CH_4/CO_2/H_2O在煤分子结构中吸附的分子模拟

煤与CH4,CO2和H2O相互作用的分子机制是深入认识流体在煤中的赋存状态、流体诱导的煤溶胀(或收缩)等现象的基础.相对于各种仪器分析技术,基于分子力学、分子动力学及量子化学的分子模拟技术是揭示物质结构与性质间关系、了解物理化学体系中物质相互作用机制的有力工具.本文应用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)及分子动力学(MD)方法对兖州煤模型(C222H185N3O17S5)的吸附行为进行了研究,获得了CH4,CO2与H2O的吸附量、吸附构型以及含氧官能团的影响,并利用等量吸附热及能量变化数据揭示了三种物质的不同吸附机理.(1)单组分CH4,CO2和H2O的等温吸附曲线均与Langmuir模型吻合较好,吸附量相对大小为CH4CO2H2O;高温不利于吸附;CH4/CO2/H2O三元混合组分(摩尔组分比1:1:1)吸附,仅H2O与Langmuir模型吻合.(2)CH4,CO2和H2O在298.15 K时的平均等量吸附热分别为22.54,36.90和37.82 kJ mol-1,即H2OCO2CH4;温度越高,等量吸附热越小;压力对吸附热则无明显影响.(3)CH4在孔隙中呈聚集态分布,CO2呈两两交叉的排列形式H2O分子在氢键作用下,O原子规律地指向周围H2O分子中或煤分子中的H原子;三者分子间距分别为0.421,0.553和0.290 nm,径向分布函数显示H2O分子排列最为紧凑并形成紧密分子层.(4)H2O围绕煤表面的含氧官能团形成明显分层分布,作用强度从大到小依次为羟基羧基羰基;CO2与CH4仅出现微弱的分层.(5)兖州煤模型吸附CH4,CO2及H2O分子后,体系总能量、体系价电子能和体系非成键能均降低.体系总能量降低幅度表明兖州煤模型中吸附优先顺序为H2OCO2CH4.价电子能的降低,表明地质条件下由于压力作用形成的"应变煤",在与流体作用过程中发生结构重排以形成更加稳定的构象,可能是流体与煤作用后产生溶胀的分子机制.范德华力、静电力与氢键力对非成键能降低的不同贡献揭示,煤与CH4的相互作用为典型物理吸附;与CO2的相互作用是以物理吸附为主,并存在微弱的化学吸附;与H2O的作用则是物理化学吸附并存.     

中国城乡基本公共服务均等化及其空间格局分析

以中国31个省级行政单位为研究对象,从教育服务、文化服务、医疗卫生服务、基础设施服务、社会保障服务和信息化服务6个方面构建指标体系,综合测度各省份城市和农村基本公共服务水平;利用信息熵原理构建基本公共服务均等化指数,测度各省份城乡基本公共服务均等化程度,并用探索性空间数据分析方法对城乡基本公共服务均等化指数的空间格局进行研究。研究表明：① 各省份城市和农村基本公共服务水平的差异均十分显著。城市基本公共服务水平的空间分布为“T”字型格局,并呈“东—中—西”阶梯状递减;农村基本公共服务水平的空间分布与城市存在很大的不一致性,呈“东—西—中”阶梯状递减的格局。② 31个省份的城乡基本公共服务均等化指数偏低,其空间分布存在着显著的全局空间自相关特征。③ 各省份农村基本公共服务水平对均等化指数的影响大于城市,城乡基本公共服务均等化指数与农村基本公共服务水平的关系类似马太效应。     

聚心凝力开创广西国土事业新局面--广西国土资源厅副厅长曹国生、黄日富、李彬部署2004年土地、海洋、矿产管理工作(摘要)

编者按：2月4日,广西各市国土资源局长会议在首府南宁顺利召开,曹国生、黄日富、李彬三位副厅长在会上分别对2003年土地、海洋、矿产等三个方面工作进行总结,并部署2004年主要工作任务。     

