SRB还原SO_(4)^(2-)影响因素的广义灰色关联分析

为探究影响硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)降解污泥还原SO_(4)^(2-)的主要因素,构建广义灰色关联度评价模型,并对变量的重要度进行排序。研究结果表明:在一定条件下,SO_(4)^(2-)还原率随温度及初始pH值的上升呈现先增长后降低的趋势,随氧化还原电位的上升呈现不断降低的趋势;温度,初始pH,氧化还原电位的综合关联度分别为0.690,0.755,0.537,影响SO_(4)^(2-)还原率因素大小顺序为初始pH>温度>氧化还原电位。研究结果可为污泥处理过程中控制硫化氢的释放提供理论支持,并为避免或减少污泥产硫化氢导致的人员伤亡和财产损失提供思路。

部分浸泡再生混凝土Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)复合盐侵蚀耐久性损伤特征与机制

为系统研究与揭示西北地区部分掩埋再生混凝土(RAC)结构耐久性损伤特征与机制,以浓度为20%的复合盐溶液为侵蚀介质,开展了14种掺辅助胶凝材料RAC部分浸泡于复合盐溶液的耐久性试验,综合分析RAC动弹性模量、宏观与微观形貌、侵蚀产物物相组成与相对含量的经时变化规律。部分浸泡RAC沿纵向高度分为饱和区、气-液两相界面区、水分传输区及干燥区。侵蚀初期气-液两相界面区损伤程度高于饱和区;侵蚀中后期饱和区的损伤持平或超过气-液两相界面区,水分传输区损伤初现。饱和区侵蚀状态由初期的化学侵蚀转变为中后期的化学-物理双重侵蚀,气-液两相界面区在侵蚀期间均呈现出化学-物理双重侵蚀。化学侵蚀产物为水镁石、硬石膏/石膏、钙矾石、Friedel盐及碱式氯化镁;物理结晶盐包含氯镁石、白钠镁矾、氯化钠、水合硫酸镁、Na_(2)SO_(4)及芒硝,各侵蚀产物与结晶盐的相对含量均随浸泡时间延长而改变。侵蚀后期,Na_(2)SO_(4)和芒硝相互转化使RAC物理力学性能急速退化。粉煤灰-矿渣复掺RAC抗侵蚀性能整体较好,粉煤灰-硅灰复掺最差,后者在浸泡时间180 d时抗压强度损失率高于60%。矿渣-硅灰-偏高岭土三掺RAC耐久性显著高于粉煤灰-矿渣-偏高岭土三掺,后者在侵蚀180 d时已经溃散。四掺辅助胶凝材料RAC性能衰减速度均匀,但抗侵蚀性能仍处于较低水平,相同浸泡时间下,其耐久性指标均与粉煤灰-矿渣复掺RAC差距较大。

C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次放电后的绝缘性能劣化研究

C_(4)F_(7)N气体由于具有优良的绝缘性能,作为典型的SF_(6)替代气体受到本领域广泛关注。文中针对C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿放电后的性能劣化现象,在针板电极下开展了不同配比条件下C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体的工频电压击穿试验,并利用气相色谱质谱联用仪来检测混合气体多次击穿放电后的分解物。通过研究发现:C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿电压会出现劣化现象,此外,随着C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体击穿次数增多,分解产物六氟乙烷C_(2)F_(6)明显增多,其他几种杂质的含量相对较少,CF_(2)=CFCN、CF_(3)CHFCN、CF_(3)CH(CF_(3))CN的含量也随之增多,与之对应的,C_(4)F_(7)N含量有所降低。

