纯镍渗硼在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

采用固体粉末包装法在950℃渗硼5h,在纯镍表面制备了厚度约50μm致密连续的渗硼涂层。采用浸没法研究了纯镍及纯镍渗硼涂层在750℃空气及熔融LiCl-10Li2O(Li2O质量分数为10%)中的腐蚀行为。渗硼涂层试样的腐蚀失重为8.4mg·cm-2,只有原始纯镍试样的1/4。渗硼涂层明显改善了纯镍在熔融LiCl-Li2O中的耐腐蚀性能,这归因于渗硼涂层中的硼元素在熔融LiCl-Li2O中的优先腐蚀抑制了镍的加速腐蚀。

纯Cr在750℃熔融LiCl-Li_2O中腐蚀行为

利用锂化还原处理技术处理乏燃料时,形成的L iC l-L i2O混合熔盐将使反应容器和传送装置材料发生强烈的腐蚀.采用浸没法腐蚀实验研究了纯C r在750℃下,不同浓度熔融L iC l-L i2O中的腐蚀行为.实验结果表明,随着L i2O浓度的增加,纯C r在750℃熔融L iC l-L i2O中的腐蚀产物发生了由L iC rO2向L i2C rO4的转变,这与热力学计算得到的相稳定图一致.腐蚀减重随L i2O浓度的升高而增大.

FeAl金属间化合物在熔融LiCl和LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

采用还原处理技术处理乏燃料,形成的LiO2质量分数高达3%以上,这易使反应容器及传送熔盐的装置腐蚀加快。以浸没法研究了FeAl金属间化合物在750℃熔融LiCl和LiCl-Li2O中的腐蚀行为。FeAl在熔融LiCl-Li2O中的腐蚀比熔融LiCl中的腐蚀快。FeAl合金在750℃熔融LiCl和LiCl-Li2O中表现出相同的腐蚀趋势:腐蚀初期出现快速腐蚀现象,后期由于受扩散机制的控制,腐蚀速度变得很慢,因而腐蚀动力学曲线呈抛物线形状。

纯铁在750℃熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为

利用锂化还原技术处理乏燃料时,形成了LiCl-Li2O混合熔盐,这将造成反应容器和传送装置材料的加速腐蚀.为了解此类腐蚀的腐蚀机理,采用浸没法腐蚀实验研究了纯铁在750℃不同含量熔融LiCl-Li2O中的腐蚀行为.腐蚀产物的相结构采用X射线衍射(XRD)分析,用电子探针(EPMA)观察截面形貌和分析腐蚀产物的元素分布.实验结果表明,随着Li2O含量的增加,纯铁在750℃熔融LiCl-Li2O中的腐蚀产物发生了由LiFe5O8向LiFeO2的转变,这与热力学计算得到的相稳定图一致,同时腐蚀减重随Li2O含量的升高而增大.Li2O含量是影响纯铁在熔融LiCl-Li2O中腐蚀行为的决定性因素.

LiCl-Li_2O-LiF熔盐体系电导率的研究

对Li Cl-Li_2O-Li F熔盐体系的20组样品进行电导率的测定。测定结果表明:混合熔盐体系的电导率随温度升高而增大;利用最小二乘法对数据进行拟合,得到各组成的电导率与温度的一元二次方程式。最终得出结论:在一定范围内,添加Li_2O使熔盐的电导率减小,添加Li F使熔盐的电导率增大且降低该熔盐的初晶温度。

TiAl-5Nb在熔融LiCl-Li_2O中的热腐蚀行为

采用浸没法研究了TiAl 5Nb金属间化合物在熔融LiCl- Li2 O中的热腐蚀行为。TiAl- 5Nb在75 0℃熔融LiCl- Li2 O中的抗腐蚀性能优于SS310不锈钢。TiAl- 5Nb在腐蚀初期出现了较快的腐蚀,而后其腐蚀速率减慢并趋于平缓。TiAl -5Nb经熔融LiCl -Li2 O腐蚀后,形成了双层结构的腐蚀膜:外层较厚由γLiAlO2 晶粒构成,内层较薄由Ti的氧化物(Li2 -TiO3 ,TiO2 )构成。γLiAlO2 的快速生长导致了TiAl 5Nb腐蚀初期的快速腐蚀,而腐蚀后期较慢的腐蚀速率归因于Ti的氧化物构成的内层具有较好的保护性。

