Mass-Spectrometric Method of Measurement of Isotopic Content of Nitrogen in Organic Compounds

Nitrogen-15 isotope-modified compounds are widely used in medicine, pharmacology, agriculture and various fields of science and their nomenclature is gradually increasing. Their widespread use depends on the availability of inexpensive and simple isotope analysis methods. The present article is an attempt to determine the nitrogen-15 isotope content directly in organic compounds without their conversion. The general principle of possibility of determination of the isotopes of nitrogen directly in organic compounds is proposed. Based on the study of mass-spectra of Carbamide Carbonyldiamide, isocyanic acid and nitrobenzene the mass peaks are selected, by which it is possible to determine the atomic fraction of the isotopes of nitrogen. The respective formulas are proposed.

N含量对S32750双相不锈钢中二次奥氏体析出行为的影响

随着行业对双相不锈钢品质及性能要求的提升,二次奥氏体已经成为影响S32750双相不锈钢应用的关键因素之一。二次奥氏体是“温度-冷却速率”共同作用的一种亚稳态产物,与铁素体相呈近K-S或N-W位向关系,且对N有富集作用,可按形貌将其分为针状二次奥氏体和孤岛状二次奥氏体。研究了N含量对二次奥氏体析出行为的影响。通过制备w[N]为0.02%、0.09%和0.17%的试验钢,并借助热模拟及EBSD检测可知,随着N含量增加,二次奥氏体由弯曲羽毛状向板条形针状转变,且奥氏体相的整体比例增加。经计算可知,奥氏体相的析出方式与本征吉布斯自由能相关,即受到成分与试验温度的影响。

中低温煤焦油重质馏分的化合物组成及表征

对中低温煤焦油的综合高效利用有助于提高煤炭作为化工原料的综合利用效能,因而利用联用技术对典型中低温煤焦油重质馏分进行分子表征,可为其后续高效的加工利用提供数据支撑。利用电喷雾电离源(ESI)和大气压光致电离源(APPI)结合傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)在分子水平上表征影响典型中低温煤焦油重质馏分加工利用方式的含氮化合物、含氧化合物以及芳烃化合物,探讨含氮和含氧化合物、芳烃类化合物的组成和碳数分布。结果表明,采用正离子电喷雾(+ESI)结合FT-ICR MS共鉴定出N_(1)、N_(2)、N_(1)O_(1)、N_(1)O_(2)、N_(1)O_(3)、N_(2)O_(1)、N_(2)O_(2)、N_(1)O_(1)S_(1)共8种不同分子组成的碱性氮化物;采用负离子(-ESI)模式下FT-ICR MS检测出N_(1)、N_(2)、N_(1)O_(1)、N_(1)O_(2)、N_(1)O_(3)、N_(2)O_(1)、N_(1)O_(1)S_(1)共7类非碱性氮化物,检测出O_(1)、O_(1)S_(1)、O_(2)、O_(2)S_(1)、O_(3)、O 4共6类酸性氧化物;采用APPI正离子模式结合FT-ICR MS检测出4_(1)67种芳烃化合物,其中碱性氮化物相对丰度较高的为N_(1)、N_(1)O_(1)类化合物,而非碱性氮化物相对丰度较高的为N_(1)O_(1)、N_(1)O_(2)类化合物,O_(1)、O_(2)、O_(3)类酸性氧化物具有较高的相对丰度。依据各化合物的等效双键数和碳数分布可推测其分子组成,N_(1)类碱性氮化物母核结构主要为喹啉、吖啶、菲啶、二苯并喹啉和苯并吖啶等2~4环的多芳环结构;N_(1)O_(1)类碱性氮化物的主要母核结构为苯并喹啉、吖啶、菲啶、二苯并喹啉、苯并吖啶、二苯并吖啶同时并有呋喃、氧芴等结构;N_(1)O_(1)、N_(1)O_(2)类非碱性氮化物与碱性氮化物相比,其侧链相对较短,其母核结构为吡咯、吲哚、咔唑并环氧烷、呋喃以及部分苯环结构,氧以羟基、醚基、羰基或酰基形式存在;O_(1)类酸性氧化物种类较多,母核结构主要为萘酚、蒽酚、菲酚、苯并蒽酚、苯并萘酚,还有少量的芘酚;O_(2)类酸性氧化物的种类较少,母核结构主要为萘二酚、蒽二酚、菲二酚,同时也存在羧基官能团的长链烷烃。O_(3)类酸性氧化物的种类介于O_(1)类和O_(2)类之间,母核结构有可能为萘二酚并呋喃、蒽二酚、菲二酚,烷基侧链中含有羟基、醚键或羧基等结构;芳烃化合物主要为烷基侧链较长的2~3环稠环芳烃。

