Al_(2)O_(3)浓度对柔性摩擦辅助电镀Ni-Co复合镀层性能的影响

利用柔性摩擦辅助电沉积在炮钢表面制备n-Al_(2)O_(3)/Ni-Co复合镀层,研究镀液中Al_(2)O_(3)浓度对Ni-Co复合镀层的组织结构和性能影响。结果表明,当Al_(2)O_(3)为5 g·L^(-1)时,镀层平均晶粒尺寸最小(9.6 nm),显微硬度最大(573.28 HV);腐蚀电化学研究表明,此时镀层自腐蚀电位正移至-0.304 V,自腐蚀电流较小(1.313μA·cm^(-2)),耐腐蚀性较好。

GBAVTII探测西安上空夜气辉反演O_(2)(0-1)柱浓度及其波动的研究

探测高层大气的粒子浓度具有重要的科学意义.本文利用安装在中国西安城区(海拔457m, 34.23°N,109.01°E)的自制地基气辉成像干涉仪GBAVTII(Ground-based atmosphere VER&temperature imaging interferometer)对峰值高度在94 km处的867.7 nm O_(2)(0-1)夜气辉长期定点观测,反演得到O_(2)(0-1)的柱浓度,并根据大气温度及O_(2)(0-1)粒子柱浓度的扰动提取得到大气重力波、行星波周期.本文首先阐述了地基GBAVTII探测气辉的原理,并从气辉辐射理论及地基探测模式导出气辉强度表达式,建立地基仪器探测得到的气辉的积分体发射率IER(Integrated Emission Rate)与大气中O_(2)(0-1)柱浓度的关系,然后利用2019年以来的多日观测数据,得到西安地区上空O_(2)(0-1)粒子的柱浓度量级为10~4cm^(-2);经对比发现2020年9月17日GBAVTII探测O_(2)(0-1)柱浓度结果与NRLMSISE-00模型数据的相对误差在0.5%~30%.我们从GBAVTII整夜拍摄气辉成像干涉图中反演出西安上空90~100 km的大气温度和O_(2)(0-1)柱浓度及扰动特征,得到周期在8~10 h左右的潮汐波,去掉潮汐趋势的温度和柱浓度残差序列,利用小波分析提取得到周期为2.3 h的重力波.最后我们利用2022年4月21日—2022年5月6日期间的O_(2)(0-1)柱浓度探测序列得到日平均柱浓度并提取准2日的行星波周期.GBAVTII所探测得到大气波动的周期尺度与其他已有中纬度地区的探测结果相吻合.

体光源模拟标定法测O_(2)(^(1)△)绝对浓度

O2 ( 1Δ)绝对浓度的测量 ,一直是 SOG和 COIL研究中的重要参数之一。体光源模拟标定法测 O2 ( 1Δ)绝对浓度 ,是把发光气体以某一流速引入一已知体积的流动光池中 ,再通过具有低象差失真的光学系统 ,把该体光源成象在探测器的有效表面上。探测器和测量仪器组成的测量系统 ,要经过标准光源和电学标定。本方法可测出 O2 ( 1Δ)绝对浓度及其分压 ,O2 ( 1Δ)产率等参数。其中 O2 ( 1Δ)浓度测量结果的相对误差为 2 0 %。

高地温矿井采空区煤自燃O_(2)浓度场分布研究

针对采用理论分析及实验研究的方法研究高地温对采空区煤自燃的影响难以全面反映采空区煤自燃O_(2)浓度场分布情况的问题,采用Fluent数值模拟软件对高地温矿井采空区及进风侧、回风侧和采空区中段O_(2)浓度场分布规律进行了研究。结果表明:①在通风量相同情况下,温度从24.8℃升高到40℃时,O_(2)随着风流向整个采空区渗入,O_(2)浓度随采空区深度增加而减小;在温度相同情况下,当风量从1800 m^(3)/min增大到2700 m^(3)/min时,采空区漏风范围大幅度提升,采空区O_(2)浓度场变化明显,O_(2)几乎充满整个采空区,并且高浓度O_(2)存在范围增大,此时由于热量积聚导致采空区温度升高,采空区内部遗煤温度也持续增加,煤氧复合作用加快,遗煤自燃的可能性增大。②随着采空区距工作面距离增大,O_(2)浓度减小,进风侧O_(2)浓度大于回风侧O_(2)浓度,表明进风侧煤自燃危险性大于回风侧。③随着采空区深度增加,进风侧与采空区中段O_(2)体积分数持续减小,曲线斜率呈先增大后减小趋势;回风侧O_(2)体积分数随采空区深度增加呈减小趋势;大量高浓度O_(2)存在于采空区150 m之前,整个采空区进风侧与采空区中段煤自燃危险性均大于回风侧。④当温度为40℃、通风量为2700 m^(3)/min时,氧化带最大宽度为131 m,将该最大宽度视为开采最大理论宽度,进一步计算安全推进速度,可为煤矿开采提供理论依据。

