纳米铁还原脱氮动力学及其影响因素

饮用水中硝酸盐(NO3-)对人体健康有危害。为了去除水溶液中NO3-,在实验室制得纳米铁颗粒。它的粒径为20～40 nm,比表面积(BET)为49.16 m2/g。本研究通过批实验考察了纳米铁对NO3-还原脱氮动力学性质和影响NO3-脱氮快慢的主要因素,如反应pH、纳米铁投加量和NO3-起始浓度。实验结果表明,pH越低越有利于NO 3-还原。在一定范围内,NO 3-还原速率随纳米铁投加量增加而增大,而随NO 3-起始浓度升高而降低,反应遵循准一级反应动力学方程,表面吸附和氧化还原反应是纳米铁对NO3-脱氮的主要去除机理。纳米铁对NO3-还原过程中可能反应的途径进行了讨论,NO3-还原产物取决于反应条件。在本研究条件下,纳米铁对NO3-脱氮的最终产物主要为NH4+-N而不是N2,必须进行更多的研究来解决这一问题。     

高浓度化学浆液的研制与应用效果

淮北某煤矿因第四含水层水量过大,通过F5断层导入采煤工作面,使采煤生产陷入停顿。为解决采煤工作面涌水量过大问题,研制了高浓度化学浆液,经钻孔注浆收到良好的止水效果,使近200万t煤炭资源恢复开采,取得了很好的经济和社会效益。     

天然有机质存在条件下的纳米颗粒与重金属协同行为研究

纳米颗粒与重金属元素相结合发生反应,可能产生一系列相互作用关系。这些作用过程是取决于多个环境条件共同作用的复杂过程,尤其是在土壤这种复杂的典型非均质环境介质中。这些作用关系可分为协同促进和拮抗抑制两大类关系。对于土壤中的重金属元素离子而言,纳米态粒子对其环境有效性究竟是协同促进还是拮抗抑制作用,关键取决于纳米粒子的表面修饰特性、二者间的界面反应以及反应后重金属元素的最终赋存状态这三个方面。协同促进或拮抗抑制作用与否则最终决定了这些污染重金属离子的生物可利用性和生态毒性响应。本文对近年来纳米颗粒-重金属共环境行为国内外研究现状进行综述讨论。纳米-重金属界面吸附解吸和土壤中迁移持留过程研究涉及多个热力学、动力学解析方法,科学家结合静态批实验和动态迁移实验等实验室模拟手段,对纳米颗粒、重金属离子、有机质三因子在土壤介质中的相互作用影响和共行为方式展开深入探讨。在重金属离子-纳米颗粒表面吸附机制、赋存形态以及重金属纳米吸附态土壤迁移固定机制研究中,多种定性表征方法的综合应用,如透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线吸收近边结构光谱/扩展X射线吸收精细结构光谱(XANES/EXAFS)等方法相结合,被公认是揭示这一系列过程机制的重要技术手段。针对不同土壤环境中有机质存在条件,正确评价纳米态物质对重金属的迁移性及生物可利用性的影响作用,将为纳米环境效应评估和纳米修复技术等相关应用提供重要的数据支持和机理依据。     

华夏陆块闽西南坳陷二叠系含有机质页岩组成及赋气孔隙特征

华夏陆块从早古生代以来,经历了多期推覆与伸展构造的叠加。文中对华夏陆块闽西南仙亭、曲斗等地区/矿区附近及井下所采集的含有机质页岩样品进行实验测试,分析了有机质参数、矿物组成及赋气孔隙参数,将对中国华夏陆块闽西南二叠系页岩的储层特征研究及页岩气勘探前景预测提供理论依据。研究结果表明：(1)采用TOC残余碳分析实验、荧光显微镜及显微镜光度计实验等,认为闽西南二叠系页岩含碳量中等,为0.15%~2.71%;有机质成熟度高,为3.51%~4.33%。(2)储层矿物组成方面,利用X射线衍射实验进行全岩分析,结果显示黏土矿物占38.2%~49.6%,含量较高,主要为伊利石,含少量的绿泥石、蒙皂石;常见非黏土矿物主要为石英,均占45%以上;钾长石和斜长石含量较少,占1%~2.3%。(3)储层孔渗性方面：有效孔隙度为0.3%~11.4%,渗透率为(0.006 5~0.987)×10-3μm2;利用低温液氮吸附实验等对纳米级孔隙进行分析,认为部分小孔(2~50 nm)的孔容、比表面积较大,其次为微孔(小于2 nm)和大孔(大于50 nm)。此外,累计比表面积和累计孔容呈现出较好的正相关性,纳米孔隙累计比表面积、累计孔容与孔径之间的关系表明,闽西南二叠系页岩气主要赋存于微孔和小于10 nm的小孔中。依照页岩储层评价标准,闽西南二叠系海陆交互相页岩在有机质丰富、有机质成熟度、页岩厚度、矿物组成、孔隙结构等方面符合页岩气开发最低标准,具有勘探开发前景。     

