新型碳分子筛在工业源挥发性有机物测定中的应用

制备新型碳分子筛Scalpha 1500,并采用Scalpha 1500代替进口碳分子筛Carboxen 1000组合成新的吸附管(CB1500吸附管)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱法(EDS)、氮气吸附-脱附等温线法和X射线衍射法(XRD)对两种碳分子筛的表观形貌、元素组成、孔隙结构以及晶相构成进行表征。利用热脱附-气相色谱-质谱法(TD-GC-MS),比较CB1500吸附管与HJ 734-2014推荐组合三吸附管(Carbon 300吸附管)对挥发性有机物(VOCs)的测试性能。吸附管的最优解吸参数为解吸温度300℃、解吸时间6 min、解吸流量50 mL·min^(−1),在该条件下,两种吸附管具有相近的本底值、解吸性能及穿透性能。结果表明,CB1500及Carbon 300吸附管中24种VOCs的质量在5~100 ng内与对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)分别为0.4~4.8μg·m^(−3)和0.4~4.6μg·m^(−3)。按照标准加入法进行回收试验,CB1500及Carbon 300吸附管中24种VOCs的回收率分别为93.0%~107%和92.0%~113%,除乳酸乙酯外其他23种VOCs测定值的相对标准偏差(n=7)均小于5.0%。采用两种吸附管对广州某工业园区固定污染源废气进行采样分析,CB1500及Carbon 300吸附管中24种VOCs均有检出,检出量分别为2.3~21.1μg·m^(−3)和2.4~21.3μg·m^(−3)。上述结果说明新型碳分子筛Scalpha 1500可代替进口碳分子筛Carboxen 1000组合成新的吸附管采集VOCs,可极大降低采样成本。

单、双二茂铁基三氮唑化合物的合成和热稳定性及对AP的催化分解

为了改善二茂铁基衍生物的燃烧催化性能,向其引入富氮的高能基团,以构建具有良好热稳定性、燃烧催化活性的新型二茂铁基三氮唑化合物。用含三氮唑基团的化合物为原料与二茂铁甲酰氯、二茂铁甲醛反应,分别合成单、双二茂铁基三氮唑化合物,通过^(1)H NMR、^(13)C NMR、X-射线单晶衍射、IR和UV-Vis对化合物的结构进行表征,并测定其抗氧化性、热稳定性及对AP的催化性能。结果表明,合成的化合物的电位差值均大于80mV,具有一定的抗氧化性;单二茂铁基三氮唑化合物A1~A4的热分解温度在200℃左右,双二茂铁基三氮唑化合物A5~A7的热分解温度在240~380℃,因此后者的热稳定性相对前者更高;化合物对AP有一定的催化性能,均能引起AP的两个放热峰不同程度地提前,其中单、双核二茂铁基三氮唑化合物对AP的低温放热峰分别提前了69~84℃、56~62℃,高温放热峰分别提前了144~165℃、153~184℃。由此得知双核二茂铁基三氮唑化合物对AP的催化性能优于单核二茂铁基三氮唑化合物。

低温等离子体处理挥发性有机物的研究进展

低温等离子体技术在处理挥发性有机物(VOCs),特别是在对空气中低含量的VOCs的处理中,具有独特的作用。概述了低温等离子体降解VOCs的基本原理及等离子体反应器结构;综述了低温等离子体技术以及和催化剂联合作用在处理VOCs中的应用;并讨论了低温等离子体处理VOCs的进一步研究方向及其应用前景。

热脱附-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定环境空气中的挥发性有机物

采用热脱附（TD）结合气相色谱-三重四极杆串联质谱（GC-MS/MS）建立了环境空气中23种挥发性有机物（VOCs）同时检测的分析方法。空气样品通过主动采样的方式富集到装有Tenax-TA填料的热脱附管中,热解吸后在选择反应监测（SRM）模式下用GC-MS/MS进行检测,内标法定量。结果表明,23种VOCs在0.01~1 ng和1~100 ng低、高两个范围内线性关系良好,相关系数（r2）均大于0.99,方法定量限为0.000 08~1μg/m3。加标水平为2、10和50 ng时,23种VOCs的平均回收率为77%~124%。除了最低加标水平的氯苯,相对标准偏差（RSD,n=6）均小于20%。对市内3个采样点的环境空气进行测定,其中苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、1,2,4-三甲基苯和六氯丁二烯均有检出。实验证明,该TD和GC-MS/MS相结合的检测方法具有准确、可靠、灵敏度高等优点,适用于环境空气中VOCs的同时测定。