极端降水条件下土壤中O_(2)浓度对CO_(2)和N_(2)O浓度变化的调控作用

在干旱和半干旱区,降水是农田土壤温室气体排放的重要驱动因素,但极端降水条件下温室气体(CO_(2)、N_(2)O)浓度、排放特征及其与土壤O_(2)动态变化的关系尚不清楚。针对3种土壤管理措施(不施肥、施氮肥、秸秆还田),模拟极端降水(单次100 mm)条件下,高频率监测3种管理措施土壤O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度及其地表CO_(2)、N_(2)O通量。与对照(单次10 mm)相比,极端降水条件下不施肥、施氮肥、秸秆还田3种处理N_(2)O累积排放量分别增加310%、440%和190%;CO_(2)累积排放量分别增加27%、1%和−11%;地表CO_(2)、N_(2)O通量与土壤CO_(2)、N_(2)O浓度动态变化基本一致,并存在显著正相关关系(P<0.05)。极端降水后土壤中O_(2)浓度呈现先降低后升高的趋势,而CO_(2)、N_(2)O浓度变化则呈相反趋势;土壤中CO_(2)、N_(2)O浓度与O_(2)浓度均呈显著负相关关系(P<0.05);但随着O_(2)浓度的降低,CO_(2)呈生长曲线型增长,而N_(2)O呈指数型增长。极端降水条件下土壤中O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度变化达到峰值的时间较早。极端降水在促进土壤O_(2)浓度消耗的同时,也促进了土壤温室气体的产生与排放。本研究结果为明确雨养区农田土壤温室气体的排放机制提供了理论支撑。

氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N_(2)和N_(2)O产生的影响

反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO_(3)^(-)-N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N_(2))产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O_(2))浓度状况如何影响土壤N_(2)的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5 m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O_(2)浓度和温度状况,设置不同O_(2)浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N_(2)法测定3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7 m和2.0~2.2 m)土壤N_(2)O和N_(2)产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N_(2)和N_(2)O的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0%O_(2))土壤N_(2)产生速率(以N计)为5.3~7.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2m)和0.5~2.3μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N_(2)O产生速率(以N计)为1.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2 m)和<0.2μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧条件下速率的84.0%~99.1%。原位观测的土壤O_(2)浓度>2.5%(0.2 m和0.5 m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N_(2)和N_(2)O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N_(2)O/(N_(2)O+N_(2))值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N_(2)O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N_(2)和N_(2)O产生速率,估算得到玉米生长季(按120d计)剖面0~2.0 m土体的反硝化(N_(2)+N_(2)O)损失量可达219 kg·hm^(-2),表明土壤对其剖面累积的NO_(3)^(-)-N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO_(3)^(-)-N进一步向地下水迁移的风险。

活性炭纤维-涂层RuO_(2)钛电解产H_(2)O_(2)及降解TC研究

通过对比活性炭纤维-涂层RuO_(2)钛板、活性炭纤维-石墨板以及石墨板-涂层RuO_(2)钛板三种不同阴阳极组合体系产H_(2)O_(2)的能力。选取以活性炭纤维为阴极,涂层RuO_(2)钛板为阳极电解产H_(2)O_(2)体系为研究对象,考察了不同pH值、电解质(Na_(2)SO_(4))浓度和电流密度对产H_(2)O_(2)影响。结果表明,当pH=3、Na_(2)SO_(4)浓度为0.05 mol/L和电流密度6.79 mA/cm^(2),电解180 min时,体系产H_(2)O_(2)浓度可达403.04μmol/L。与此同时,以磁性氧化石墨烯(MGO)作为粒子电极,与活性炭纤维-涂层RuO_(2)钛板电解体系构建三维非均相电芬顿系统,在降解水中TC实验结果表明,该体系可对初始浓度为500 mg/LTC实现较好的去除效果,去除率达93.5%。

