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膜曝气生物膜反应器污水处理过程N_(2)O排放特性及减排策略 被引量：2
1
作者 王亚宜 贺泰来 +3 位作者 李佳 吴巧玉 汪涵 赵立功 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第3期350-358,共9页
膜曝气生物膜反应器(membrane aerated biofilm reactor,MABR)作为一种新型的污水处理技术,因其高效的氮去除能力和较低的N_(2)O排放水平而受到广泛关注。传统污水处理脱氮过程中,硝化反硝化阶段主要通过羟胺氧化、AOB反硝化、异养反硝... 膜曝气生物膜反应器(membrane aerated biofilm reactor,MABR)作为一种新型的污水处理技术,因其高效的氮去除能力和较低的N_(2)O排放水平而受到广泛关注。传统污水处理脱氮过程中,硝化反硝化阶段主要通过羟胺氧化、AOB反硝化、异养反硝化以及化学变化途径产生N_(2)O。MABR处理市政污水较传统曝气方式具有更低的N_(2)O排放潜力,主要得益于MABR特殊的底物异向扩散模式和无泡曝气方式,这会减少N_(2)O产生潜力及排放水平。该文总结了MABR在运行过程中N_(2)O产生与降低途径,讨论了N_(2)O产生和排放的影响因素及控制策略,并对今后研究MABR体系中N_(2)O排放进行了展望,以期说明MABR进一步工程应用在碳减排方面的优势。 展开更多
关键词 膜曝气生物膜反应器(membrane aerated biofilm reactor MABR) n_(2)O 污水处理 温室气体 碳减排 生物脱氮
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基于相渗滞后效应的水驱裂缝性气藏注N_(2)提高天然气采收率机理
2
作者 王军磊 位云生 +2 位作者 曹正林 陈东 唐海发 《天然气工业》 北大核心 2025年第3期96-111,共16页
裂缝与基质的渗透率级差导致水驱裂缝性气藏非均匀水侵严重,水淹区内以水封气和水锁气等形式存在的剩余天然气难以动用,严重影响了气藏天然气采收率的提高。为此,基于Killough、Carlson和Larsen经典相渗滞后理论,建立了先渗吸后驱替的... 裂缝与基质的渗透率级差导致水驱裂缝性气藏非均匀水侵严重,水淹区内以水封气和水锁气等形式存在的剩余天然气难以动用,严重影响了气藏天然气采收率的提高。为此,基于Killough、Carlson和Larsen经典相渗滞后理论,建立了先渗吸后驱替的气水相渗滞后模型,然后应用数值模拟方法,根据典型数据建立了一维长岩心模型和二维岩板模型,模拟了水锁气和水封气形成及解封过程并分析滞后作用对水侵和注气开发效果的影响,最后结合嵌入式离散裂缝技术建立了水驱裂缝性气藏注采概念模型,系统论证了注N_(2)气提高天然气采收率的多重机理。研究结果表明:(1)气藏水侵后水淹区内的剩余天然气主要以2种形式存在,即气水两相中的水锁气以及被连续水相封隔的水封气;(2)在相渗滞后作用下,水锁气饱和度为渗吸残余气饱和度,高于驱替实验中的相渗端点饱和度值,导致水淹区内形成更多的水锁气;(3)裂缝与基质渗透率级差越高、缝网越发育、压力差越小的区域越易形成水封气,水锁气是形成水封气的直接原因;(4)注气以补能、挡水、驱替和置换4种方式重构了气藏压力场和饱和度场,通过重新动用未水淹区内剩余天然气提高了压力衰竭效率,通过重新驱替水淹区内水锁气和水封气提高了波及系数,进而提高了天然气采收率。结论认为,该研究成果为认识水侵过程中水封气和水锁气的形成机理、确定注气解封锁的最优技术政策,提供了理论依据,有助于含水裂缝性气藏的规模效益开发。 展开更多
关键词 裂缝性气藏 水侵 水封 水锁 相渗滞后 注n_(2) 天然气采收率 机理
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T沸石的合成及其CH_(4)/N_(2)吸附分离性能研究
3
作者 刘晋芳 金晓宇 +5 位作者 李媛 荀文杰 申芳芳 乔旭 王小青 杨江峰 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期67-71,108,共6页
低浓度煤层气CH_(4)富集过程需要高性能CH_(4)/N_(2)吸附剂。采用水热法成功合成了T沸石,并利用PXRD、SEM和N_(2)吸/脱附等手段对其进行了表征。测试了T沸石的CH_(4)、N_(2)单组分吸附性能,计算了其理想吸附溶液理论(IAST)选择性和吸附... 低浓度煤层气CH_(4)富集过程需要高性能CH_(4)/N_(2)吸附剂。采用水热法成功合成了T沸石,并利用PXRD、SEM和N_(2)吸/脱附等手段对其进行了表征。测试了T沸石的CH_(4)、N_(2)单组分吸附性能,计算了其理想吸附溶液理论(IAST)选择性和吸附热,并考察了T沸石的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能。