提高固定膜光催化氧化净水器性能关键因素的研究

简单介绍了影响光催化氧化有机物反应速度的五个因素，通过分析找出影响光催化氧化有机物反应速度的主要因素，必须同时考虑反应内E_((r))和S_((r))相互综合因素对反应器自由基产生率的影响;通过实验方法找出对应不同功率光源的光催化载体最优半径r_(opt)具体数值，是提高固定膜光催化氧化净水器性能的关键，如果把固定光催化膜载体布置在半径r_(opt)的圆周上，就能充分利用光源的光能，在反应器有限的空间内使得适当强度的紫外光照射到有效光催化剂的面积适当，这时光催化反应器光能利用率最高。

Design and operation of integrated pilot-scale dimethyl ether synthesis system via pyrolysis/gasification of corncob

The integrated pilot-scale dimethyl ether (DME) synthesis system from corncob was demonstrated for modernizing utilization of biomass residues. The raw bio-syngas was obtained by the pyrolyzer/gasifier at the yield rate of 40-45 Nm(3)/h. The content of tar in the raw bio-syngas was decreased to less than 20 mg/Nm(3) by high temperature gasification of the pyrolysates under O-2-rich air. More than 70% CO2 in the raw bio-syngas was removed by pressure-swing adsorption unit (PSA). The bio-syngas (H-2/CO approximate to 1) was catalytically converted to DME in the fixed-bed tubular reactor directly over Cu/Zn/Al/HZSM-5 catalysts. CO conversion and space-time yield of DME were in the range of 82.0-73.6% and 124.3-203.8 kg/m(cat)(3)/h, respectively, with a similar DME selectivity when gas hourly space velocity (GHSV, volumetric flow rate of syngas at STP divided by the volume of catalyst) increased from 650 h(-1) to 1500 h(-1) at 260 degrees C and 4.3 MPa. And the selectivity to methanol and C-2(+) products was less than 0.65% under typical synthesis condition. The thermal energy conversion efficiency was ca. 32.0% and about 16.4% carbon in dried corncob was essentially converted to DME with the production cost of ca. (sic) 3737/ton DME. Cu (111) was assumed to be the active phase for DME synthesis, confirmed by X-ray diffraction (XRD) characterization.

Scale study of direct synthesis of dimethyl ether from biomass synthesis gas

We investigated the synthesis of dimethyl ether (DME) from biomass synthesis gas using a kind of hybrid catalyst consisting of methanol and HZSM-5 zeolite in a fixed-bed reactor in a 100 ton/year pilot plant. The biomass synthesis gas was produced by oxygen-rich gasification of corn core in a two-stage fixed bed. The results showed that CO conversions reached 82.00% and 73.55%, the selectivities for DME were 73.95% and 69.73%, and the space-time yields were 124.28 kg m- 3 h- 1 and 203.80 kg m- 3 h- 1 when gas hourly space velocities were 650 h- 1 and 1200 h- 1, respectively. Deoxidation and tar removal from biomass synthesis gas was critical to the stable operation of the DME synthesis system. Using single-pass synthesis, the H2/CO ratio improved from 0.98-1.17 to 2.12-2.22. The yield of DME would be increased greatly if the exhaust was reused after removal of the CO2.

地球科学研究数据的分类与组织研究

科学数据是重要的科技资源,科学数据的共享管理日益成为学术界和政府关注的前沿领域。地球科学门类众多,研究对象复杂且往往时空尺度大,在此过程中产生了大量数据结构形式各异的数据,诸如图型数据、表格数据、文本数据、影像数据等等。在数据库系统环境下如何对这些异构的数据进行存储、发布、显示是科学数据管理必须首先面对的问题。在分析研究地球科学数据特征的基础上,结合黄土高原数据中心的建设实践,以科学数据共享管理为目标,对地球科学研究数据的分类和组织进行了研究。阐述了地球科学研究数据的异构性、密集性、复合性等基本属性和特征,提出了关系类型、空间类型、文件类型等3种基本类型的数据集分类和组织方式,并提出了整编数据集的基本原则和方法以及科学数据分级、保护、共享的方式。实践表明:该数据分类与组织技术方案符合地球科学研究数据的特点,并将科学数据管理与计算机网络技术、信息技术有机结合,具有思路与技术的先进性和广泛的应用场合。