五种吸附剂与C_(4)F_(7)N气体及CF_(3)SO_(2)F气体的相容性试验研究

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)和三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)是两种具有应用前景的SF_(6)替代气体,有必要研究其与设备中常见吸附剂的相容性。该文通过试验研究了五种常用的吸附剂(3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛及活性氧化铝)与C_(4)F_(7)N气体、CF_(3)SO_(2)F气体的相容性,采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)、CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体进行试验,检测试验前后混合气体的比例及成分,发现活性氧化铝会使C_(4)F_(7)N气体体积分数下降,但不会使CF_(3)SO_(2)F气体体积分数下降;其他几种吸附剂均不会使两种气体体积分数下降。分析表明,C_(4)F_(7)N气体分子的CN基团会与活性氧化铝发生弱相互作用,从而导致其被活性氧化铝吸附,因此活性氧化铝不适合作为C_(4)F_(7)N气体设备中的吸附剂。该文涉及的五种吸附剂均与CF_(3)SO_(2)F气体相容。

完全浸泡再生混凝土Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀耐久性损伤规律与机理

我国西北地区的土壤与地下水中含有高浓度Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-),这些离子导致长期掩埋于地下的再生混凝土(RAC)结构耐久性严重退化。为了揭示Mg^(2+)-SO_(4)^(2-)-Cl^(-)侵蚀RAC耐久性损伤规律与机理,采用长期浸泡的方式,系统开展复掺辅助胶凝材料RAC耐久性试验,研究复掺辅助胶凝材料方式与取代率对RAC耐久性退化规律的影响。采用X射线衍射、红外光谱及热重等分析手段,表征RAC侵蚀产物物相组成与相对含量,揭示复合盐侵蚀RAC耐久性损伤机理。结果表明,10%粉煤灰(质量分数)+20%(质量分数)矿渣复掺RAC耐久性较高,硅灰或偏高岭土取代率高于10%时RAC的耐久性较差。侵蚀离子与RAC水化产物产生化学反应并形成晶粒极大的侵蚀产物,加速C-S-H分解向M-S-H转变;高浓度离子间相互作用形成物理盐结晶,促进裂缝的萌生扩展。化学/物理双重作用破坏RAC微观结构,加速离子扩散传输,形成化学侵蚀-结构损伤-离子传输过程。RAC界面过渡区及砂浆中遍布裂缝与孔隙,再生混凝土物理力学性能急速退化。

UV/SO_(3)^(2-)工艺去除水体中溴酸盐的效果

紫外/亚硫酸盐(UV/SO_(3)^(2-))工艺是一种通过产生强还原性的活性自由基来降解污染物的高级还原工艺(ARPs)。文章研究了UV/SO_(3)^(2-)工艺降解溴酸盐(BrO_(3)^(-))的效能与机制。结果表明,UV/SO_(3)^(2-)工艺还原BrO_(3)^(-)符合拟一级动力学模型;增大UV光照强度、SO_(3)^(2-)投加量、溶液pH,去除溶液中的溶解氧(DO),可有效提高Br O_(3)^(-)的去除率;水体中的HCO_(3)^(-)、Cl^(-)和天然有机物会不同程度地抑制BrO_(3)^(-)的降解;自由基淬灭试验显示水合电子(eaq)是UV/SO_(3)^(2-)工艺降解BrO_(3)^(-)的主要活性物质,并由此推断出可能的BrO_(3)^(-)降解路径。

电气设备中保护气体监测用SO_2F_2气体标准物质研制

介绍了钢瓶装氦气中氟化硫酰（SO_2F_2）气体标准物质的研制过程。标准混合气是通过将SO_2F_2和氦气充装到钢瓶中制备而成，研究了气瓶内压力和保存时间对混合气稳定性的影响。对混合气配制的一致性进行了考察，并对引入的不确定度进行了评估，由结果可以看出，每个摩尔分数点混合气的量值一致性均较好。通过对称量法配气与稳定性导致的不确定度的评价，结果显示利用称量法制备的氦气中SO_2F_2气体标准物质在6个月内的稳定性良好，其相对扩展不确定度不大于2％。