变质岩透入性面理的纳米结构研究

通过江西变质岩透入性面理滑移面扫描电子显微镜（SEM）4例观测,发现其表面普遍存在纳米粒子层状结构,并为三轴压力实验所验证.在剪切滑移过程中纳米颗粒（直径φ40~95nm）经过粒化-异化-分化,个体形态有别,结构层次分明.这个纳米界限薄膜（层）,本质上是具有黏-弹性变形的摩擦-黏性（frictional-viscous）带.在此微域条带中,构造应力场-流变物理场-地球化学场非常活跃,并同变质岩面理发育3个阶段（剪切滑移强化作用-弱化作用-易剥作用）密切关联.进而可从黏-弹性变形行为揭示构造剪切的微观运动学机理.     

高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究

SH作为一种环保型、节约型有机高分子固化材料,用于沙漠治理具有广阔的应用前景。采用不同浓度SH、不同加固方式对沙体进行加固,加固后沙体微结构会发生变化,其物理力学性能也会出现显著变化。通过图形处理软件对固化后沙体的SEM图像进行计算分析;利用多元逐步回归分析方法对其性能参数与微结构参数之间的相关性进行计算,并对其相关性进行分析评价。计算结果表明,二者之间存在着良好的相关关系,各向异性、等效直径、扁圆度、充填比和面积比是对固化沙土力学性质影响较为显著的5个微结构参数。从微观角度证明了SH是一种较为理想的高分子固沙材料。     

硅藻土开发应用及其进展

利用硅藻土的微米级形体、天然纳米孔和主要成分为非晶质硅藻壳等特殊构造与性质,开发多用途的纳米材料、微孔材料、改性剂及合成白炭黑等,应用于污水处理、环保建材、无机分离膜、杀虫剂、橡胶补强等领域,取得了良好的效果,其应用前景十分可观。     

高分子材料固化滨海盐渍土的强度与微结构研究

高分子材料SH固土剂与生石灰粉共同固化滨海盐渍土具有很高的抗压强度、抗拉强度和水稳性。由于SH固土剂对土颗粒的包裹作用及在土颗粒间和孔隙内形成的丝网状联接结构,使得固化土的强度和水稳性较单一石灰固化土提高很多,正弦波压缩疲劳作用降低了固化土的抗压强度。在一定的荷载值及幅值条件下,随疲劳次数的增加,抗压强度下降。30×103疲劳次数是强度下降的另一个起始点。固化土的微结构形貌照片显示,SH固土剂在两周固化龄期时形成了稳固的丝网状联接结构,四周龄期时结构已相当稳定。浸水后丝网状联接结构依然存在,表明SH固土剂的固化反应具有不可逆性。     

沙漠绿洲多功能高分子植物生长调节剂籽瓜增产和品质改善研究

选择适合当地土壤和生态环境特点的优质高产籽瓜品种——新籽瓜1号,进行甘肃省武威市民勤沙漠绿洲多功能高分子植物生长调节剂籽瓜根部追施增产和品质改善试验研究。结果显示,施用产品不但有利于籽瓜的营养和生殖生长,增加瓜径3%~5%、提高产量11.5%,而且显著改善籽瓜的品质,提高其粗蛋白和维生素B1、B2含量,分别比对照增加1.80%和29.41%、14.29%,因而产生较好的经济效益,净增产值358.95~580.95元·hm-2。     

块金成因新见及其分级

本文描述了块金的形成新机制。在热液中呈金氢化物、金羰基化合物及纳料金粒子、纳米金合金粒子活化迁移。在表生条件下,金硫代硫酸盐配合物、金粒子、金合金粒子是金迁移的主要形式。块金是地质的、化学的、物理的、生物化学的综合作用的结果。按块金成因分为内生块金和次生块金。按单块块金质量分为４级。