结果表明,在298 K、0.1 MPa条件下,T沸石(Tz-168)的CH_(4)吸附量为21.4 cm^(3)/g,CH_(4)/N_(2)选择性为5.5,优于大多数分子筛吸附剂。通过CH_(4)/N_(2)混合气穿透实验进一步验证了T沸石具有良好的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能,V(CH_(4)):V(N_(2))为50:50和20:80时,实际分离时间分别为5 min和7 min,这在低浓度煤层气CH_(4)富集中具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 煤层气 T沸石 CH_(4)/n_(2) 吸附分离
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ZnIn_(2)S_(4)微球/{001}晶面TiO_(2)纳米片/g-C_(3)N_(4)三元光催化剂的制备及其性能
4
作者 安会琴 肖星 +3 位作者 赵莉芝 王琰珺 洪婉玉 王兵 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第5期43-51,共9页
为了提高g-C_(3)N_(4)基光催化剂的光催化性能,通过焙烧法制备g-C_(3)N_(4),进而利用暴露{001}晶面TiO_(2)纳米片和ZnIn_(2)S_(4)微球对g-C_(3)N_(4)进行修饰,成功合成ZnIn_(2)S_(4)/TiO_(2)NS/g-C_(3)N_(4)三元复合光催化剂。通过TEM、... 为了提高g-C_(3)N_(4)基光催化剂的光催化性能,通过焙烧法制备g-C_(3)N_(4),进而利用暴露{001}晶面TiO_(2)纳米片和ZnIn_(2)S_(4)微球对g-C_(3)N_(4)进行修饰,成功合成ZnIn_(2)S_(4)/TiO_(2)NS/g-C_(3)N_(4)三元复合光催化剂。通过TEM、XPS、XRD和UV-vis等手段对所得产物的形貌、结构、组成及光学特性进行表征,在此基础上,分析ZnIn_(2)S_(4)/TiO_(2)NS/g-C_(3)N_(4)的可见光催化机制。结果表明:将ZnIn_(2)S_(4)引入g-C_(3)N_(4)体系中可扩大催化剂的可见光吸收范围;经三元复合后,TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)和ZnIn_(2)S_(4)等3种复合组分之间接触紧密且存在强相互作用,基于TiO_(2)、g-C_(3)N_(4)和ZnIn_(2)S_(4)等3种半导体能带位置的匹配性可实现光催化过程中光生电子和空穴的高效产生、分离和转移,促进体系光催化效率的提升;当TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的质量分数分别为30%和60%时,可见光照射100 min后,ZnIn_(2)S_(4)/TiO_(2)NS/g-C_(3)N_(4)三元复合光催化剂的光催化活性最佳,可将甲基橙约100%降解为无机小分子。 展开更多
关键词 TiO_(2)纳米片 {001}晶面 ZnIn_(2)S_(4)微球 g-C_(3)n_(4) 光催化性能
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C元素修饰g-C_(3)N_(4)对TiO_(2)的调控及复合材料光催化产氢性能研究
5
作者 宋粉红 王文光 +1 位作者 郭亮 范晶 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2983-2994,共12页
光催化剂的光吸收范围窄以及光生电子-空穴对的快速复合是影响光催化制氢性能的重要因素,通过掺杂改性可有效改善其催化性能。利用热缩合和煅烧法制备出C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,C修饰g-C_(3)N_(4)不仅调控了TiO_(2)的能带结构,... 光催化剂的光吸收范围窄以及光生电子-空穴对的快速复合是影响光催化制氢性能的重要因素,通过掺杂改性可有效改善其催化性能。利用热缩合和煅烧法制备出C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)复合材料,C修饰g-C_(3)N_(4)不仅调控了TiO_(2)的能带结构,还显著增强了TiO_(2)对可见光的吸收能力。进一步探究了不同C/g-C_(3)N_(4)含量的C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)分解水制氢的光催化性能。实验结果表明,C/g-C_(3)N_(4)的引入显著增强了TiO_(2)在可见光区域的吸收能力,并拓宽了其光响应范围。当C/g-C_(3)N_(4)-TiO_(2)质量比为0.10时,三元复合物的产氢速率最高[4.66 mmol/(g·h)],是TiO_(2)的2.31倍,是C/g-C_(3)N_(4)的7.17倍,且经过七次循环后,仍具有较好的稳定性。这主要得益于C/g-C_(3)N_(4)与TiO_(2)之间的协同作用,有效促进了光生载流子的分离和传输,减少了电子-空穴对的复合,从而提高了光催化产氢效率。因此,通过合理设计和优化光催化剂的复合结构,可以显著提升其在水分解制氢过程中的性能,为高效光催化剂的开发提供新的思路和方向。 展开更多
