2O3/12Cr,质量分数,%)的氧化物弥散强化(ODS)铁素体钢(12Cr)。采用SEM、FE-SEM、XRD对复合粉末、热等静压态和锻造态Y2O3/12Cr铁素体钢中的氧化物的形成过程和行为进行了分析和表征。结果表明:化学法制备的Y2O3弥散强化0.4Y2O3/12Cr铁素体钢中氧化物的形成机制有络合热分解机制、界面反应机制和再析出机制。通过选择合适的工艺参数和机械分散作用可获得细小均匀的氧化物强化相。