钙循环碳酸化过程CaO催化CO脱除NO的DFT研究

全球CO_(2)排放量在过去几个世纪迅速上升,尤其是最近几十年,CO_(2)排放量的提高加剧了温室效应。CO_(2)排放主要来自化石燃料燃烧,特别是燃煤发电厂。钙循环,即CaO的碳酸化/煅烧循环,是燃煤电厂最有前景的CO_(2)捕集技术之一。同时,燃煤发电厂也是NOx排放的主要来源之一。由于具有成本低、毒性小等优点,CO可以作为NO的还原剂。CaO对于CO还原NO具有催化作用。煅烧炉中CaCO3分解所需的能量由生物质燃烧提供。一些未燃尽的焦炭随CaO流入碳酸化炉,与烟气中的O_(2)反应生成CO。因此,在钙循环的碳酸化炉内捕集CO_(2)的同时可实现NO脱除。但关于CaO在碳酸化阶段催化CO还原NO的微观反应机理尚不清楚。利用密度泛函理论(DFT)计算研究了钙循环碳酸化阶段CaO催化CO还原NO的机理,确定了CaO(100)表面上CO和NO分子的结构、吸附和反应路径参数,包括原子布局、键长、吸附能和能垒。CO和NO分子在CaO(100)表面的最佳吸附位是O-top位,吸附能分别为-0.35和-0.79 eV。在CO_(2)存在下,CaO(100)表面上CO、NO的吸附能分别为-0.36、-0.20 eV。CO和NO分子在CaO(100)表面上共吸附是可行的,但CO_(2)对共吸附有明显抑制作用。在CaO(100)表面进行的CO还原NO反应路径,在经历CO_(2)形成与吸附、N2形成这2个基元反应后,最终生成1个N2分子与3个CO_(3)^(2-),总能垒为11.08 eV。其中,CO_(2)形成及吸附(R→IM1→IM2)为整个反应过程的决速步骤。

典型人工湿地系统中植物对苯并[a]芘的去除作用及机制

人工湿地(CWs)可有效去除环境中的苯并[a]芘(BaP),湿地植物对BaP的吸收是受生物、化学等因素影响的复杂过程,其对CWs中BaP环境归趋的影响机制还不明确.本文系统分析了典型湿地植物菖蒲中BaP的去除、吸收和归趋规律.结果表明,菖蒲可累积大量的BaP,含量达到(2.13±0.05)μg·g^(−1);根部组织中观察到较高浓度的BaP,BaP可以更容易地从菖蒲的根部到地上部组织进行迁移.菖蒲大幅提升了CWs对BaP的去除效果,菖蒲CWs的BaP去除率较对照系统提升79.47%.菖蒲的根系分泌物可以提高BaP的生物可利用性,加速BaP的组分净化和转化.

盐碱地绿色低碳治理与高值长效利用关键技术开发及应用

盐碱地治理是世界性难题,合理开发利用盐碱地资源,对促进我国农业可持续发展、改善生态环境和保障粮食安全具有重要意义。项目在国家及省部级重大项目资助下,针对盐碱地治理面临的治理难度大、开发利用效率低、次生环境风险高等问题,采用“理论创新-技术突破-产品研发-模式构建-产业化应用”的总体思路,“改土适种”与“优种适土”相结合,研发了拥有自主知识产权的盐碱地新型绿色投入品,发掘鉴定出植物耐盐抗逆基因及其调控元件;形成了盐碱地治理物理、化学、生物联合修复、耐盐经济作物改良等系列盐碱地改良及提质增效技术,盐碱地治理多水源利用水质保障成套技术,抗盐碱作物育种与栽培技术.