关键词 催化剂 g-C_(3)n_(4) TiO_(2) 光催化 制氢
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S型TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂的制备及降解亚甲基蓝性能
6
作者 胡怀生 张鹏会 《日用化学工业(中英文)》 北大核心 2025年第8期980-988,共9页
以钛酸异丙酯和富氮氮化碳(C_(3)N_(5))为原料,通过回流法制备了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂。采用XRD、FT-IR、TEM、UV-vis DRS和PL等手段详细表征了光催化剂的物相化学组成、微观形貌、光吸收响应和光生载流子分离重组。以亚甲... 以钛酸异丙酯和富氮氮化碳(C_(3)N_(5))为原料,通过回流法制备了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂。采用XRD、FT-IR、TEM、UV-vis DRS和PL等手段详细表征了光催化剂的物相化学组成、微观形貌、光吸收响应和光生载流子分离重组。以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,评价了TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂的活性和稳定性,基于活性基团猝灭和能带理论提出了光催化机理。结果表明,TiO_(2)和C_(3)N_(5)之间异质结的构建提升了可见光吸收响应能力,有效促进了光生载流子的分离。质量比为1∶2的TiO_(2)/C_(3)N_(5)异质结光催化剂表现出优异的光催化活性,可见光照射下MB的降解率最高达到了98.60%。循环使用5次后MB的降解率仍达到了98.30%。S型机理保留了高氧化和还原活性的空穴(h^(+))和电子(e^(-)),通过弯曲能带和内电场的构建实现了高效的电荷分离,体系中产生了大量的超氧自由基(·O_(2)^(-)),实现了MB的高效降解。 展开更多
关键词 C_(3)n_(5) TiO_(2) 异质结 光催化 亚甲基蓝 S型机理
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水氮耦合对河西灌区滴灌西瓜NH_(3)和N_(2)O排放的影响
7
作者 薛亮 马忠明 +3 位作者 赵安宇 罗双龙 薛莲 Muhammad Ali RAZA 《干旱区地理》 北大核心 2025年第5期801-811,共11页
NH_(3)和N_(2)O排放是氮素气态损失的主要途径,研究膜下滴灌条件下不同水氮供应量对氮素气态损失的影响对于河西灌区西瓜生产中水氮管理方案的制定具有重要意义。试验采用裂区设计,主处理按田间持水量的80%(I80)、65%(I65)和50%(I50)设... NH_(3)和N_(2)O排放是氮素气态损失的主要途径,研究膜下滴灌条件下不同水氮供应量对氮素气态损失的影响对于河西灌区西瓜生产中水氮管理方案的制定具有重要意义。试验采用裂区设计,主处理按田间持水量的80%(I80)、65%(I65)和50%(I50)设3个灌水下限,灌水上限设为田间持水量的95%,副处理设0(N0)、100 kg·hm^(-2)(N100)、200 kg·hm^(-2)(N200)和300 kg·hm^(-2)(N300)4个施氮水平。试验采用通气法和静态箱-气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH_(3)和N_(2)O排放动态变化以及西瓜产量和品质。结果表明:(1)土壤氮素气态排放受水氮共同影响,NH_(3)、N_(2)O排放在施用基肥后1~2 d达到高峰,持续5~7 d,累积排放量在苗期最大,分别占全生育期的33.33%和47.22%;全生育期NH_(3)、N_(2)O累积排放量分别为3.05~15.39 kg·hm^(-2)和0.51~2.00 kg·hm^(-2)。(2)提高水氮供应量均会促使NH_(3)、N_(2)O排放,氮素的作用大于灌水,I80条件下增施氮肥,NH_(3)、N_(2)O累积排放量分别增加了63.86%~285.48%和120.41%~308.82%。(3)处理I65N200的氮素利用率达到32.62%,显著高于处理I80N300,产量和可溶性固形物含量分别为70159 kg·hm^(-2)和11.39%,与处理I80N300差异不显著。综合考虑产量、品质和氮素利用率,在河西灌区西瓜膜下滴灌种植中,将土壤含水量控制在田间最大持水量的65%~95%之间,施氮量优化至200 kg·hm^(-2)时,能够保持较高的产量和品质,并有利于控制NH_(3)和N_(2)O排放。 展开更多
