氮气、氧气和空气水合物的合成及其拉曼光谱特征

在-20℃和不同的压力下,在实验室内分别合成了氮气水合物(16MPa)、氧气水合物(13MPa)和空气水合物(15MPa),并对其N—N和O—O键伸缩振动的拉曼光谱特征进行了研究。结果表明,人工合成的水合物中的N—N和O—O键的拉曼位移与天然的空气水合物中的数据十分接近。在氮气水合物和空气水合物中,N—N键的拉曼峰值均为2322.4cm-1;O—O键的拉曼峰值在氧气水合物和空气水合物保持一致,均为1547.8cm-1。空气水合物分解的拉曼谱图表明,它不是氮气水合物和氧气水合物组成的混合物,而是由氮分子和氧分子共同生成的单一水合物,氮分子和氧分子同时进入水合物的大笼和小笼中。与空气中的氮、氧比例相比,水合物中氧分子明显富集,氮分子和氧分子的比例为2.4∶1。     

X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。     

海洋天然气水合物氢氧同位素分馏初探

天然气水合物的形成会造成氢、氧同位素的分馏.在实验室合成研究中,利用天然海水 [(含 0.03%十二烷基硫酸钠 (SDS)]与甲烷气体反应,通过对水合物生成前后溶液中的 Cl-的质量浓度和氢、氧同位素组成的测定,研究了天然气水合物生成过程中氢、氧同位素的分馏情况.实验证明氢、氧的重同位素易于富集在水合物中,其在天然海水-甲烷体系中的分馏系数分别为 1.018～ 1.036和 1.003 4～ 1.006 3,这一分馏系数稍大于前人在纯水和 NaCl溶液中所测得的分馏系数.     

水平推力桩在大位移情况下m值的确定

根据《港口工程桩基规范局部修订》关于m法的新解释,结合某码头2根大直径钢管嵌岩桩的试桩资料总结了m值与泥面处位移 的指数关系以及m值对桩受力特性的影响,发现规范建议的m值难以适应大位移情况下的取值要求。建议通过收集大量有关大位移情况下的试桩资料,根据m值和泥面处位移 的指数关系,统计分析出在各种土质条件下相应于某一大位移时m值的取值范围,为工程设计提供依据。     

未熟烃源岩中矿物低温催化脂肪酸脱羧生烃动力学模拟实验研究

在150～160 ℃和未熟烃源岩矿物的催化下,使十八烷酸脱羧生烃,用测定反应放出的CO2量随时间的变化关系直接研究了我国7个油田未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羧生烃的动力学.由所得到的动力学参数与未熟烃源岩中碳酸盐含量的关联中发现,在低温、常压、无水条件下或低温、高压、碱性盐水条件下未熟烃源岩对脂肪酸催化脱羧生烃的动力学参数与其碳酸盐的含量有关,一般碳酸盐含量高反应速率常数大,而反应活化能低.     

南洞流域东部重点区石漠化现状及治理对策

为了探讨南洞流域东部重点区石漠化现状及其治理对策,通过遥感数据分析结果并结合地面实地调查验证,对云南南洞流域东部重点区石漠化分布特征、成因、危害及其区域林地生态环境质量状况进行了分析。结果表明,南洞流域东部重点区石漠化面积占岩溶区面积的17.2%,集中分布于大庄盆地西北部,以轻度石漠化为主,轻度、中度、重度石漠化的面积比例约为7∶3∶1,石漠化与水土流失问题突出,岩溶区林地生态环境质量等级以三级、四级为主,占区域总面积的53.77%,整体水平较低,且明显低于区内的非岩溶地区林地。粗放型畜牧和农耕方式是导致区内石漠化形成和加剧的最重要因素。提出休垦弃焚、恢复次生植被、合理开发利用土地资源、优化农林畜牧产业结构,实施林草建设工程、草食畜牧业工程、水利水保设施工程,建立保障制度和监督机制,开展全面的石漠化综合治理对策,以确保区域生态恢复、农林畜牧经济健康发展及南洞地下河流域生态安全和水资源开发利用。      

铝土矿粘土研究的回顾(续)

我国球粘土应成为独立矿种,湖沼球粘土中含“内胶体”的自生高岭石是生物有机质作用造成,水云母、I-M间层粘土矿物及有机质会增加可塑性、粘结性及干燥强度,钾、钠的增加可降低烧结温度。沉积球粘土与残积成因高岭石为无序或较无序,古生代煤系高岭石为有序和高度有序,岩浆热液成因的高岭石常为有序或高度有序;北方古生代软质粘土（紫矸）为规模较大、较为均匀稳定的高度有序高岭石,应积极开发。硬水铝石岩溶铝土矿应属于生物有机质成矿作用的沉积型铝土矿。     

白银厂钢－多金属矿床折腰山筒状矿体的形成

折腰山矿床的筒状矿体，产于折腰山火山一沉积形成的层状矿体中。经实地调查并与邻区的构造对比研究，作者认为，形成该筒状矿体是地壳运动对一层状矿体改造变形的结果。     

冬季格陵兰以东区域海冰与北太平洋风暴轴的关系

对45个冬季格陵兰以东区域海冰密集度场与北太平洋500 hPa位势高度滤波方差场作奇异值(SVD)分析.结果表明:SVD得到的第1对空间典型分布反映了冬季格陵兰以东区域海冰异常与北太平洋风暴轴异常变化密切相关.进一步的合成分析显示:海冰异常导致大气环流调整,气压梯度、急流、850 hPa天气尺度涡动热量经向通量和垂直通量、局地斜压性均发生改变,从而对北太平洋风暴轴的强度及中心位置位移造成影响.     

农业气象灾害影响评估和防御技术研究进展

为解决我国16亿人口的食物安全问题，最根本的措施是进行一次新的农业科技革命，依靠科技创新使农业生产力水平实现质的飞跃，开展农业气象灾害的影响评估和防御技术研究，提高其技术水平，便是一项必不可少的措施之一。为此，通过对农业气象灾害影响评估的分析，找出其相应防御技术和措施。