云雾山草地植被恢复过程土壤水库特性及影响因素

为了了解植被恢复过程土壤水库特征的变化及其驱动因子,为半干旱典型草原区植被恢复的土壤环境效应提供评价依据,研究了宁南半干旱典型草原区植被恢复80 a对土壤水库库容、实际贮水量和贮水效率的影响及驱动因子。结果表明:土壤水库总库容、吸持库容、实际贮水量、贮水效率以及土壤物理性质均在草原植被恢复25 a内不断提高,经37 a略微下降后随植被演替土壤水库特征和土壤物理性质继续改善。通过逐步回归分析,容重、有机质含量和水稳性团聚体分形维数是影响土壤水库总库容的主要因子,毛管孔隙度则是影响土壤实际贮水量和贮水效率的主要因子。土壤有机质含量与容重、分形维数呈显著负相关(P<0.05),与毛管孔隙度呈极显著正相关(P<0.01)。植被恢复促使有机质积累,从而改善了土壤结构状况,提高了土壤土壤贮水能力、贮水量和贮水效率。可以认为土壤有机质积累是土壤水库功能提高的直接动力。

铁体系催化丁二烯聚合的研究

本工作研究了以三氯化铁为主催化剂，三异丁基铝为助催化剂，吡啶、苯胺、丙烯腈、乙二胺、四甲基乙二胺、2,2'－联比啶和邻啡啰啉等含氮化合物为配位体的催化体系聚合丁二烯。发现邻啡啰啉做配位体时，该体系有很高的催化活性，Fe/BD为3.0 * 10~(-5)，Al/BD为2.0 * 10~(-3)时，聚合物收率可达90％以上。认为能与活性中心形成五圆或六圆螯合环的共轭含氮化合物做配位体，对聚合活性有非常显著的提高。而且共轭的程度愈高，活性愈高。故乙二胺、四甲基乙二胺、2,2'－联吡啶及邻啡啰啉虽然都能够与Fe形成五圆螯合物，但活性不一样：并用分子轨道理论进行了讨论。本文详细地研究了FeCl_3-Al(i-C_4H_9)_3-phen体系催化丁二烯聚合，考察了phen、Al(i-C_4H_9)_3的用量及聚合温度对催化活性、聚合物特性粘数及微观结构的影响。加入phen得到中乙烯基PBD(1,2-结构为40％－60％)，而不加入phen则得到顺式1,4－结构较高的PBD（顺式－1,4结构为74.4％）。该体系得到的PBD的特性粘数一般大于10，难以加工，故进行了分子量调节的尝试。体系中加入氯化正丁烷、溴代正丙烷、碘甲烷等卤代烷及三氯乙烯、氯代苯等卤代烃，均不能使PBD的分子量降低，而且用量较大时基本不影响聚合反应。卤代丙烯及氯代苄均可以降低PBD的分子量，其中氯丙烯的分子量调节效果最佳。若用量合适，可以使PBD的特性粘数从10以上降到4以下，而基本上不影响聚合物收率。PBD的分子量分布较窄，分布宽度指数为2.0左右，不随氯丙烯的用量而改变。从实验结果讨论了FeCl_3-AlCi-C_4H_9)_3-phen体系催化丁二烯聚合的机理及分子量调节剂的链传移机理。认为该体系催化丁二烯聚合的活性中心为：链转移是通过分子量调节剂对活性中心的氧化加成－还原消除反应进行的。在phen存在下，FeCl_3、Fe(acac)_3等与烷基铝作用，及(phen)_2FeCl_2与烷基铝作用，均可以生成烷基铁络合物：但只分离出(C_2H_5)_2Fe(phen)_2。(i_C_4H_9)_2(phen)_2及由氯化铁和(phen)_2FeCl_2合成的烷基铁络合物还未得到纯的产物，但从反应产物的易氧化性、水解产物的分析及红外光谱，证实产物中存在烷基铁。用元素分析、红外光谱、远红外光谱及气相色谱分析表征了(C_2H_5)_2Fe(phen)_2的结构。(C_2H_5)_2Fe(phen)_2单独使用不能使丁二烯聚合，需加少量的烷基铝，与其中一个配位体络合，使活性中心有供丁二烯配位的空轨道，聚合反应才能顺利进行：得到的PBD特性粘数为1.8～2.4左右，1,2－结构为40－60％，顺式－1,4结构为53～41％，反式－1,4结构很少。初步证明所提出的铁体系催化丁二烯聚合的机理基本上是正确的。初步表征了铁体系聚丁二烯硫化胶的性能，其抗张强度为203～205公斤／厘米~2，300％定伸强度为70～125公斤／厘米~2，伸长离为453～573％。