两类发育特性小麦品种氮代谢生理差异分析

为提高小麦氮素利用效率,实现节氮增产,采用大田试验方法,以弱春性小麦品种‘矮早8’和‘洛麦24’及半冬性小麦品种‘中原6号’和‘周麦26’为材料,分析2类品种在供氮0kg·hm^(-2)(N0)、120kg·hm^(-2)(N120)和225kg·hm^(-2)(N225)3个水平下氮代谢特征及籽粒产量与品质的差异。结果表明,不同供氮水平下,除籽粒蛋白质外,叶片及籽粒的谷氨酰胺合成酶(GS)活性、游离氨基酸及可溶性蛋白质质量分数、产量、氮收获指数、植株氮素利用率、氮肥偏生产力等均表现为半冬性显著高于弱春性品种。增加供氮量后,2类品种叶片和籽粒的GS活性、游离氨基酸及可溶性蛋白质质量分数、产量、籽粒蛋白质质量分数、氮收获指数、氮肥偏生产力均增加,而植株氮素利用率降低。但2类品种对供氮水平响应不同,与N0相比,增加供氮量,半冬性品种籽粒中GS活性、游离氨基酸、可溶性蛋白质质量分数和氮收获指数的增加幅度均显著高于弱春性品种,但叶片中GS活性、游离氨基酸、可溶性蛋白质质量分数及氮肥偏生产力的增幅则显著低于弱春性品种;植株氮素利用率降幅以弱春性品种显著高于半冬性品种。因此,半冬性品种氮素同化、转运及供应能力和产量显著高于弱春性品种,增加供氮量,对其氮代谢能力促进作用显著。

催化裂化焦化蜡油初探

研究了以焦化蜡油做催化裂化原料在ZCM - 7催化剂上反应时的裂化性能和产率分布 ,考察了焦化蜡油中碱氮的质量分数和反应温度对催化裂化反应的影响 .结果表明 :以焦化蜡油做裂解原料时 ,汽油收率低 ,焦炭产量高 ;提高反应温度可以降低碱氮使催化剂活性中毒的影响 ,从而改善产品分布 ;工业中若采用柴油生产方案 ,则存在一个最佳操作温度 .

氮硒配施对荞麦光合特性、产量和硒质量分数的影响

以通荞2号为材料,采用盆栽试验,设置3个施氮量(0、50、100 mg·kg^-1),4个施硒量(0、1、5、10、50 mg·kg^-1),研究了氮硒配施对荞麦光合特性、产量及籽粒硒质量分数的影响.结果表明,施氮量和施硒量及两者的交互作用显著影响荞麦的籽粒产量,荞麦的光合指标与产量之间存在显著的正相关关系,可通过适当调节施氮量和施硒量,提高荞麦的光合作用来获得高产.该试验条件下,通荞2号在施氮量为100 mg·kg^-1,施硒量为5 mg·kg^-1时,可获得最高产,但从产量和硒吸收实际生产方面推荐施氮量为100 mg·kg^-1,施硒量为10 mg·kg^-1进行栽植.荞麦在硒肥为50 mg·kg^-1下的籽粒硒质量分数均超过了国家富硒食品的安全生产范围.

稳定同位素质谱技术在生态系统氮素循环中的应用

自然界中,氮的放射性同位素半衰期短,因此15 N是唯一适用的天然示踪物。采用15 N稀释或者富集技术,通过检测不同形态15 N的丰度,能够较真实地了解陆地生态系统中氮素的固定、矿化、硝化和反硝化等过程。本工作简述了陆地生态系统中氮素循环的各个过程及15 N同位素分馏机制,简要介绍了稳定氮同位素的测定方法,系统论述了稳定氮同位素技术在生物固氮及土壤氮素转化过程中的研究现状,并在此基础上预测了该方法在国内氮素循环研究中的应用前景。

大气对流层气体组分随高度变化的理论预期

利用大气对流层温度随高度变化的规律,采用局部平衡的多分子混合模型,从理论上论证了对流层气体组分随高度变化的规律,发现大气各主要成分体积分数、分子平均摩尔质量均随高度线性变化,并拟合数值计算结果得到了相关参数。氧气的相对体积分数随高度明显下降,而氮气的相对体积分数却明显上升;但是相比于温度随高度的变化,大气分子平均摩尔质量的改变可以忽略。该理论比以往其他模型预测大气压强随高度变化规律具有更自然、更接近实际的优势。