3种杉科植物挥发性有机化合物成分

为了探究水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)、池杉(Taxodium ascendens Brongn.)和落羽杉(T.distichum(Linn.)Rich.)挥发性有机化合物(VOCs)的差异,从植物挥发性有机化合物角度为其园林配置提供理论依据,试验采用动态顶空气体循环采集法和热脱附气质联用技术(TDS-GC-MS)对3种杉科植物挥发物进行成分分析。结果表明:萜烯类化合物是3种杉科植物挥发性有机化合物的主要成分。其中从水杉中鉴定出26种成分,主要为β-蒎烯(相对峰面积50.41%),水芹烯(13.42%),柠檬烯(6.96%),3-蒈烯(4.92%)和α-蒎烯(3.77%);从池杉中鉴定出37种成分,主要为β-蒎烯(40.18%),水芹烯(12.01%),柠檬烯(8.10%),石竹烯(5.77%)和顺-3-己烯醇(5.30%);从落羽杉中鉴定出28种成分,主要为β-蒎烯(42.97%),柠檬烯(30.53%),水芹烯(6.54%),莰烯(3.44%)和石竹烯(2.46%)。

热脱附-气相色谱-质谱法应用于工业源废气中挥发性有机物的目标和非目标筛查

建立了固相吸附热脱附-气相色谱-质谱(TD-GC-MS)综合筛查工业源废气中挥发性有机物(VOCs)的方法。对两种型号的固相吸附管进行了比较,最终选择使用Tenax SS TD Tubes吸附管。气体样品以恒定流速通过吸附管,富集分析物,经热脱附后,用GC-MS进行检测,目标化合物以内标法定量,非目标化合物的含量以甲苯的响应系数计算。方法检出限为1.06~5.44 ng,以采样体积300 mL计算,目标化合物的检出限为0.004~0.018 mg/m^3。吸附管平均加标回收率为78.4%~89.4%,相对标准偏差为3.9%~14.4%(n=7)。应用该方法对大连市某垃圾焚烧发电厂排放的废气进行VOCs目标及非目标化合物综合筛查,共检出29种VOCs,其中仅5种VOCs为预先设定的目标化合物,另外24种为非目标化合物,5种目标化合物含量仅占所有检出物总量的26.7%。证明了工业源废气VOCs分析中非目标化合物筛查的重要性,该研究思路对完整测定工业源挥发性有机污染物分布具有一定的借鉴意义。

二硝酰胺铵的燃烧和热分解

通过燃速测定、差示扫描量热技术(DSC)和热失重技术(TG)研究了有机金属化合物(OME)对二硝酰胺铵(ADN)单元推进剂的热分解和燃烧性能的影响.1～12 MPa范围内,1%OME可以提高ADN单元推进剂的燃速.TG和DSC分析表明,OME可以显著降低ADN的起始分解、放热温度;OME含量对ADN的起始热分解温度有明显的影响.热分解动力学分析显示,加入1%OME后,ADN的热分解活化能降低30%左右.