聚合物载体缩硫醛大环螯合剂的合成和选择络合汞的性能以及做为高分子汞解毒促排药物的动物实验

在我国某些地区，汞的污染已达到十分严重的程度。如，第二松花江吉林市下游江段，江水总汞含量和鱼体含汞量已能和日本严重汞污染的水俣湾相比。在化学工业，仪表工业中，汞中毒列为严重性占第二位的职业病。因此，汞的污染防治已是急待解决的问题。各种含硫螯合剂可应用于含汞污水处理及汞中毒的治疗。Nyssen等1976年合成了一种缩聚型的缩硫醛大环螯合树脂，作者希望它能成为汞中毒的口服解毒药物。这种产物对Hg~(++)和CH_3Hg~+表现了极强的选择络合性能。但是由于其交联结构不利于Hg~(++)深入树脂内部，因此络合容量太低，仅为2毫克Hg~(++)/克。为了提高其络合能力并进而得到一种水溶性产物，我们合成了二种新的高分子缩硫醛大环螯合剂；其一，以聚苯乙烯为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为PS-S）。其二，以右旋糖苷为载体的缩硫醛大环螯合剂（简写为D-S）。前者做为螯合树脂表现了对Hg~(++)极强的选择络合能力，并且络合容量比缩聚型产物高十倍以上（达30-60毫克Hg~(++)/克）。后者经动物实验证明是一种无毒而有效的高分子汞解毒药。（一）PS-S的合成和络合性能1）醛基的引入采用了不同交联度的凝胶型聚苯乙烯（PS）树脂及不同孔径和表面的大孔型PS树脂做为骨架材料，并采用了二种不同的方法在PS上联结醛基。2）PS-S的合成采用了一系列巯基化合物与PS-CHO反应合成PS-S。例如，用乙二醇二巯基乙酸酯与PS-CHO反应，其它采用的巯基化合物还有：丁二醇二巯基乙酸酯、季戊四醇四巯基乙酸酯、乙硫醇、巯基乙酸、巯基乙酸乙酯等。同一骨架材料的上述各产物的静态Hg~(++)络合容量基本相同，可是含硫环的大小对络合容量影响不大。3）缩硫醛化产物模型化合物的研究合成了几种小分子缩硫醛化产物，对它们进行了MS、NMR谱分析，从以上三种不同类型的缩硫醛化产物本身及其对Hg~(++)作用物的稳定性比较，以第二类大环型产物稳定性最好。4）不同骨架结构的PS-S络合性能比较对不同交联度的凝胶型PS树脂为骨架的PS-S树脂，及不同孔经和比表面积的大孔型PS树脂为骨架的PS-S树脂，分别测定了对Hg~(++)的络合容量，结果表明：大孔型PS-S树脂络合容量最高。当其孔径在100-1000埃，比表面积100米~2/克时，静态络合容量可达65毫克Hg~(++)/克。5）大孔PS-S树脂络合性能的研究①研究了不同测定方法下（静态法、动态法、饱和法），不同测定条件（如树脂用量、Hg~(++)溶液浓度等）对产物络合容量测定的影响。在PS-S装柱反复络合洗脱十次后，树脂络合容量不下降。②不同PH测定PS-S络合容量表明：中性条件下对Hg~(++)络合容量较高。某些有机溶剂（如乙醇、二氧六环）加入Hg~(++)水溶液有利于络合容量的提高。而某些有机溶剂（如丙酮、乙酸）的添加却降低了树脂络合容量。③大孔PS-S树脂对不同金属离子(Pb~(++)、Co~(++)、Cd~(++)、Ca~(++)、Zn~(++))络合容量的测定表明：大孔PS-S树脂对Hg~(++)的络合容量比上述其它金属离子高几十倍到近千倍。