关键词 西瓜 滴灌 水氮耦合 nH_(3)排放 n_(2)O排放
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N_(2)H_(4)强化常温低NH_(4)^(+)-N亚硝化系统的稳定运行研究
8
作者 向韬 褚旭 李军 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期279-286,共8页
为获得稳定的亚硝化过程,研究通过投加联氨(N_(2)H_(4))强化了低NH_(4)^(+)-N亚硝化系统在常温下的运行效能,并探究了该策略对硝化过程关联菌群特性的影响。结果显示,在温度由35℃降低至20℃的过程中,NH_(4)^(+)-N转化率(Ammonia-Nitrog... 为获得稳定的亚硝化过程,研究通过投加联氨(N_(2)H_(4))强化了低NH_(4)^(+)-N亚硝化系统在常温下的运行效能,并探究了该策略对硝化过程关联菌群特性的影响。结果显示,在温度由35℃降低至20℃的过程中,NH_(4)^(+)-N转化率(Ammonia-Nitrogen Conversion Rate,ANCR)和亚硝积累率(Nitrite Accumulation Rate,NAR)逐渐降低,分别由60%和31%下降至45%和9.39%。通过投加5 mg/L N_(2)H_(4),可使ANCR和NAR分别提升至61.36%和75%以上。亚硝化主要功能菌-氨氧化菌(Ammonia-Oxidizing Microorganisms,AOB)(Nitrosomonas属)相对丰度提升至15%,干扰-亚硝酸盐氧化菌(Nitrite-Oxidizing Bacteria,NOB)(Nitrospira属)相对丰度被抑制在0.05%以下。AOB活性由(0.39±0.01)mg N/(g VSS·h)上升至(0.42±0.01)mg N/(g VSS·h)。功能基因预测分析发现,AOB的主要功能基因(氨氮加氧酶)相对丰度提升了20百分点,而NOB的功能基因(亚硝酸盐氧化酶)未被预测出,表明投加N_(2)H_(4)促进了亚硝化系统的稳定运行。 展开更多
关键词 环境工程学 生物脱氮 低氨氮 亚硝化 常温 n_(2)H_(4)
原文传递
红色荧光粉Sr_(2)Si_(5)N_(8)∶Eu^(2+)的结构与性能及第一性原理计算研究
9
作者 林莹 高腾 +2 位作者 毋俊颖 庄乃锋 陈文杰 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期181-186,共6页
运用高温固相法合成掺铕的氮化物荧光粉Sr_(2)Si_(5)N_(8)∶Eu^(2+)。采用X射线衍射仪、能谱仪、荧光光谱仪对合成样品的结构、发光性能等进行研究,利用Rietveld方法对其结构精修,并计算了Sr_(1.84)Si_(5)N_(8)∶Eu_(0.16)^(2+)的色坐... 运用高温固相法合成掺铕的氮化物荧光粉Sr_(2)Si_(5)N_(8)∶Eu^(2+)。采用X射线衍射仪、能谱仪、荧光光谱仪对合成样品的结构、发光性能等进行研究,利用Rietveld方法对其结构精修,并计算了Sr_(1.84)Si_(5)N_(8)∶Eu_(0.16)^(2+)的色坐标、色纯度和色温。结果表明:该荧光粉的色坐标为(0.6287,0.3708),落在红光区域,计算得到Sr_(1.84)Si_(5)N_(8)∶∶Eu_(0.16)^(2+)的色纯度高达100%,具有非常高的纯度,相关色温为2021K,属于暖色光。该荧光粉在298~473K范围内表现出良好的热稳定性,活化能为0.14eV。通过第一性原理计算可知Sr_(2)Si_(5)N_(8)和Sr_(2)Si_(5)N_(8)∶Eu^(2+)均为间接带隙结构,Eu的掺杂会在Sr_(2)Si_(5)N_(8)的导带与价带之间产生新的能级,从而充当中间能级的作用,新出现的能级为Eu的4f态。 展开更多
关键词 Sr_(2)Si_(5)n_(8)∶Eu^(2+) XRD-Rietveld结构精修 发光性能 第一性原理计算
原文传递
N_(2)/Ar流量比对TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的影响
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作者 魏永强 张华森 +5 位作者 张晓晓 顾艳阳 刘畅 吕怿东 韦春贝 钟素娟 《表面技术》 北大核心 2025年第14期92-104,共13页
