四苯硼钠—季铵盐质量滴定法分析钾含量研究

依据四苯硼钠—季铵盐容量法滴定K⁺离子的原理,采用质量滴定法,考察了滴定速度、松节油加入量对四苯硼钠与季铵盐反应的影响及共存离子(包括Li⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO2-₄、B₄O2-₇、CO2-₃)对K⁺含量测定结果的影响。当测定K⁺离子含量在5～15 mg范围内,松节油最佳加入量为25滴,分析误差< 0.3%。     

离子液体([C6MIm])从体相电迁移至水相研究

离子在离子液体/水溶液二元系统中的电迁移行为在很多领域受到了越来越多的关注。本文通过研究不同条件下离子液体离子在电极液中的浓度变化,系统地研究了电极溶液酸—碱度,电极溶液中电解质浓度以及离子液体中溶解LiN(CF₃SO₂)₂与否对[C₆MIm]⁺离子电迁移的影响。总的来说,随着电流的增加,[C₆MIm]⁺离子向阴极水溶液的迁移量随之增加,向阳极水溶液的迁移量随之减少;然而N(CF₃SO₂)₂-离子向阳极水溶液的迁移量随之增加,向阴极水溶液的迁移量随之减少。当电极溶液为碱性,[C₆MIm]⁺离子的迁移量明显减少。在电极溶液中溶入LiN(CF₃SO₂)₂时或者将LiN(CF₃SO₂)₂溶入离子液体时,[C₆MIm]⁺离子的迁移量也明显受到抑制。     

拉果错盐湖卤水蒸发过程中Li+富集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟,研究了西藏拉果错盐湖卤水中阴、阳离子以及水分子间的相互作用行为。以盐湖卤水等温蒸发过程中粒子浓度变化的四个阶段为研究对象,分别计算了不同体系的扩散系数、配位数、均方位移和径向分布函数。计算结果表明,液相浓度越低时,H₂O分子对各离子之间的相互作用有抑制作用,液相中离子浓度越高时,SO₄2-易与CO₃2-竞争Li⁺形成离子对,从而影响盐湖卤水中Li⁺的富集。本文研究结果对盐湖卤水中Li⁺的迁移行为作出了机理解释,为盐湖卤水提锂的发展奠定了理论基础。     

KNO3溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H₂O)_n]⁺,[NO₃(H₂O)_n]-和KNO₃(H₂O)_n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO₃溶液,目的在于深入理解KNO₃溶液中K⁺和 NO-₃的微观水合结构,以及K⁺-NO-₃离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO₃(H₂O)_n (n=6,8,10和12)水合团簇,K⁺第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K⁺和NO-₃主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO₃溶液中形成了直接接触K⁺-NO-₃离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO₃稀溶液中主要存在物种为水合K⁺和NO-₃,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K⁺-NO-₃离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。     

内蒙古西部地区盐湖水化学特征

2008年9~10月和2009年9月对内蒙古西部地区14个盐湖进行了考察、采样和分析。研究发现,本区盐湖卤水主要离子含量顺序为Na⁺>Cl->SO2-₄>Mg²⁺>K⁺,次要离子为Ca²⁺ >HCO-₃>CO2-₃,微量元素为B₂O₃>Br->Li⁺。Na⁺的分布特征为东部高,北部中等,西南部偏低;而Cl-为东高西低;K⁺大致为南高北低;Mg²⁺为中部高,西部低,北部与南部中等。SO2-₄、 Ca²⁺和CO2-₃的区域分布特征均不明显;微量元素Li⁺ 、Br-、B₂O₃含量虽局部(两大沙漠连接带)有所富集,但绝对含量不高。对天然盐湖和人工采盐池的卤水进行了对比。采盐池中卤水因为蒸发强烈,离子浓度显著高于天然盐湖。分析天然盐湖与采盐池卤水离子浓度的变化规律发现,卤水蒸发初期Na⁺、Cl-、SO2-₄离子浓度随矿化度的升高而增大,Ca²⁺离子浓度明显下降,卤水蒸发后期Mg²⁺、K⁺大量富集,整个卤水蒸发过程中微量元素Li⁺与B₂O₃浓度一直随矿化度的升高而增大。这些结果对内蒙古西部盐湖的研究与开发都具有积极意义。     