尕斯库勒油田原油含氮化合物油气运移效应

尕斯库勒油田是柴达木盆地最大的油田,其中包含深层E31油藏和浅层N1-N21油藏。利用油藏地球化学方法研究油藏中的油气运移,对于认识其成因具有重要意义。对这两个油藏的16个原油中含氮化合物进行了分离和GC-MS分析,研究了中性含氮化合物的运移分馏效应,探讨了油气运移问题。结果表明,原油中性含氮化合物的运移分馏效应显著,其运移分馏特征指示了E31油藏油气充注点位于构造中北部的东、西两翼,并向南、北两端方向运移;N1-N21油藏北区油气从东部和南部注入,并向西部和北部方向运移。根据油气运移方向认为,两个油藏的原油都来自茫崖凹陷和尕斯断陷;但是,由中性含氯化合物总丰度在两个油藏之间的差异可知,它们具有不同的油源。

长输油气管线动火作业过程的烟囱效应及控制

为分析长输油气管线动火作业过程中气体间的扩散特性,根据氮气置换后管道两端的能量变化得出影响管道烟囱效应的主要因素,以西三线某焊点换管作业为研究背景,采用组分输运模型,分析各因素对基坑内氮气扩散的影响。结果表明:管道内氮气向基坑扩散主要受管道沿程阻力、两端高差和环境风流的影响;且随着时间推移,氮气聚集区主要位于基坑的另一端。沿程阻力和高差主要影响氮气出口速度;沿程阻力系数是管道的一种特性,氮气出口速度会随沿程阻力系数的增大而下降;而动火点与下游阀室之间的落差越大,氮气出流速度越高。环境风流主要影响基坑内氮气的扩散形式,当风流与氮气流动方向相同时,会加快基坑内氮气的排出;但基坑工作区位置氧气质量分数仍低于19.5%,需进行强制通风。当基坑内风机采用“风机+风筒”的安装形式,安装位置与管道出口对齐、距地面0.8 m时,排污效果较好。

磷氮化蓖麻油润滑添加剂的合成及其摩擦学性能

在蓖麻油中引入磷和氮,合成了一种磷氮化改性蓖麻油型添加剂,并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定,利用四球试验机考察其在150SN基础油中的摩擦学性能,用扫描电子显微镜观察分析磨斑表面的形貌.结果表明:磷氮化改性蓖麻油型添加剂具有优异的极压、抗磨减摩性能,且在150SN基础油中的最佳添加量为2%,它较150SN基础油能明显减轻钢球表面磨损.

褐煤氧化氨解反应工艺条件研究

以褐煤为原料,在较温和的反应温度(≤110℃)和氧压(≤0.5 MPa)条件下,考察了反应温度、氨水质量分数、氧压、含固体积分数及搅拌速率对褐煤氧化氨解反应产物中总氮及氨态氮质量分数的影响。结果表明,外部传递过程对氧化氨解过程影响显著,反应过程应保持足够高的搅拌强度;在一定反应时间内,反应温度和氨水质量分数的升高有利于总氮质量分数的提高,但对氨态氮质量分数影响不大;氧压升高,总氮质量分数和氨态氮质量分数均有所升高,但影响都不明显;含固体积分数对总氮质量分数和氨态氮质量分数基本无影响。实验得到了褐煤氧化氨解反应较合适的工艺条件。

重质石油产品中氮质量分数测定的不确定度评估

使用舟进样化学发光法测定了重质石油产品中的氮质量分数,详细分析了在实验过程中影响油品氮质量分数测量的各不确定度,具体包括标准工作曲线、标准物质、氮元素分析仪、称量过程以及重复性试验引入的不确定度分量,计算了这5个分量所对应的不确定度数值,最终得到0.014%的合成标准不确定度。当置信概率达到95%时,测定的重质石油产品中氮质量分数的扩展不确定度为0.028%,满足了氮质量分数测定的不确定度要求。

气保焊丝用ER50-6钢生产工艺优化

ER50-6产品一个批次在细丝拉拔工序出现断丝,采用转炉控氮技术、LF炉精炼技术、连铸保护浇注防止增氮等技术对钢中的氮质量分数进行控制。转炉环节控制出钢w(N)≤0.002 5%,LF炉增氮控制在w(N)≤0.002 0%,连铸保护浇铸增氮控制在w(N)≤0.001 5%。通过各工序采取降氮措施,使氮质量分数实际控制在35×10^(-6)~60×10^(-6)。选择ER50-6高氮与低氮盘条进行对比,高氮盘条比低氮盘条抗拉强度高约18 MPa。采取措施后低氮ER50-6盘条初始强度低,满足后续拉拔工艺需要。