江汉盆地西南缘原油中含硫化合物的分布特征及其地球化学意义

对江汉盆地西南缘12个原油样品中含硫化合物分布特征的研究表明，原油中二苯并噻吩系列化合物和苯并萘并噻吩系列化合物分别占芳烃总量的4．61％～9．79％和0．27％～1．32％，与烃源岩中含硫化合物的含量一致，反映原油中含硫化合物的含量与沉积环境有关。原油含硫化合物的内组成表明，成水环境有利于二甲基二苯并噻吩和三甲基二苯并噻吩系列化合物的相对富集。4-甲基二苯并噻吩／1-甲基二苯并噻吩峰面积比值（MDR）在低成熟阶段（R。〈0．7％）的变化范围较小，当成熟度进一步增加时，因热稳定性较差的1-甲基二苯并噻吩向其他化合物转化的速度加快，相对丰度降低，而4-甲基二苯并噻吩的相对丰度增加，致使MDR值随成熟度的增加而很快增大。同时，MDR值受到沉积条件的影响，可能指示沉积环境的成水化程度。2＋3-甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩峰面积比值与4-甲基二苯并噻吩／二苯并噻吩峰面积比值之间表现为正相关，说明2＋3-甲基二苯并噻吩与4-甲基二苯并噻吩的形成机理相似，同样受沉积环境和成熟度的影响。

热脱附/气相色谱法测定空气中含硫化合物

以固体CO2为冷却试剂,使空气中含硫化合物有效富集在-70℃条件下TANEX复合吸附管内,样品管在热脱附装置中120℃下解吸后,采用气相色谱脉冲式火焰光度检测器测定硫化氢、甲硫醇、二甲二硫和甲硫醚,优化了试验条件。4种含硫化合物检出限为0.1 ng^0.5 ng,标准管测定的RSD为12.7%~16.3%,实际气样加标回收率为78.3%~87.7%。

高比表面积介孔Cr_2O_3:制备及高效催化氧化去除甲苯

采用Cr(NO3)3·9H2O作金属源,葡萄糖作模板剂,通过葡萄糖辅助固态热分解法制备得到高比表面积的虫孔状介孔Cr2O3,采用XRD、TEM、TPR和N2吸脱附技术表征其物理化学性质,并考察了介孔Cr2O3上催化氧化去除甲苯的性能。结果表明,经过500℃灼烧处理的m-Cr-5催化剂比表面积高达162 m2·g-1,平均孔径为6.2 nm,且具有优良的低温还原性和多价态铬物种并存,使其催化氧化去除甲苯的活性最好。

PVC热稳定剂含硫有机锑的合成及应用

对无毒液体含硫有机锑的合成及应用性能进行了研究 ,试验表明含硫有机锑能够提高PVC的热稳定性和力学性能 ,可以应用于生产。

挥发性有机化合物(VOCs)的低温等离子体-催化协同净化

低温等离子体-催化协同净化技术是一种理想的环境污染治理技术。催化剂的加入可提高等离子体反应中污染物的脱除效率和二氧化碳的选择性,减少副产物的产生,并进一步降低能耗。分析了低温等离子体-催化协同净化挥发性有机化合物的效果与净化原理,并从影响污染物降解率的因素、产物分析和反应动力学等机理性研究方面概括了目前国内外在应用该技术去除挥发性有机污染物方面取得的成果,最后提出了该项技术在环境保护领域的应用前景以及研究方向。

有机硫化合物组成特征与热稳定性研究——以约旦油页岩和页岩油为例

约旦油页岩和页岩油的芳烃组分中检测到的主要有机硫化合物包括烷基四氢噻吩系列、烷基噻吩系列、烷基苯并噻吩系列、烷基二苯并噻吩系列和烷基苯并萘噻吩系列等。其中烷基四氢噻吩和烷基噻吩是两个主要系列。在油页岩中这两个系列丰度相当,而页岩油中烷基噻吩系列含量远远高于烷基四氢噻吩系列。此外,油页岩中各系列低碳数成员含量较少,且具有明显的偶碳优势;而页岩油中则特别富含低碳数成员,偶碳优势消失或明显减弱。显然,样品的热演化程度控制了有机硫化合物的组成特征。受热前后烷基四氢噻吩与烷基噻吩两系列的消长关系,说明在热演化过程中,烷基四氢噻吩会向烷基噻吩转化。