冠醚/离子液体体系对锂离子萃取动力学的研究

本文通过恒界面池法研究了以4’—乙酰基苯并—15—冠—5作为萃取剂和1—丁基—3—甲基咪唑双[(三氟甲基)磺酰基]酰亚胺作为协萃剂的萃取体系从高浓度水溶液中提取锂的动力学。研究了搅拌速度、平衡时间、温度、界面面积和传质阻力区对锂离子传质速率的影响。结果表明,界面膜的厚度在1 600 rpm~2 000 rpm 转速范围内是逐渐变薄的,并且在1 800 rmp~2 000 rmp转速范围内是没有变化的,说明锂离子传质速率1 800 rmp~2 000 rmp转速范围内是不变的；在锂离子的萃取平衡时间为40 min；萃取过程的传质阻力主要来自有机相；该萃取过程是混合控制的动力学过程；在两相界面上发生的萃取反应。通过研究锂离子、冠醚离子液体的浓度,锂离子的动力学方程可表达为:νLi,0=10-3.843±0.001·[Li⁺]⁰.907 1·[⁺] 0.832 8·[AcB15C5] 0.855 5。通过两相界面处形成锂离子最终配合物的传质速率步骤推导出锂的提取机理,这与实验结果一致。     

盐碱荒地开垦年限对表层土壤盐分的影响

 以典型荒漠区原生盐碱荒地及开垦农田为研究对象,通过对比研究,以阐明原生盐碱荒地开垦后不同管理措施下土壤可溶盐总量的变化规律,开垦后土壤剖面中可溶盐总量的垂直分布和季节变化规律。结果表明：开垦显著降低了0～50 cm土壤的可溶性盐含量,开垦达100 a以上老耕地的可溶性盐含量（2.31 g/kg）仅为原生盐碱荒地（26.62 g/kg）的11%;长期的耕作改变了土壤可溶性盐分在土层中的分布,原生荒漠土壤盐分具有鲜明的表聚特征,0～30 cm土层的盐分含量占整个土壤剖面的79%,开垦50 a后,土壤中的盐分分布趋于均匀,各离子浓度的垂直分布不再明显;开垦使土壤中的盐分离子组成也发生了变化,Cl^-、K⁺、Na⁺离子浓度降低,而SO₄^2-、Mg²⁺、Ca²⁺离子浓度增加,耕作层土壤由SO₄^-2-Cl^-1盐土转变为Cl^-1-SO₄^-2盐土;盐碱荒地土壤可溶盐浓度伴随着降水变化具有显著的季节变化特征,而季节对开垦耕地没有显著影响。总体而言,盐碱荒地经过多年开垦利用后,土壤可溶性盐分和pH值均显著降低。     

基于盐湖尾卤溶液结构变化的镁锂分离研究

盐湖卤水提锂工艺的难点之一在于卤水中镁锂比过高。采用红外光谱对非平衡动态降温过程中溶液结构变化进行分析,测定不同类型单盐溶液和卤水的结构变化,并基于此规律强化盐湖尾卤的镁锂分离。结果表明,MgSO4 溶液在40 ℃及以上时, 984 cm-1 处的特征峰显示可能出现接触式离子对结构(Mg²⁺-SO₄2-);1 280 cm-1处出现溶剂共享型离子对结构( Mg²⁺-H₂O-SO₄2-);Li₂SO₄溶液中出现溶剂共享型离子对结构的可能性低,镁锂之间会出现结构差异。基于如上溶液结构的变化,通过非平衡动态降温过程,实现盐湖尾卤中的镁锂分离,镁锂质量比值可由最初的40降至20左右,Mg²⁺以MgSO₄·nH₂O型混合结晶产品的形式从卤水中析出,而液相中Li⁺的损失率可低至5.01%以下,以此达到了脱镁及锂富集的效果。     