中国南方岩溶区环境脆弱性及其经济发展滞后原因浅析

中国南方岩溶石山区面积达５４万ｋｍ￣２,共有农业贫困人口１２４０多万,是我国较大的连片贫困地区之一。由于环境脆弱以及土地利用不合理等,使这些地区的经济发展远远滞后于全国总体发展水平。因此,从根本上综合治理这一脆弱环境,恢复其良性生态,并配以必要的社会措施是改变其落后贫困面貌的必要之举。也只有这样,才能保证人与自然的持续、稳定、协调发展。      

广西灌阳县响水洞石笋的同位素年龄及古气候意义

通过对灌阳县响水洞1号石笋进行α能谱铀系测年和碳氧同位素分析,获得了距今44. 0～ 3. 1ka高分辨率古气候演变信息。它反映44. 0ka 以来区内经历了严寒(晚大理冰期)、冰期后干冷和温热(间夹短暂的冷期)等气候变化。      

内蒙古中西部地区震源参数研究

选取内蒙古测震台网2009—2016年内蒙古中西部M_L≥2.8中小地震波形记录,采用多台联合反演方法,计算该区中小地震震源谱参数,获得地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r,利用线性回归,分析近震震级M_L、地震矩M₀、矩震级M_W、应力降Δσ和震源尺度r之间的关系。结果表明,各参数之间存在一定线性关系,内蒙古中西部地区应力降模型为增加应力降模型（ISD）。     

锡林浩特市市区地震砂土液化研究

收集整理锡林浩特市区34个钻孔资料,采用标准贯入试验法和剪切波速法对其进行地震砂土液化的判别,结果显示:当地震烈度达到Ⅶ度时,锡林浩特市区存在砂土液化问题,并给出锡林浩特市市区砂土液化分布范围。     

桂林盘龙洞石笋中新仙女木事件及全新世气候变化记录

中国古气候研究的重要内容之一,就是要研究中国季风形成的机制和演化过程。中国南方岩溶区地处夏季风最敏感的地区,但由于缺乏象湖泊、冰芯和黄土那样的记录载体,还缺乏高分辨率古气候研究成果。因此,通过对桂林盘龙洞一1.22m长,直径约45 cm石笋的加速质谱~(14)C测年和详细的氧碳同位素记录以及洞穴环境的研究,初步得出以下结果:①由末次冰期向全新世的突然变暖过程中,有一短暂冷事件记录,发生时间大约在距今11.3～10.8 ka,这可能是新仙女木事件在该地区的反映;②在距今9.0～7.0ka,该地区逐渐变得温暖和湿润,即夏季风逐渐增强,但在其期间同位素记录也显示存在一些小波动,即在距今9.0～8.0ka,夏季风较强,而在距今8.0ka左右,δ~(18)O值增加,可能记录了一次短暂的冷事件;③从距今7.0～4.5 ka,尤其距今6.0～4.5 ka,δ~(18)O总体上比现代碳酸盐的δ~(18)O值低,同时石笋的生长速度最大,δ~(13)O值也低,因此这一时期可能夏季风要比现代强,但在距今5700年至距今5500年,δ~(18)O值与现代相似,表明夏季风有所减弱;④在距今4.5 ka后,δ~(18)O值与现代δ~(18)O值相似,这表明夏季风减弱,该地区进入现代气候模式,石笋的生长速度减小,在距今几百年前停止生长。但在近几千年中,也有数次波动,即在距今4.0～2.5 ka,距     

中国近20万年以来古气候研究概况及其发展方向

全球变化是当今人们所面临的重大问题之一,而对过去全球变化的认识,尤其对近20万年以来的古气候变化的认识是预测未来全球变化的关键。我国对黄土、湖泊沉积物、冰心、海洋沉积物等信息载体的研究已取得了大量的成果,但仍存在分辨率不高、研究区域分布不均、系统研究不够等问题。因此,应针对这些不足,并结合我国的特殊地域优势和气候形成机制,对一些重点地段和时间段加强研究,以便加深对青藏高原抬升对东亚气候的影响和东亚季风的演化规律等问题的认识。