Ti_3Al金属间化合物在熔融LiCl-Li_2O中的热腐蚀行为

采用浸没法研究了Ti_3Al金属间化合物在750℃熔融LiCl-3%Li_2O中的热腐蚀行为。结果表明：Ti_3Al的耐腐蚀性能优于SS310不锈钢。Ti_3Al在腐蚀初期出现了较快的腐蚀,而后腐蚀速率减慢并趋于平缓。Ti_3Al经腐蚀后,形成了双层结构的腐蚀膜,外层较厚,由铝的氧化物(LiAlO_2,Al_2O_3)构成；内层较薄,由钛的氧化物(Li_2 TiO_3,TiO_2)构成。铝的选择氧化导致了Ti_3Al腐蚀初期快速腐蚀,而腐蚀后期腐蚀速率较慢是由于钛的氧化物构成的内层具有较好的保护性。

NiAl基多相金属间化合物在LiCl-Li_2O熔盐中的腐蚀行为

利用浸没法腐蚀实验研究了NiAl 2 8Cr 5 8Mo 0 2Hf和Ni 2 5Al 15Cr合金在 75 0℃下 ,LiCl 10wt%Li2 O熔盐中的腐蚀行为。实验结果表明 :NiAl 2 8Cr 5 8Mo 0 2Hf和Ni 2 5Al 15Cr两种合金在 75 0℃ ,LiCl 10wt%Li2 O熔盐中的腐蚀产物都为LiCrO2 、LiAlO2 ,NiAl 2 8Cr 5 8Mo 0 2Hf合金的耐蚀性能优于Ni 2 5Al 15Cr合金 ,主要是由于NiAl 2 8Cr 5 8Mo 0 2Hf合金两相里的NiAl(β)相的腐蚀滞后于Cr(Mo)相的腐蚀。在此种熔盐腐蚀环境下 ,两种合金形成的腐蚀层都是非保持性的 。

三种不锈钢在700℃熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为研究

采用失重法,并结合物相分析技术研究了B2205、B409及B439不锈钢在700℃熔融LiCl-5 mass%Li_2O中的腐蚀行为.结果表明,三种不锈钢均遭受严重腐蚀,且其腐蚀失重近似遵循线性规律.不锈钢的腐蚀速率随其Cr含量的增加而减小.不锈钢的快速腐蚀与循环的氯化-氧化反应有关.同时,Li也能快速内扩散形成相应的含锂化物.

丛枝菌根真菌对褐土玉米氮素吸收和土壤N_(2)O排放的影响

探究不同氮肥水平下丛枝菌根(AM)真菌对褐土玉米土壤N_(2)O排放和氮转化功能基因的影响,为阐明AM真菌在褐土N_(2)O排放中的作用和效应提供理论依据。设置氮肥用量(NⅠ:105 mg/kg;NⅡ:210 mg/kg)、AM真菌(M0:不接种AM真菌;M1:接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices);M2:接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae);M3:接种Rhizophagus intraradices+Funneliformis mosseae等比例混合)双因素盆栽试验。测定植株地上部全氮含量、土壤铵态氮、硝态氮含量和N_(2)O排放量,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)法分析土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)和反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)的丰度。结果表明,两种施氮水平下,接种AM真菌均可显著降低土壤N_(2)O排放通量和累积排放量,不同AM真菌处理下N_(2)O累积排放量表现为:M0>M2>M1>M3。相同AM真菌处理的土壤N_(2)O排放通量和累积排放量在NⅡ施氮水平高于NⅠ施氮水平;相同AM真菌处理的玉米菌根侵染率在NⅡ施氮水平低于NⅠ施氮水平。与M0相比,NⅠ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低24.5%、20.8%和45.3%,硝态氮含量分别降低19.7%、14.9%和30.2%,植株地上部全氮含量分别增加16.3%、35.2%和59.6%;与M0相比,NⅡ条件下M1、M2和M3处理土壤铵态氮含量分别降低20.9%、24.8%和40.0%,硝态氮含量分别降低36.3%、25.6%和45.2%,植株地上部全氮含量分别增加33.2%、43.9%和95.4%。两种施氮水平下,AM真菌可显著降低土壤硝化功能基因(amoA-AOA和amoA-AOB)丰度,增加反硝化功能基因(nirS、nirK和nosZ)丰度。AM真菌与N_(2)O排放通量呈极显著负相关。本盆栽试验条件下,接种AM真菌均可增强两种氮肥用量玉米植株氮素吸收能力,调节硝化、反硝化相关功能基因的丰度,减少土壤N_(2)O气体的排放,且两种AM真菌混合处理的N_(2)O减排效应强于单一AM真菌接种。