(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)纳米晶的合成及其发光性能研究

以硫酸盐型稀土层状化合物[(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))_(2)(OH)_(4)SO_(4)·2H_(2)O]为模板,通过牺牲模板法水热合成(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)纳米晶,合成过程不需添加任何有机物同时不需后续煅烧过程。反应模板和所制备的(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)纳米晶的晶体形貌、晶体结构以及上转换荧光性能分别由场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和荧光光谱仪测试分析得出。结果表明,在F^(-)与(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))^(3+)摩尔比为5、水热温度为180℃、水热反应24h条件下,合成了六方结构的(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)上转换纳米晶。场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析表明模板结晶为超薄纳米板片,长度约490nm,厚度为40nm,(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)的平均粒径分布在30~65nm,厚度大约为10nm。当发射激光波长为978nm时,(La_(0.97)Yb_(0.02)Tm_(0.01))F_(3)纳米晶体在804nm(^(3)H_(4)→^(3)H_(6)跃迁)处显示近乎纯净的上转换发光,位于487nm附近的蓝光发射近乎完全淬灭。通过计算发光强度与泵浦功率的关系得出制备的纳米晶体的上转换发射过程为三光子过程。

GIL内SO_(2)F_(2)扩散特性及其对组分检测的影响

为明确SFe放电分解产生的特征气体SO_(2)F_(2)在GIL内的扩散特性及其对气体组分检测结果的影响,通过GIL缩比模型及扩散试验平台,分别对不同缺陷程度、时间t和缺陷处及距离缺陷1.5 m处的SO_(2)F_(2)体积分数进行了测定。结合Fick定律,对SO_(2)F_(2)在SF_(6),中的扩散过程进行了仿真。结果表明:缺陷处的SO_(2)F_(2)生成速度与放电强度具有一定的线性关系,且放电较弱时呈非线性增长,放电较强时呈线性增长。两位置处的SO_(2)F_(2)体积分数具有一定的时间延迟和衰减,但其体积分数的增长形式区别较小。GIL内的SO_(2)F_(2)扩散过程主要与时间t位置x及扩散系数DSO_(2)F_(2)/SO_(6)而SO_(2)F_(2)的生成速度不会对扩散速度产生影响。扩散过程中,x越大SO_(2)F_(2)用的扩散时延Δt越大,且CSO_(2)F_(2)会随着x增加呈指数衰减,而CS2F2的增长速率在扩散过程中不会产生明显变化。因此对于GIL设备,缺陷处的CSO_(2)F_(2)会较实际检测结果更高,以CSO_(2)F_(2),作为诊断判据时应充分考虑扩散过程的影响。而CSO_(2)F_(2)的增长速率受扩散影响较小,可能更适合作为GIL绝缘状态的诊断依据。

硫酰氟(SO_(2)F_(2))熏杀黑翅土白蚁(odontotermes formosanus Shiraki)的研究

硫酰氟是我国1976年引进的熏蒸杀虫剂,美国用于防治干木白蚁,被誉为“特效药”,对其他白蚁的防治效果,国内、外均未见报道。1979~1981年,我们用浙江化工研究所生产的硫酰氟对我国常见的4种白蚁进行室内测试,并对严重危害我国南方堤围土坝的黑翅土白蚁进行了野外实际效果的考察。

高压组合电器中SF6分解产物SO_(2)F_(2)红外吸收特性及其检测传感装置研究

特高压硫酰氟(SO2F2)气体作为气体绝缘全封闭组合电器(GIS)气室中六氟化硫(SF6)分解产物的特征组分,对其进行检测分析可实现GIS设备的早期潜伏性故障识别。搭建光程池温度、压强可调的傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)系统,利用FTIR实验及HITRAN数据库得到的吸收谱线参数,对SO2F2气体的红外吸收谱线及其交叉干扰特性进行分析,选取中心波长2763 cm^(-1)位置作为SO2F2气体的特征吸收峰,并对SO2F2在该波段位置附近受温度和压强影响的红外吸收特性进行研究。结果表明:HITRAN数据库模拟仿真红外光谱与实验数据吻合较好;当压强在50~300 k Pa范围内变化时,SO2F2气体在2710~2810 cm^(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着压强的增加而增大,2763 cm^(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.0024 cm^(-1)/k Pa,增加压强可以提高气体检测灵敏度;当温度在298~338 K范围内变化时,SO2F2气体在2710~2810 cm^(-1)波数范围内的峰值吸收系数随着温度的升高而减小,2763 cm^(-1)位置吸收系数随压强的变化率为0.002 cm^(-1)/K。分析结果对GIS设备故障SF6分解产物SO2F2的红外光学检测技术研究具有重要意义。