木荷枝叶挥发性有机物(VOCs)的季节差异及春季日变化

为了明确木荷(Schima superba Gardn.et Champ.)枝叶挥发性有机物(VOCs)的成分组成和含量的变化规律,采用动态顶空采集法和热脱附-气质联用(TDS-GC-MS)技术,对木荷枝叶VOCs的成分组成和相对含量的季节差异及春季日变化进行了比较。结果表明:在4个季节木荷枝叶的VOCs中共鉴定出53种化合物,其中萜烯类化合物种类最多(11种);并且,木荷枝叶VOCs的化合物种类在春季最多(26种)、夏季次之(21种)、秋季较少(18种)、冬季最少(17种)。4个季节木荷枝叶的VOCs均表现为萜烯类化合物的总相对含量最高,且远高于其他类型化合物。木荷枝叶VOCs中萜烯类化合物的总相对含量由高到低依次为夏季、冬季、春季、秋季,并且,夏季、冬季和春季木荷枝叶VOCs中萜烯类化合物的总相对含量较为接近。春季、夏季和秋季木荷枝叶VOCs中的萜烯类化合物主要为长叶烯、龙脑和樟脑,而冬季木荷枝叶VOCs中的萜烯类化合物主要为D-柠檬烯、长叶烯和樟脑。不同季节木荷枝叶VOCs均包含特有成分,以春季最多(15种)、秋季最少(4种)。春季木荷枝叶VOCs的成分组成和相对含量日变化明显,化合物种类先减少后增多,在10:00和12:00种类同样多且最少(8种),在16:00最多(16种)。16:00时木荷枝叶VOCs中醛类化合物的总相对含量最高(38.14%),其余时刻木荷枝叶VOCs中萜烯类化合物的总相对含量最高。而且,木荷枝叶VOCs中萜烯类化合物的总相对含量先升高后降低,并在10:00达到峰值(84.64%)。基于上述研究结果,木荷枝叶在一年四季尤其是春季白天的大部分时间可释放大量对人体有益的萜烯类化合物,可作为营建保健型园林景观的树种。

超稠油开发硫化氢成因分析及治理技术

辽河油田超稠油具有高密度、高黏度、高凝固点、高胶质沥青质含量的特点,其开发方式以蒸汽吞吐为主,SAGD、蒸汽驱为辅,已连续13年保持百万吨产量规模。但在开发过程中,出现了高浓度硫化氢气体,严重威胁到油区员工的身体健康,并对环境造成污染。几种开发方式中,蒸汽吞吐井硫化氢浓度相对较低,SAGD、蒸汽驱油井由于高温高压蒸汽的长期作用,硫化氢浓度较高,达到吞吐井硫化氢浓度的5倍左右。对于硫化氢成因,认为主要有两方面原因:一是超稠油中的含硫化合物在高温高压条件下发生热裂解反应,生成大量硫化氢;二是采油助剂中的磺酸盐类表面活性剂受热分解,产生少量硫化氢。针对硫化氢污染,通过引进新型表面活性剂,减少了硫化氢的释放,通过开展现场干法脱硫试验,有效处理了超稠油井伴生气中的硫化氢。

热脱附-气相色谱-质谱法测定环境空气中67种挥发性有机物

采用热脱附-气相色谱-质谱法,建立了同时分析环境空气中67种挥发性有机物的分析方法。对比了5种不同填充材料不锈钢吸附管对78种挥发性有机物的吸附能力。填充材料为Tenax TA和Carbograph 1TD的混合填料吸附管对分析物的捕集效果最好,在30 mL/min高纯He气持续吹脱45 min的情况下,未发生穿透(即穿透率小于10%)的化合物达67种,分析物的种类包括芳香烃、脂肪烃、卤代烃和含氧挥发性有机物等。优化了使用该吸附管测定67种目标物时的热脱附条件。在5~100 ng范围内,目标化合物的色谱响应值与其量间具有良好的线性关系,其相关系数(r)均在1.000 0~0.997 7之间。方法检出限为0.3~2.4 ng,以采样体积1 L计算,检出限为0.3~2.4μg/m^3。加标量为20 ng时,7次重复实验目标化合物回收率均在81.6%~114.9%之间,目标化合物的相对标准偏差为1.2%~10.1%。采用该方法对某车厢内空气进行了检测,检出了包括酯类、卤代烷烃、卤代烯烃以及芳香族化合物在内的19种目标化合物,其范围为1.1~84.1μg/m^3。该方法准确、可靠、灵敏度高,实现了对环境空气中67种目标污染物的准确定量。