生物炭及其老化对农田NH_(3)挥发及N_(2)O排放的影响

生物炭具有减缓农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的重要潜力,但在施入环境后常常存在“老化”现象,这为其缓解全球变暖的长期有效性带来了不确定性。为了探明生物炭的长期效应,人工加速模拟了自然界中水分、温度、氧气、土壤矿物质及微生物多种老化因素,结合多元表征手段对比不同老化方式对生物炭性质的影响,利用主成分分析法建立新的生物炭性质综合指标来反映老化强度。再通过大田控制试验,采用原位通气法和静态箱-气相色谱法监测夏玉米生长周期内老化前后生物炭施用对农田NH_(3)挥发和N_(2)O排放的影响,为生物炭的可持续应用提供科学依据。结果表明,老化过程增加了原生物炭(BC)的氧含量、比表面积(SBET)、总孔容(Vt)及含氧官能团数量,降低了灰分、碱性、碳含量、平均孔径及其芳香性,各老化作用强度排序为:氧化老化生物炭(OBC)>矿化老化生物炭(KBC)>微生物老化生物炭(MBC)>干湿循环老化生物炭(WBC)>冻融循环老化生物炭(FBC)>BC。生物炭的添加减少了13.57%-29.50%的NH_(3)挥发量。与BC相比,OBC和KBC分别显著降低了14.71%和9.38%的NH_(3)挥发(P<0.05),MBC降低了3.38%的NH_(3)挥发(P>0.05)。相反,WBC和FBC分别增加了4.55%和2.72%的NH_(3)挥发(P>0.05)。同时,生物炭的添加降低了22.36%-40.43%的N_(2)O排放量。其中,BC减排效果最优,老化作用均削弱了原生物炭对N_(2)O的减排效应。与BC相比,OBC和KBC显著增加了30.34%和26.36%的N_(2)O排放量(P<0.05),MBC、FBC和WBC分别增加了19.96%、18.29%和10.92%的N_(2)O排放量(P>0.05)。综上,不同老化方式会对生物炭的理化性质造成不同改变,进而影响土壤气态氮释放。通过对比不同的老化方式,OBC影响最为显著,其次为KBC,MBC居中,WBC和FBC的影响最弱。

Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)的构建及光催化降解性能

通过水热法制备出一系列Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)新型光催化剂。采用扫描电子显微镜、粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了催化剂的形貌、结构性质和光电化学性质,并以四环素(TC)为降解目标污染物,进一步探究了其催化效率。实验结果表明,Cu_(2)O的加入提高了复合催化剂的光催化性能,其中20%Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂(Cu_(2)O和Bi_(2)MoO_(6)的质量比为20%)降解效果最好,100 min内可降解95%的TC。Cu_(2)O与Bi_(2)MoO_(6)之间的协同作用使其可以吸收更多的可见光,所构建的Z型异质结改变了电子转移途径,提高了电子与空穴的分离效率,光催化活性显著提高。通过自由基捕获实验和能带结构,分析了Z型异质结Cu_(2)O/Bi_(2)MoO_(6)复合催化剂光催化降解TC可能的机理。