基于FTIR的GIS气室中SF_(6)分解产物SO_(2)F_(2)的检测

硫酰氟(SO_(2)F_(2))气体是全封闭组合电器(GIS)中SF_(6)气体分解产物的重要特征组分之一,基于SO_(2)F_(2)气体成分的检测可实现高压电器设备潜伏性故障类型的识别,因此快速准确实现GIS气室中SO_(2)F_(2)组分的检测具有重要意义。采用温、压可调多次反射长光程池,基于傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)技术建立SO_(2)F_(2)/SF_(6)气体实验分析平台,在高纯SF_(6)背景下对痕量SO_(2)F_(2)气体谱线进行交叉干扰分析,最终选取中心波长1503 cm-1(6.65μm)处作为定性依据,利用质量比混合法及动态配气仪制备4个梯度浓度SO_(2)F_(2)/SF_(6)标准样品,建立了定量分析的标准曲线,并对质量比混合法制备的100~400μL/L的SO_(2)F_(2)/SF_(6)混气样品进行浓度反演分析。结果表明:在100~400μL/L浓度范围内,校正面积拟合曲线优于校正高度拟合曲线,线性拟合常数R2>0.99,可实现SO_(2)F_(2)/SF_(6)混气中SO_(2)F_(2)气体的快速检测,样品浓度反演结果显示误差均小于2%。该研究可提供一种SO_(2)F_(2)/SF_(6)混合气体制备方法,并为GIS气室中SF_(6)分解产物SO_(2)F_(2)含量的检测提供一种切实可行的光学方法。

氟化硫酰(SO_(2)F_(2))和氟化亚硫酰(SOF_(2))气体的中红外光谱特性检测分析

为获得SF_(6)气体绝缘设备在运行缺陷下产生的氟化硫酰(SO_(2)F_(2))和氟化亚硫酰(SOF_(2))气体的含量,开展了SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的中红外光谱特性检测分析。首先,建立气体中红外吸收光谱检测平台,检测得到SO_(2)F_(2)和SOF_(2)的典型红外光谱图,其中SO_(2)F_(2)检测结果与HITRAN数据库的吸收截面数据一致,验证了光谱检测平台和检测方法的有效性,提出了SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的特征吸收谱;然后,检测分析环境温度和气体压力对气体红外光谱特性的影响规律,得到了吸光度随温度和压力变化的拟合表达式;最后,开展了光声光谱(photoacoustic spectroscopy,PAS)和可调谐半导体激光吸收光谱(tunable semiconductor laser absorption spectroscopy,TDLAS)方法检测SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的光谱特性试验,结果表明PAS技术适于这两种气体的现场检测。研究结果为研发SO_(2)F_(2)和SOF_(2)气体的光学带电检测或在线监测装置提供了技术支撑,可确保SF_(6)气体绝缘设备安全可靠运行。

Cu(CF_(3)SO_(3))2/g-C_(3)N_(4)的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

先以三聚氰胺为前驱体,制备g-C_(3)N_(4)粉末,再采用溶剂热法制备Cu(CF_(3)SO_(3))2/g-C_(3)N_(4)复合光催化材料。考察Cu(CF_(3)SO_(3))2/g-C_(3)N_(4)复合光催化材料在可见光下催化降解亚甲基蓝的性能,并对其进行光催化动力学分析。结果表明,制备的Cu(CF_(3)SO_(3))2/g-C_(3)N_(4)复合样品呈管状结构,对亚甲基蓝的降解过程符合一级动力学方程。其吸附性能远高于g-C_(3)N_(4),150 min对亚甲基蓝的降解率达到96.6%;在重复使用4次后,对亚甲基蓝的降解率仍然可以保持84.3%。