Nb_(2)O_(5)对Nd^(3+)掺杂锗酸盐玻璃光谱性能的影响

蓝光激光器在彩色激光显示、高密度光储存、海洋资源探测、水下通信以及生物科技等领域具有广泛的应用前景。目前较为成熟的Yb^(3+)掺杂光纤激光器倍频后仅能获得~490 nm蓝绿光,因此如何得到接近450 nm的纯蓝光激光器是目前急需解决的问题。Nd^(3+):^(4)F _(3/2)→^(4)I _(9/2)能级跃迁产生的0.9μm光经倍频后可获得~450 nm光,并可应用于蓝光激光器,但该跃迁产生的光所占荧光分支比较低。本文系统研究了1%(质量分数)Nd_(2)O_( 3)掺杂50GeO_(2)-(20-x)PbO-15BaO-15ZnO-x Nb_(2)O_(5)(x%=0%,2.5%,5%,10%,15%,摩尔分数)玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了相应的Judd-Ofelt强度参数以及增益带宽。研究发现,Nb_(2)O_(5)的加入会使Nd^(3+)在900 nm荧光峰的吸收截面、发射截面、有效线宽和荧光分支比增加。当Nb_(2)O_(5)浓度为10%(摩尔分数)时,Judd-Ofelt强度参数Ω_(2)=5.91×10^(-2)0 cm^(2),光谱质量参数χ=1.01,荧光分支比为42.9%。综上所述,Nb_(2)O_(5)能提高Nd^(3+)0.9μm的荧光分支比,从而倍频获得纯蓝光(450 nm),有利于蓝光激光器的发展及应用。

基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度高灵敏度检测研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是近年发展起来的一种激光光谱气体检测技术,相比于常见的电化学、离子导电陶瓷等技术,其具有选择性强、灵敏度高、响应快、可在线测量、抗背景光谱干扰能力强等优点,适用于复杂环境中气体的长期在线检测。氧气(O_(2))是人类生存环境中的重要气体,O_(2)浓度的检测在生产生活各个领域应用广泛、意义重大。基于此,本文采用TDLAS技术对空气中的O_(2)进行高灵敏度测量。采用输出波长为760 nm的半导体激光器作为光源,直接吸收光谱法获得环境中的氧气浓度为20.56%,最小检测极限为5.53×10^(-3)。在波长调制方法中,优化了激光波长调制深度,得到了完整的二次谐波波形,可用于标定氧气浓度。此系统的信噪比为380.74,最小检测极限约为540×10^(-6)。本文的传感系统具有良好的O_(2)检测能力,可广泛用于各个领域中的O_(2)浓度检测。

煤自燃火区启封条件的商磋

通过煤自然发火全过程实验,对现行《煤矿安全规程》(2022版)第二百七十九条规定的火区熄灭条件进行深入分析,探讨其在实际应用中可能存在的问题,并提出相应的修改建议。实验结论表明,煤着火后,当O_(2)浓度降到5%以下时,煤自燃指标气体浓度快速降低,但仍可维持阴燃状态,恢复供氧后很快会复燃,说明在此条件下测定的指标气体不能准确表征煤自燃状态。因此,认为:《煤矿安全规程》(2022版)第二百七十九条规定的火区熄灭条件,将指标气体的观测限定在“火区内空气中的O_(2)浓度降到5.0%以下”不妥,或者改为“火区内空气达到新鲜空气要求,即O_(2)浓度达到21%”。

富氧燃烧气氛条件下烧成陶瓷的物相结构与性能研究

以K_2O-Al_2O_3-SiO_2系统日用陶瓷为研究对象,主要改变K_2O组分含量及富氧气氛中氧气浓度,采用XRD及SEM等现代测试方法来研究K_2O含量变化、烧成温度及氧气浓度对陶瓷显微结构的影响;通过性能测试(抗折强度、密度)分析陶瓷性能的变化。经过实验和测试,得到了富氧气氛中O_2浓度的增加及组分中K_2O的增加对于陶瓷试样的结构改善、机械强度提高均具有促进作用。与普通空气烧成相比,富氧技术的应用能适当的缩短烧成周期,给陶瓷工业带来一定能源节约。