目的 通过改变N2/Ar流量比,研究TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的变化规律。方法采用电弧离子镀(Arc Ion Plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High Power Pulsed Magnetron Sputtering,Hi PIMS)复合方法,通过调节N_(2)/Ar流量比,... 目的 通过改变N2/Ar流量比,研究TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的变化规律。方法采用电弧离子镀(Arc Ion Plating,AIP)和高功率脉冲磁控溅射(High Power Pulsed Magnetron Sputtering,Hi PIMS)复合方法,通过调节N_(2)/Ar流量比,分别在M2高速钢和单晶硅片(100)上制备TiZrN/TiN纳米多层薄膜。研究N2/Ar流量比对TiZrN/TiN纳米多层薄膜形貌结构、元素成分、相结构、纳米硬度、膜基结合力、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的影响。结果在N2/Ar流量比为35/65时,薄膜表面粗糙度最低达到0.298μm;在N2/Ar流量比为40/60时,薄膜总厚度最高达574 nm;TiZrN/TiN纳米多层薄膜均以(111)晶面为择优取向,硬度在22.95~27.15 GPa。在N2/Ar流量比为25/75时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜离子轰击作用最强,Zr/(Ti+Zr)的值较大(0.088),硬度和弹性模量最高分别达到27.15 GPa和271.14 GPa。在N_(2)/Ar流量比为25/75和30/70时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜的膜基结合力最好,达到HF1等级。TiZrN/TiN纳米多层薄膜稳定摩擦系数均在0.8左右,磨损率先增大后减小。N_(2)/Ar流量比为25/75时,TiZrN/TiN纳米多层薄膜的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.546 V和1.167μA/cm^(2),薄膜对M2高速钢基体的保护率最高达到87.9%。结论采用电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合方法,大幅改善了薄膜表面质量;N_(2)/Ar流量比可改变离子轰击强度的强弱,随着N_(2)/Ar流量比的增加,沉积离子轰击强度逐渐减弱,薄膜硬度和耐腐蚀性能逐渐下降;在N_(2)/Ar流量比为25/75时,薄膜综合性能最优。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 电弧离子镀 TiZrn/Tin纳米多层薄膜 n_(2)/Ar流量比 纳米硬度 耐磨性
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黄河上游梯级水库N_(2)O溶存浓度、扩散通量时空特征及其生物与非生物影响因素
11
作者 黄山 吴艺 +7 位作者 毛旭锋 金鑫 金彦香 杜凯 唐文家 于红妍 肖锋 季海川 《盐湖研究》 2025年第3期46-53,共8页
水库是氧化亚氮(N_(2)O)排放的重要场所,近年来其排放量急剧增加。但N_(2)O在梯级水库中的排放和微生物基础研究相对缺乏。在2023年5月(枯水期)和8月(丰水期)使用顶空平衡一气相色谱和扩散模型法对黄河上游10座梯级水库N_(2)O溶存浓度... 水库是氧化亚氮(N_(2)O)排放的重要场所,近年来其排放量急剧增加。但N_(2)O在梯级水库中的排放和微生物基础研究相对缺乏。在2023年5月(枯水期)和8月(丰水期)使用顶空平衡一气相色谱和扩散模型法对黄河上游10座梯级水库N_(2)O溶存浓度和扩散通量进行研究,采用Illumina高通量测序分析沉积物nirS型反硝化细菌群落特征,利用皮尔逊(Pearson)相关性探究N_(2)O溶存浓度、扩散通量对生物/非生物因素的响应。结果表明,(1)黄河梯级水库N_(2)O溶存浓度(7.87~35.68 nmol/L)和扩散通量(156.53~610.31 nmol(/m^(2)·h))存在显著的时空差异(p<0.05),表现为大气N_(2)O的源。(2)沉积物nirS型反硝化细菌相对丰度前3的菌属分别为副球菌属(Paracoccus,0.90%~10.94%)、罗河杆菌属(Rhodanobacter,0.01%~7.75%)和假单胞菌属(Pseudomonas,0%~20.24%)。不同水文时期群落组成差异不显著(p>0.05)。(3)脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、固氮弓菌属(Azoarcus)和Sulfuritalea是参与黄河梯级水库N_(2)O产生的关键菌属。水温、溶解氧、电导率、风速和alpha多样性是影响黄河梯级水库N_(2)O溶存浓度和扩散通量的关键因素。 展开更多
关键词 青藏高原 n_(2)O nirS 反硝化细菌 沉积物