热重-红外联用技术在各个领域的应用

介绍热重-红外联用(TG-IR)技术的发展及应用情况,利用该技术对无机有机化合物、煤、植物纤维、合成垃圾衍生燃料、药物的热分解产物及机理进行分析研究,最后对未知物进行剖析,对影响分析结果的因素进行了探讨。

1-取代的4-硝基咪唑含能衍生物的合成、表征及热分解性能

以4-硝基咪唑为原料,通过与2-氨基-3,5-二硝基-6-氯吡啶、2,6-二氯-3-硝基吡啶缩合,合成出未见文献报道的化合物6-（4-硝基-咪唑-1-基）-2-氨基-3,5-二硝基吡啶（1#）及6-氯-3-硝基-2-（4-硝基-咪唑-1-基）-吡啶（3#）,收率分别为65%、52%;并采用此种方法优化了3-硝基-2-（4-硝基-咪唑-1-基）-吡啶（2#）的合成,收率为85%。进一步尝试了化合物3#的叠氮化反应,得到5-叠氮基-6-硝基四唑基[1,5-a]吡啶（4#）。采用核磁共振、质谱、红外光谱、元素分析等方法对相关化合物的结构进行了表征。利用TG和DSC分析法研究了化合物1#的热行为,结果表明：化合物1#的初始分解温度为221.83℃,分解放热总量为302.65 k J/mol,热失重温度范围为209.17~398.67℃,累计热失重71.84%。

辽河油田杜84块H_2S成因探讨

辽河油田杜84块超稠油由蒸汽吞吐转为蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发后,产生了较高浓度的H_2S,导致脱硫设施投入和油气处理成本增加。通过原油、伴生气、地层水和储层矿物地球化学测试分析,H_2S产量与原油含硫量、地层水SO_4^(2-)浓度无明显相关性,而与储层中黄铁矿含量一致性强,黄铁矿中的硫属于生物来源,同位素范围与原油基本一致,起源于原油稠化阶段,大量形成于稠油热采阶段。高温高压热模拟实验表明,注蒸汽热力采油过程中,除含硫有机质热裂解(TDS)和硫酸盐热化学还原反应(TSR)外,黄铁矿氧化分解也是H_2S形成途径之一,当注入低矿化度蒸汽对地层水稀释后,SO_4^(2-)浓度下降,黄铁矿分解是H_2S的主要生成途径,H_2S的生成和分布受控于油藏地质条件、开发方式、开发时间和受热温度。

双(1,2,4-三唑基)三氮烯含能离子化合物的合成及其性能研究

以3-氨基-1,2,4-三氮唑(1)为原料,通过重氮-N-偶联反应得到了具有三氮烯(—N=N—NH—)结构的双(1,2,4-三唑基)三氮烯(2);利用其酸性,设计并合成了基于该阴离子的5种离子型含能化合物;利用X-射线单晶衍射分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(^(1)H NMR、^(13)C NMR)、差示扫描量热仪-热失重(DSC-TG)联用等手段对所合成的化合物进行了结构表征和理化性能测试,并利用Kamlet-Jacobs方程预测了其爆轰性能。结果表明,中性化合物2以及4种含能离子化合物的热分解温度范围为164.73~210.97℃,其中羟胺盐的热分解温度为210.97℃,热稳定性较好;正生成焓范围为509.98~937.22kJ/mol;其中三氮烯钠盐(3)为正交晶系,空间群为Pccn,晶体密度为1.548g/cm^(3);5种化合物实测感度较低,其撞击感度特性落高(H_(50))在46.2~105.1cm之间,均优于RDX(H_(50)=46.1cm),其中中性化合物2的感度(H_(50)=105.1cm)与TNT(H_(50)=102.0cm)相近;5种化合物理论爆速为6406~7348m/s、爆压为16.6.0~21.9GPa。