（二）D-S的合成与性能研究了介质、温度、时间、反应物用量等条件对反应结果的影响，反应所用Dextran分子量31600，生成的D-CHO含醛基量0.66毫克当量/克。生成的D-S含硫量3.5～6%，分子量约3600。（三）PS-S和D-S对汞中毒巯基酶的解毒实验生物体汞中毒的一个重要毒理是汞使巯基酶中毒，我们采用了PS-S和D-S来对汞中毒的巯基酶-脲酶解毒，使失活的脲酶重新恢复活力，模拟药物在生物体内的解毒过程。实验表明：PS-S和D-S的解毒能力比相同重量的离子交换树脂、巯基树脂、巯基棉等都要强。而且很少量的PS-S和D-S就能使脲酶100%的恢复活力。不同用量的PS-S和D-S使汞中毒脉酶恢复活力的试验显示了良好的线性关系，尤其是D-S，它几乎等当量地（每二个硫原子络合一个汞原子）使汞中毒脲酶恢复活力。（四）D-S的汞解毒及代谢促排过程的同位素示踪试验1）当给小白鼠静脉注射极限注射量（达1毫升/只鼠）的6%D-S水溶液时未发生受试动物的死亡，即LD_(50) > 4000毫克/公斤体重，说明D-S是无毒的。同时病理镜检表明动物肝肾此时无异常。2）分别对10只小白鼠静注致死量的Hg~(++)，对其中一组注射D-S（0.2毫升/只）一次，结果3小时后对照组动物全部死亡时，给药组尚存活6只。D-S表面了对受试动物良好的保护作用。病理镜检表明D-S使肾脏的汞中毒病变有所缓解。3）用同位素~(125)I标记D-S，研究了口服，静注D-S在小白鼠体内的代谢情况。试验得到了D-S经静注，口服二种途径在小白鼠体内血、肝、肾、脾等主要脏器中的经时代谢曲线。六小时后D-S大部分代谢出体外，12天后全部代谢出体外。并进而得到了二种不同给药方式的药物代谢动力学方程。D-S口服为：C_血=0.1 (e~(-0.00183t)-e~(-0.01t))符合于一级吸收过程的单室模型 D-S静注为：C_血=0.384 e~(-0.645t) + 0.074 e~(-0.08t) + 0.042~(-0.00464t)符合于快速静注下的三室模型。4）采用~(203)Hg做了D-S口服、静注给药时对Hg~(++)的促排作用的实验，得到了二种给药方式下Hg~(++) 在小白鼠血、肝、肾、脑及全身的促排代谢经时曲线。实验表明D-S对汞有明显促排作用，其中口报组效果更好。D-S促排与代谢同位素示踪试验数据之间表现了有趣的相关性，有助于我们解释D-S对汞促排的机制。动物实验表明：D-S可能成为一种临床使用的副作用小的汞中毒解毒促排新药。

中国白垩纪蜂窝蛋化石的分类订正

重新系统描述了蜂窝蛋科蜂窝蛋属的模式蛋种宁夏蜂窝蛋(Faveoloolithus ningxiaensis)和杨氏蛋属的模式蛋种夏馆杨氏蛋(Youngoolithus xiaguanensis), 并记述了产自浙江天台的蜂窝蛋科新材料，建立一个新的蛋属——副蜂窝蛋属(Parafaveoloolithus), 及3个新的蛋种——Parafaveoloolithus microporus, P. macroporus和P. tiansicunensis。根据赵资奎1994年提出的恐龙蛋分类中具有鉴定意义的几个特征，重新讨论了现有蜂窝蛋的分类地位，提出杨氏蛋属应当提升为科一级的分类单元，总结了蜂窝蛋科内属级和种级分类单元的主要鉴定特征以及蜂窝蛋类的鉴定方法。