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广谱响应Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结的构建及其光催化四环素的降解:降解途径及反应机理
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作者 梁红玉 许佳智 +4 位作者 李政 陆光 王斌 李桐宇 刘玉佳 《材料导报》 北大核心 2025年第19期53-58,共6页
本工作设计了一款不含贵金属、宽光谱响应的异质结催化剂Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)/石墨相氮化碳(Cu/g-C_(3)N_(4)),并考查了其对四环素(TC)的光催化降解性能。采用TEM、SEM、XRD、紫外-可见光谱、荧光光谱等分析手段对产物形貌、结构、光... 本工作设计了一款不含贵金属、宽光谱响应的异质结催化剂Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)/石墨相氮化碳(Cu/g-C_(3)N_(4)),并考查了其对四环素(TC)的光催化降解性能。采用TEM、SEM、XRD、紫外-可见光谱、荧光光谱等分析手段对产物形貌、结构、光学性质等进行了表征。实验结果表明,引入的组分Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)一方面作为可见光和近红外光吸收材料赋予异质结对模拟太阳光的广谱响应性,另一方面与g-C_(3)N_(4)构成“Z型”异质结从而促进了光生电子-空穴的有效分离,提高了光能-化学能转化效率。Cu/g-C_(3)N_(4)(1∶4)异质结对TC降解的光催化性能最佳,一级反应速率常数达到0.0176 min^(-1),分别是Cu_(2)(OH)_(2)CO_(3)和g-C_(3)N_(4)的4倍和3.1倍,且具有优异的光催化稳定性。此外,本工作还提出了三种Cu/g-C_(3)N_(4)(1∶4)异质结光催化降解TC的可能路径。 展开更多
关键词 石墨相氮化碳 碱式碳酸铜 异质结 四环素 光催化
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3.0F-Ag_(x)Co催化剂的制备及其催化分解N_(2)O
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作者 张海鹏 秦珊珊 +1 位作者 王俣萱 于海彪 《化工进展》 北大核心 2025年第9期4999-5005,共7页
N_(2)O作为继CO_(2)和CH_(4)后的第三大温室气体,对大气环境危害极大。本文以表面活性剂F127为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Ag掺杂的钴基过渡金属氧化物催化剂3.0F-AgxCo(x=0~0.1),并用于直接催化分解N_(2)O的研究。研究发现,与3... N_(2)O作为继CO_(2)和CH_(4)后的第三大温室气体,对大气环境危害极大。本文以表面活性剂F127为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Ag掺杂的钴基过渡金属氧化物催化剂3.0F-AgxCo(x=0~0.1),并用于直接催化分解N_(2)O的研究。研究发现,与3.0F-Co_(3)O_(4)相比,Ag以Ag_(2)O的形式高度分散在催化剂表面。助剂Ag的加入减小了Co_(3)O_(4)的平均晶粒尺寸,削弱了Co—O键,从而显著增强了催化剂的低温活性。同时,由于Co—O键的削弱促进了催化剂表面氧空位的再生,使得3.0F-Ag_(0.02)Co催化剂在反应中的活化能降低,并表现出更高的比反应速率。此外,3.0F-Ag_(0.02)Co催化剂在5%(体积分数)O_(2)+100μL/L NO+2%(体积分数)H_(2)O的共同影响下依然具有较高的催化活性和稳定性,在15h以上的稳定性测试中,400℃时仍能维持85%的N_(2)O转化率。 展开更多
关键词 催化分解n_(2)O 催化剂 表面活性剂 银 四氧化三钴
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TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)复合材料的制备及其光催化性能研究
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作者 彭阳 刘人源 +5 位作者 梁博宇 黄啟维 周安琪 洪燕 张欣瑶 廖润华 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第9期32-37,共6页