外加H_(2)O和H_(2)对氩气介质阻挡放电降解硫酰氟的影响

硫酰氟(SO_(2)F_(2))是一种常用的熏蒸杀虫剂,然而其具有强温室效应,且目前缺乏针对性手段处理其废气,随意排放会对大气环境造成巨大危害。介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)低温等离子体(non-themal plasma,NTP)技术是一种良好的气体污染物处理手段,而外加气体能有效改善其处理效果。为此基于NTP技术研究了外加H_(2)O和H_(2)对DBD降解SO_(2)F_(2)的影响。发现NTP协同活性气体降解SO_(2)F_(2)具有显著优势,外加H_(2)O和H_(2)均能够显著促进SO_(2)F_(2)降解,在该实验条件下,对于体积分数为2%的SO_(2)F_(2),外加H_(2)O或H_(2)体积分数为1%时,降解率分别达到最大值86.26%和80.29%,而过量的H_(2)O和H_(2)反而会限制降解;外加H_(2)O和H_(2)主要气体降解产物均为SO_(2)、SOF_(2)和HF,而外加H_(2)时还会生成固体S单质,H_(2)体积分数越高,S单质生成更为明显,有利于产物的回收处理,但H_(2)体积分数过量时少量S单质会进一步还原生成H_(2)S,不利于降解尾气处理。该研究结果能够为SO_(2)F_(2)废气无害化降解提供理论支撑。

亚硫酸氢盐强化微量Fe^(2+)活化过二硫酸盐降解扑热息痛

Fe^(2+)可激活过二硫酸盐(PDS)快速产生硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·),但Fe^(2+)会快速转化为低活性的Fe^(3+),且Fe^(2+)的投加量普遍较大,限制了该体系的广泛应用.采用亚硫酸氢盐(BS)强化微量Fe^(2+)-PDS体系降解水中的扑热息痛(APAP).结果表明,投加BS可促进Fe^(2+)-Fe^(3+)的循环,明显改善Fe^(2+)-PDS体系对APAP的降解效果,在最优条件下(PDS=0.6 mmol·L^(-1);BS=0.4 mmol·L^(-1);Fe^(2+)=10μmol·L^(-1);pH=4)下,APAP(4μmol·L^(-1))可在180 s内被完全降解.同时,APAP的降解速率随BS(0~0.6 mmol·L^(-1))和PDS(0.2~1.5 mmol·L^(-1))浓度的增大而升高,适量提高Fe^(2+)浓度可促进APAP的降解,但增加BS的投加次数对降解速率影响不大.HCO_(3)^(-)与HPO_(4)^(2-)明显抑制了体系降解APAP的效率,Cl^(-)和NO_(3)^(-)有轻微抑制作用,腐殖酸(HA)则影响不大.通过淬灭实验和电子顺磁共振波谱检测,证实了体系中SO_(4)^(-)·、·OH和单线态氧的产生,其中SO_(4)^(-)·是降解APAP的主要活性物种.利用三维荧光光谱技术对APAP降解过程进行了表征,表明APAP降解产物具有荧光特性.此外,还鉴定出5种中间产物,并提出了3种可能的降解途径.体系在实际水体中的效能低于超纯水中的表现,但延长反应时间可明显增强降解效果,表明BS-Fe^(2+)-PDS体系是一种有前景的有机污染物降解方法.

S(Ⅳ)介导Cr(Ⅵ)与阿特拉津的自促进降解综合实验设计

基于学生实验能力的培养目标,设计利用亚硫酸钠处理含Cr(Ⅵ)和常用农药阿特拉津(ATZ)的模拟复合废水实验。此实验考察了亚硫酸钠浓度、Cr(Ⅵ)浓度、溶液初始pH对ATZ降解效果的影响,通过自由基捕获实验探究其反应机理。实验结果表明:Cr(Ⅵ)的还原和ATZ的降解具有自促进效应;当亚硫酸钠浓度为1 mmol/L,Cr(Ⅵ)质量浓度为15 mg/L,溶液初始pH为3.5,反应时间为30 min时,阿特拉津的降解率达92%;Cr(Ⅴ)对阿特拉津的去除起主导作用,SO_(4)·-起次要作用。