60 t EBT+LF+VD生产铁路机车轴坯的工艺实践

太钢采用60tEBT+LF+VD生产230～250mm2铁路机车轴坯JZ35,JZ,工艺实践表明:JZ35钢氮质量分数达到53×10-6,JZ钢氧化物达到0.50级,钢坯实物质量满足标准要求。

一种基于氮气吹扫及双阀联动控制的防煤气泄漏装置研制

针对煤气发生炉加煤系统煤气泄漏的问题,研制出一种基于氮气吹扫封堵置换及双阀联动智能控制技术的防煤气泄漏装置。介绍了该装置的结构及技术原理,并进行了氮气吹扫结果、防煤气泄漏效果、煤气质量对比等应用效果测试。结果表明,采用该装置在保证煤气质量的同时,向储煤仓泄漏的CO的质量分数降低了90%,向大气中泄漏的CO基本消除,有效实现了防煤气泄漏。

氮含量对无镍奥氏体不锈钢理化性能的影响

高氮无镍奥氏体不锈钢在多个领域有着广泛的应用前景,然而氮质量分数对其物理性能和化学性能的影响规律尚不十分清晰。设计并冶炼了氮质量分数为0.02%~1.20%的无镍奥氏体不锈钢,对不同氮质量分数钢的晶格常数、线膨胀系数、电阻率、耐汗液腐蚀性能、自腐蚀电位进行了检测和分析。结果表明,氮质量分数的增加使材料的晶格常数随着线性增大,获得了氮质量分数与晶格常数的定量关系。氮质量分数越高,材料的膨胀系数和电阻率越大。不同氮质量分数试验钢经720h人工汗液腐蚀后,氮质量分数最低(0.02%)和最高(1.20%)时,试验钢严重腐蚀,而其他钢未被腐蚀。试验钢的自腐蚀电位首先随着氮质量分数的增加而升高,峰值出现在氮质量分数为1.05%时,氮质量分数为1.20%的钢其自腐蚀电位下降至低于氮质量分数为0.60%钢的水平。

样品保存条件对土壤与植物全碳全氮含量的影响

土壤与植物的保存样品对生态学研究有重要意义,但目前未得到广泛应用。该研究的目的是比较样品保存前后全碳、全氮含量的变化,探讨保存样品应用于长时间序列的生态学研究的可行性。研究选取2011年生长季采集的土壤与植物样品,保存4年之后测试碳、氮质量分数,与保存前的测试数据通过成对t检验与线性回归进行比较。氮质量分数在不同保存条件下,保存前后的测试数据之间均为1:1的线性关系,除低温保存、粒径<2 mm的土壤样品相关系数为0.91外,其余保存条件下相关系数均大于0.98。碳质量分数保存后的变化与保存条件有关,粒径<0.15 mm的土壤与植物样品,两次测试数据之间为1:1的线性关系,相关系数均大于0.98;粒径<2 mm的土壤与植物样品两次测试数据的线性关系斜率分别为1.26与1.04,即2016年测试数据显著高于2012年。结果表明不同保存温度与样品粒径下,样品保存后的氮含量没有变化;而碳含量的稳定与样品粒径有关,常温保存与<20℃低温下保存则无明显区别。建议用于碳氮元素分析的样品应充分干燥、研磨成<0.15 mm粒径后在常温环境下密封保存。

氮质量分数对铸坯角部裂纹的影响及控制

从理论方面重点对氮质量分数与铸坯角裂的相关性进行了总结分析,根据钢中氮质量分数水平与板坯角部横裂纹发生存在正相关关系,对氮质量分数控制目标进行了研究。通过分析氮质量分数的来源,研究氮质量分数对含硼钢、含铝钢和含铌钢的影响,结合其他钢厂氮质量分数控制情况,查找某厂各工序氮质量分数控制情况,制定氮质量分数控制措施,并对比钢中氮质量分数与铸坯切角数据,摸索出了部分钢种的氮质量分数控制目标,进一步降低了铸坯切角率。

转炉底吹氮氩切换对氮质量分数影响

为了研究转炉底吹气体对钢水终点氮质量分数影响,研究了迁钢210t顶底复吹转炉底吹模式对转炉终点氮质量分数的影响,并基于钢液脱氮和吸氮理论对试验结果进行了分析。应用实践结果表明,随着铁水碳质量分数增加以及终点氧质量分数降低,终点氮质量分数逐渐降低;在铁水条件、副原料、转炉终点、底吹流量以及过程操作一致条件下,随着氮氩切换时间节点延长,钢液增氮量逐渐增加。当切换时间节点为吹氧比56%以内,底吹氮氩切换对终点钢水氮质量分数影响较小,当切换时间节点为吹氧比高于56%时,终点钢水氮质量分数增幅较大。