利用3-AT制备类石墨g-C_(3)N_(5),以水热法结合原位煅烧法制备光催化复合材料TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)。通过XRD、SEM、XPS、EIS表征方法对其晶相结构、微观形貌、光电特性进行分析。以500 W氙灯模拟可见光照射2 h后TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)(1... 利用3-AT制备类石墨g-C_(3)N_(5),以水热法结合原位煅烧法制备光催化复合材料TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)。通过XRD、SEM、XPS、EIS表征方法对其晶相结构、微观形貌、光电特性进行分析。以500 W氙灯模拟可见光照射2 h后TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)(1∶3)表现出最佳光催化性能,对盐酸四环素(TC-HCL)的降解率为77.2%并表现出优异的可回收性,降解率分别是g-C_(3)N_(5)和TiO_(2)的1.51倍和1.28倍;自由基捕获实验证明h^(+)和·O_(2)^(-)是光催化体系中的主要活性物种。TiO_(2)/g-C_(3)N_(5)光催化材料具有良好的稳定性,循环五次后对盐酸四环素(TC-HCL)的去除率仍能保持45.6%。 展开更多
关键词 TiO_(2)/g-C_(3)n_(5) 光催化 盐酸四环素
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棉花生长下的土壤N_(2)O排放与土壤呼吸的关系
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作者 杨兰芳 盛佳 +1 位作者 孙习林 徐洪阳 《湖北大学学报(自然科学版)》 2025年第6期946-954,共9页
为了认识棉花生长下土壤N_(2)O排放特征以及土壤N_(2)O排放与土壤呼吸的关系,进行盆栽棉花试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定棉花生长期间的土壤N_(2)O排放和土壤呼吸。结果表明,BS(裸土)的N_(2)O排放总量是CPS(植棉土)的3.1倍,... 为了认识棉花生长下土壤N_(2)O排放特征以及土壤N_(2)O排放与土壤呼吸的关系,进行盆栽棉花试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定棉花生长期间的土壤N_(2)O排放和土壤呼吸。结果表明,BS(裸土)的N_(2)O排放总量是CPS(植棉土)的3.1倍,除了苗期CPS与BS的N_(2)O排放无显著差异外,旺长期和成熟期均是裸土显著高于植棉土。CPS的土壤呼吸总量是BS的5.1倍,各个时期土壤呼吸速率和总量均是CPS>BS。各阶段N_(2)O的贡献率在CPS下为苗期>成熟期>旺长期,BS下则为成熟期>旺长期>苗期,土壤呼吸的贡献率在CPS下为旺长期>成熟期>苗期,BS下苗期贡献率最高,其余两期差异不显著。CPS的N_(2)O排放与生长时间呈极显著的负相关,但在不同生长期的相关性不同;而BS的N_(2)O排放与生长时间呈显著的正相关,在各阶段里的相关性类似。BS的土壤呼吸与生长时间无显著相关性,CPS的土壤呼吸与生长时间呈显著的二次函数相关,但不同阶段的相关关系不同。在BS下,全生育期的N_(2)O排放与土壤呼吸呈显著的二次函数相关,在苗期和旺长期,二者相关性不显著,成熟期呈显著正相关,而在CPS下,全生育期的相关性不显著,苗期和成熟期呈显著正相关,旺长期则呈显著负相关。总之,棉花生长不仅改变了土壤N_(2)O和土壤呼吸的数量和季节变化规律,也改变了土壤N_(2)O排放与生长时间和土壤呼吸的关系,说明棉花生长通过对土壤环境的影响而改变土壤N_(2)O排放的数量和模式。 展开更多
关键词 棉花生长 土壤n_(2)O排放 土壤呼吸 生长时期
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Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及光催化降解土霉素的性能
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作者 毛娜 徐腾 +1 位作者 马欣玥 唐嘉璇 《化工科技》 2025年第2期45-50,共6页
废水中抗生素的处理方法,是环境污染治理中关注的问题。石墨型氮化碳(g-C_(3)N_(4))能带宽、光生电子-空穴分离效率低,在光催化领域的应用受到限制,加入Co(OH)_(2)改性g-C_(3)N_(4)能够提升其光催化的效率。采用原位沉淀法合成Co(OH)_(2... 废水中抗生素的处理方法,是环境污染治理中关注的问题。石墨型氮化碳(g-C_(3)N_(4))能带宽、光生电子-空穴分离效率低,在光催化领域的应用受到限制,加入Co(OH)_(2)改性g-C_(3)N_(4)能够提升其光催化的效率。采用原位沉淀法合成Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料,探究其光芬顿降解土霉素(OTC)的性能。