生态保护和植树造林对黑河流域河川径流的影响

黑河流域是密云水库上游潮白河水系的重要组成部分。从20 世纪80 年代开始,国家在黑河流域开展了大 面积的生态保护和植树造林活动。为正确认识植树造林等活动对流域水资源的影响,本研究利用20 世纪80 年代 和2000 年两期土地利用数据和流域1959～2000 年降雨、径流资料,分析了生态保护和植树造林活动影响下的流域 河川径流量的变化情况。研究结果表明：1959～2000 年黑河流域年降水量和河川径流量年际变化较大,但整体变化 趋势性不显著;黑河流域以林地、草地和耕地面积为主,从20 世纪80 年代到2000 年林地面积增加了8x10²hm²,草 地和耕地面积分别减少了7x10²hm² 和1x10²hm²;1980～2000 年开展植树造林活动期较1959～1979 年多年平均径流 系数下降了4.1%;1980 年后20 年的生态保护和植树造林活动对河川径流量的影响为- 0.3mm/hm²,且有丰水年份 对流域河川径流量影响最大,平水年次之,在枯水年份对流域河川径流量影响最小的现象。     

NH4Cl水溶液的微观结构和宏观物性研究

通过拉曼光谱、同步辐射X射线散射和密度泛函理论(DFT)模拟,研究了质量分数为1.0 %-28.0 %的NH₄Cl水溶液的微观结构变化。同时在室温下测量了粘度、接触角和电导率。由拉曼光谱和密度泛函理论模拟结果可知,当溶质浓度升高至10.0 %时,在2900 cm_-1^和3100 cm_-1^{附近出现了明显的}N-H作用峰,且随着质量分数的升高,NH₄Cl水溶液中的氢键类型发生了转变。X射线散射结果表明,当NH₄Cl水溶液质量分数升高至10.0 %时,差值对分布函数G(r)在2.98 ?附近出现明显双峰,表明在该浓度下溶液中NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对开始成为主要微观作用形式。对}NH₄Cl水溶液的宏观物性研究表明,粘度、接触角和电导率均随着NH₄Cl水溶液质量分数的增加而增大。作者推断,NH₄Cl水溶液中氢键类型的转变、O-H...N键占比增多以及逐渐增加的NH₄₊^-Cl_-^{接触离子对},是粘度和接触角随溶质浓度增加而增加的微观本质因素;电导率的增加与溶液中有效导电离子数量增加有关。     

从森林水文作用看长江上游防护林工程

本文通过对四川盆地森林水文效应的研究,对长江上游防护林体系的生态环境作用进行了初步预测,并提出水源林、水土保持林的分区原则,以及防护林作用的累积效应,对长江上游防护林的规划和评价具有参考意义。     

对三峡工程建成后长江中游防洪形势的新认识

长江上游穿行于深山峡谷间，出宜昌就进入广阔的平原地区。长江中游地区江面宽展，两岸全靠堤防约束江水，河道的安全泄洪能力远小于巨大的洪水来量，且两岸地面高程普遍低于洪水位数米至十几米，是长江流域洪水灾害最为集中、最为频繁的地区。2003年长江三峡大坝第三次截流后，上游地区的水文环境也将产生许多变化，与建库前相比洪峰时间提前、洪峰量增加、洪峰预见期缩短。三峡工程建成后，可减轻长江上游特大洪水或以长江上游洪水为主的全流域性洪水灾害，对于长江中游地区的洪水也有一定的调控影响,但防洪形势仍十分严重。     

人类活动干预后的塔里木河水资源持续利用问题*

人类活动的加剧,使干旱区河流原有的水文状态发生了很大变化.而如何持续利用变化后的地表水资源,是保证干旱区持续发展的前提之一.该文分析了人类活动对新疆塔里木河流域水文干预的后果,认为人类活动使河流下游径流量减少,水量的时空分布改变,径流规律趋于复杂化.指出,维持一定的河流水量,整治河道和改变用水模式是持续利用塔里木河水资源的保证.     