柠檬酸改性Fenton氧化石油污染土壤的影响因素研究

分别在6个柠檬酸浓度、8个H_2O_2浓度及分次投加H_2O_2条件下对2种石油污染土壤进行了柠檬酸改性Fenton氧化实验.结果表明:柠檬酸浓度过低时,土壤有机物(SOM)易被氧化,过高时会消耗羟基自由基不利于土壤中石油(TPH)的氧化,得出适宜的柠檬酸浓度为15 mM.在该柠檬酸浓度条件下,提高H_2O_2的投加浓度,SOM氧化率基本不变,提高了H_2O_2的利用率.结果表明,土壤油浓度越大,所需投加的H_2O_2浓度越高,对于土壤S1(TPH=26.9 g/kg)和土壤S2(TPH=89.7g/kg)而言,适宜的H_2O_2浓度分别为1100mM和1 700mM.此外,H_2O_2分次投加明显提高了柠檬酸改性Fenton氧化石油污染土壤的效果,对于油浓度大的土壤S2的效果尤为明显,900 mM的H_2O_2分4次投加后,TPH的去除率由一次投加H_2O_2的22%提高到49%(提高了2.2倍),与一次投加1700 mM H_2O_2的氧化效果(51%)相当,表明H_2O_2分次投加后,H_2O_2的投量节约了50%.

500 kA铝电解槽节能降耗技术研究

浅析了铝电解槽能耗降低途径,综合考虑影响铝电解能耗的多种因素,在500 kA铝电解槽上开展了工艺优化试验,通过控制系统参数进准设置,Al_(2)O_(3)浓度、铝水平、分子比、过热度等工艺技术条件优化,使控制系统参数与铝电解槽技术条件高度匹配,实现铝电解槽电流效率提升、平均电压降低、铝液综合交流电耗大幅降低。

UV/Fenton法深度处理含双氯芬酸和锌废水的工艺优化

为研究含药物和重金属复合废水的处理方法,采用UV/Fenton工艺对经过生物处理后的含双氯芬酸(DCF)和Zn^(2+)废水进行处理,通过单因素实验法分析了H_(2)O_(2)浓度、Fe^(2+)浓度和反应时间对废水中COD、DCF和NH_(4)^(+)-N去除效果的影响。结果表明,随着H_(2)O_(2)浓度和Fe^(2+)浓度投加量的升高,COD和DCF的去除率呈先上升后下降的趋势,NH_(4)^(+)-N的去除率则趋于稳定。随着反应时间的增加,COD、DCF和NH_(4)^(+)-N除率均为先上升后趋于平衡。结合成本和效率考虑,得出最佳处理条件为:H_(2)O_(2)的最佳投加量为600 mg/L,Fe^(2+)的最佳投加量为45 mg/L,最佳反应时间应设置为90 min。

降低500kA铝电解槽平均电压技术研究

通过工业试验初步开展了500kA铝电解槽低电压运行技术研究,提出了降低平均电压的技术措施和电解槽稳定运行的保障措施。结果表明:合理降低分子比,增加MgF_(2)含量,控制Al_(2)O_(3)浓度约2%,保持电解质水平20cm以上、保温料厚度25cm以上等条件,能够使电解质压降降低、阳极效应减少以及电解槽热平衡能力提升,有利于电解槽低电压运行。

富氧燃烧中H_(2)O对焦炭还原NO影响的量子化学研究

为明确富氧燃烧氛围中H_(2)O对焦炭异相还原NO的影响,基于密度泛函理论和过渡态理论,选取Zigzag型焦炭模型,对H_(2)O存在下焦炭异相还原NO反应的路径和机理进行了探索。结构优化采用B3LYP-D3/6-31G(d)方法,单点能计算采用B3LYP-D3/def2-TZVP方法。研究表明,从反应路径上,反应气氛中羟基的存在改变了焦炭结构和焦炭表面上原有活性点位的分布,缩短了N_(2)生成的反应过程。从热力学角度来看,无羟基的焦炭还原NO反应决速步的能垒为192.66 kJ/mol;引入羟基之后,决速步的能垒降低至102.46 kJ/mol。动力学分析结果也表明,在600∼1800 K的温度区间里,引入羟基后的焦炭还原NO反应速率常数更大而活化能更小,焦炭结构中羟基的存在促进了NO的异相还原,进而说明H_(2)O对焦炭异相还原NO存在促进作用。