Na_(2)O对锂铝硅微晶玻璃析晶及性能的影响

采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但Na_(2)O的引入促使微晶玻璃中析出Li_(2)Si_(2)O_(5)新相,并且随着Na_(2)O引入量的增加,Li_(2)Si_(2)O_(5)转变为主晶相。由于晶体尺寸均为纳米级,主晶相的转变对透过率影响较小,微晶玻璃的可见光透过率均高于85%。主晶相的转变有效增强了微晶玻璃的机械性能,其弯曲强度由300 MPa提升至331 MPa。Na_(2)O的引入有效增强了Na-K交换,Na_(2)O含量为4%(质量分数)的Li 2O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃在410℃的KNO_(3)熔盐中交换6 h后,维氏硬度由7.108 GPa提升至7.403 GPa,弯曲强度由331 MPa提升至470 MPa。

环戊酮对农田土壤N_(2)O排放的影响及作用机理研究

旨在明确新型植物源抑制剂环戊酮(CCO)在不同土壤条件下对氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响及作用机理。以江西红壤和甘肃漠灌土为研究对象,试验共设3个处理:(1)空白对照(CK);(2)尿素处理(U);(3)CCO处理(U+CCO)。研究发现,施用CCO与单施尿素相比能够延长红壤和漠灌土中铵态氮在土壤中的留存时间,降低土壤硝化作用潜势;与尿素处理相比,CCO处理的N_(2)O累积排放量分别减少74.12%(红壤)和63.19%(漠灌土);荧光定量PCR结果表明,施用尿素能够增加土壤中氨氧化微生物的活性,配施CCO对氨氧化细菌的抑制效果在漠灌土中(85.81%)优于红壤(19.63%),而对氨氧化古菌无明显抑制作用;氮素输入同样能提高反硝化功能基因nirK与nirS的活性,且CCO对两种土壤中nirK与nirS基因均具有显著抑制作用;在不同土壤中,施用CCO抑制反硝化功能基因nirK与nirS活性的持续时间不同,在红壤上对反硝化功能基因nirK与nirS的抑制效果出现在培养的第7 d,而漠灌土出现在第25 d。新型植物源抑制剂CCO主要通过抑制氨氧化细菌和反硝化功能基因nirK与nirS来延缓硝化和反硝化过程,从而减少N_(2)O的排放。

LiCl-Li_2B_4O_7-H_2O体系在298·15 K下热力学性质的等压研究

用等压法研究了298.15 K下L iC l-L i2B4O7-H2O体系在不同L iB4O7质量摩尔浓度时的等压平衡浓度,水活度;计算了L iC l和L i2B4O7混合盐溶液的渗透系数等热力学性质.用298.15 K下的实验数据对P itzer离子相互作用模型进行了参数化研究,拟合求取了298.15 K下P itzer离子相互作用参数,用获得的参数计算了L iC l和L i2B4O7在L iC l-L i2B4O7-H2O体系中的活度系数.P itzer模型计算的渗透系数值与实验结果一致.

NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能研究

采用球磨、微波焙烧方法制备了不同质量分数NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿NH_(3)-SCR脱硝催化剂。通过BET、SEM-EDS、XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR分析了催化剂脱硝活性及SO_(2)/H_(2)O耐受性能。结果表明:NH_(3)SO_(3)改性使催化剂脱硝活性得到了显著提高,10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂在300~350℃脱硝活性可达90%左右。SO_(2)/H_(2)O共同作用可将10%NH_(3)SO_(3)改性催化剂脱硝活性提高至97%,其促进作用保持了良好的稳定性,且具有可逆性。NH_(3)SO_(3)改性稀土尾矿后,催化剂比表面积、酸性位点及强度增加,表面活性物质分散度更高,弱化了尾矿矿物晶型,提高了催化剂吸附能力和氧化还原能力,从而提高催化脱硝活性,同时具备优良的SO_(2)/H_(2)O耐受性。