化隆盆地地貌演化与黄河发育研究

黄河上游的化隆盆地在第三纪期间为古湖占据．上新世晚期古湖开始缩小，约１．１ＭａＢＰ时消失，从而导致黄河在化隆盆地的出现．化隆盆地演化资料表明，青藏高原强烈隆起始于上新世中期，以后经多次快速构造抬升，以１．１和０．８ＭａＢＰ的抬升最为剧烈．     

1998年长江洪水的特点与警示

1998年长江洪水是自1954年以来又一次全流域性特大洪水,其特点是：气候异常,受厄尔尼诺/拉尼娜影响;水位高,持续时间长;上中下游洪水遭遇;受灾经济损失大。1998年洪水给人们的警示是：历史洪水多成组出现,防洪不能松懈;平垸行洪,势在必行;分蓄洪区不能形同虚设;大规模退田还湖,并不现实可行;长江上游分洪是防洪上的奇迹;调用“土壤水库”是防洪治本之策。     

长江上游防护林体系建设要点

本区防护林体系的建设目标是:改善生态环境,发展山区经济。人口稠密区防护林体系建设成败的关健在于:能否掌握生态生产双重功能,是否具有生态社会经济三大效益。为此进行了防护林体系分类,提出了林种的生态功能指标和生产功能指标。防护林体系的生态经济分区要研究生态经济系绽的地域差异,有助于发挥各个林种的生态生产双重功能,是建设防护林体系的重要途径,为合理布局提供科学依据。     

黑河上游多年基流变化及其原因分析

利用递归数字滤波法分割黑河上游主要水文站点的基流量,用移动平均、曼-肯德尔（Mann-Kendall）突变检验,小波分析方法分析研究区多年基流变化特点,并对基流影响因子进行分析。结果显示：黑河上游祁连、扎马什克、莺落峡三站多年平均基流指数均大于0．4;祁连与莺落峡多年基流量呈上升趋势,二者都在1979年发生增加到显著增...     

岷江卵石推移质泥沙与数量特性

根据区域地质与地貌及其对卵石岩类组成的影响，将岷江下游卵石来源分为三个补给区及汇合区，用各补给区与汇合区的卵石岩类鉴定资料建立计算模式，计算出来自大渡河补给区的卵石占４０．６％，来自岷江上中游补给区占３６．１％，来自青衣江补给区占２３．３％。大渡河补给区卵石汇入百分数为已知，其龚咀水库的卵石数量为６．７７×１０５ｔ／ａ，据此计算出岷江干流卵石数量为１．６６８×１０６ｔ／ａ。该计算数同用卵石磨损方法求出的数值相近。验证表明，计算值与验证值两者只相差１．９％。     

引黄灌溉与黄河断流

引黄灌溉平均每年为黄河下游地区增产粮食４９．１×１０８ｋｇ;山东省引黄灌区粮食产量年增长速率为６．５％。黄河断流,若以两年一次的洛口—利津河段同时断流统计,则每年至少损失粮食１７．２１×１０８ｋｇ;平均每断流一天,直接经济损失达３９３０×１０４元。因此,研究、缓解黄河断流,保证、发展引黄灌溉,是黄河下游农业持续发展的关键。     

未来长江口流量和潮位变化及其对河口水质的影响

本文通过长江口实测氯度与流量和潮位资料的相关分析,预估了未来河口水质的变化。计算表明,当大通站下泄流量不足13×10³m³/s时,未来东线调水及海平面上升,将使长江口南支河段水质严重恶化;三峡水库建成后,枯季1-3月增加下泄水量虽可抵消东线调水的影响,但在水库蓄水的10月遇枯水年分,水质将大幅度下降。