Ag_(2)O/TiO_(2)催化剂可见光催化脱硝性能

通过水热法制备锐钛矿TiO_(2)并与Ag_(2)O复合构建催化剂.利用BET,XRD,XPS等表征分析催化剂,并以NO为处理对象,探究反应条件对催化剂脱硝效率影响.结果表明,可见光下,当反应体系中NO浓度为23.6mg/m^(3)且氨气与氮气摩尔比为1:1时,Ag_(2)O/TiO_(2)(10%)的脱硝效率最佳达92.00%.进一步探究发现,改变反应体系中烟气湿度,脱硝效率基本不变.且同时存在CO_(2),SO_(2),NO等气体时,其脱硝效率可保持71.43%.表征结果显示与Ag_(2)O复合后比表面积增大,禁带宽度降低,PL谱峰强度降低,光电流密度提升.反应后的催化剂出现硝基非对称伸缩振动峰,因此推测,在反应进程中·O_(2)^(-),·OH,·O自由基作为氧化剂先将NO氧化为NO_(2),再进一步氧化为NO_(3)^(-),实现NO_(x)的脱除.当NH_(3)与NO_(2)的同时存在时,进一步将未完全反应的NO还原为N_(2),促进污染气体的转化,进一步提升脱硝效率.

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

改良型A^(2)O-MBR工艺处理低碳氮比污水的实验研究

为强化A^(2)O-MBR工艺脱氮除磷效果,对国家管网集团某场站点生活污水进行实验研究,进行工艺工况调整和条件优化。分析碳氮比、回流比、水力停留时间对出水水质的影响。实验结果表明,在碳氮比为6~7,膜池直接回流到缺氧池条件下,改良型A^(2)O-MBR工艺的最终COD出水为13.54 mg/L,TN和TP的平均去除率达到了80.26%和80.13%,出水水质完全满足地表水环境质量标准(GB 3838—2002)地表准Ⅳ类水的要求。实验表明,该工艺在脱氮除磷方面有显著效果,在降解污染和整体达标排放方面发挥着重要的作用,且能为厂站小型生活污水处理站提标改造的技术参数选择提供参考。

衰竭底水气藏注CO_(2)提高天然气采收率与碳封存机理

气藏注CO_(2)提高天然气采收率并实现碳封存有望成为大幅度提高天然气产量与碳减排协同的潜在关键技术。为了给底水气藏注CO_(2)高效开发提供指导,针对地层水盐度对CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡影响、气藏注气过程中压力变化对CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡影响、注采方案对注CO_(2)提高气藏采收率影响、盐度对注CO_(2)提产及封存影响等目前认识不清的问题开展了CO_(2)-CH_(4)-H_(2)O-NaCl体系相平衡规律及注CO_(2)提采与封存数值模拟研究。研究结果表明:①随着盐度增加,CO_(2)和CH_(4)在盐水中的溶解度降低,液相的密度和黏度增加,盐度对气相性质几乎没有影响;②随着压力增加,CO_(2)和CH_(4)在液相中的溶解度均增加,气相、液相密度和黏度均增加,液相偏差因子随压力增加而增加,气相偏差因子先减小后增加;③同注同采方案CH_(4)产量更稳定且产出的CO_(2)少,而先注后采方案则会加速CO_(2)与CH_(4)的混合,CO_(2)封存量低,前者更适合注CO_(2)提采及封存;④在不考虑盐析效应的前提下,盐度对CH_(4)采收率和CO_(2)封存量的影响几乎可以忽略不计,不同盐度的衰竭底水气藏中CH_(4)采收率均超过80%、CO_(2)封存率均超过99%,短期注CO_(2)过程中,CO_(2)主要以气态或超临界态的形式被封存,少部分CO_(2)溶解在液相中,100年后CO_(2)在液相中的溶解质量分数约为5%。结论认为,衰竭底水气藏注CO_(2)能增压补能、驱替置换残余天然气,提高采收率并实现碳封存。