对催化剂进行X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及荧光光谱(PL)等表征。结果表明,m[5%-Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)]=10 mg、m[5%-Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)]∶V(OTC)=1∶2 mg/mL、V(H_(2)O_(2))=3 mL、pH=5时,光催化降解OTC的降解率为87%。空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是OTC光催化降解过程中的主要影响因素,Co(OH)_(2)和g-C_(3)N_(4)之间形成异质结,提高了光生电子-空穴对的分离和传输效率。该催化剂的合成及应用为光催化降解抗生素提供一种新策略。 展开更多
关键词 Co(OH)_(2)/g-C_(3)n_(4) 土霉素 光催化 异质结 光芬顿
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Cu基MOFs在低浓度煤层气CH_(4)/N_(2)吸附分离中的分子模拟研究 被引量：2
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作者 仙梦丹 高学婷 +3 位作者 李刚森 刘雷 黄伟 左志军 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期83-90,共8页
我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的... 我国目前存在常规天然气产能不足的问题,需要开发煤层气等非常规天然气作为补充。在煤矿开采过程中,会混入大量空气形成低浓度煤层气(CH_(4)体积分数低于30%),造成资源浪费等一系列问题,因此,提高低浓度煤层气回收利用率成为亟需解决的问题。采用巨正则蒙特卡洛和密度泛函理论相结合的计算方法,以低浓度煤层气中CH_(4)/N_(2)的吸附分离为目标,选取Cu基金属-有机骨架材料(MOFs)(Cu-BTC、MOF-143、ATC-Cu和MOF-399)和不同金属(Zn、Co和Mo)改性的ATC-M为吸附材料,研究了不同孔径和金属中心对MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的影响。结果表明,MOFs孔径对其吸附量和CH_(4)/N_(2)吸附选择性具有重要影响,MOFs孔径越接近气体分子动力学直径,CH_(4)/N_(2)吸附选择性越高。在7种MOFs中,ATC-Zn的孔径(0.4995 nm)更接近CH_(4)和N_(2)的分子动力学直径(CH_(4):0.380 nm,N_(2):0.364 nm),其CH_(4)/N_(2)分离性能达到了最优。金属中心改性对ATC-M孔径没有明显影响,改性金属中心的电荷是影响CH_(4)/N_(2)吸附分离性能的主要因素。当金属离子的bader电荷越大,MOFs的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能越高,在7种MOFs中,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附分离性能最高。298 K、100 kPa下,当低浓度煤层气n(CH_(4)):n(N_(2))=1:9时,ATC-Zn的CH_(4)/N_(2)吸附选择性高达6.46,为低浓度煤层气中CH_(4)的回收利用提供了新的研究思路。 展开更多
关键词 铜基MOFs材料 CH_(4)/n_(2) 吸附分离 低浓度煤层气 孔径 电荷
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不同暗管间距与生物有机肥施用对盐碱地N_(2)O排放的影响研究 被引量：1
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作者 章二子 陈竞楠 +3 位作者 黄艳 田颖 金秋 侯毛毛 《节水灌溉》 北大核心 2025年第2期15-20,27,共7页
为揭示不同暗管间距与生物有机肥施用下盐碱地N_(2)O排放过程及机制,以苜蓿为植物材料,设计了4种暗管间距[不设暗管(CK)、6 m(S1)、12 m(S2)和18 m(S3)],结合3种有机肥施肥量[3000 kg/hm^(2)(N1)、4500 kg/hm^(2)(N2)、6000 kg/hm^(2)(N... 为揭示不同暗管间距与生物有机肥施用下盐碱地N_(2)O排放过程及机制,以苜蓿为植物材料,设计了4种暗管间距[不设暗管(CK)、6 m(S1)、12 m(S2)和18 m(S3)],结合3种有机肥施肥量[3000 kg/hm^(2)(N1)、4500 kg/hm^(2)(N2)、6000 kg/hm^(2)(N3)],观测了土壤N_(2)O排放通量、累计排放量、盐分、有机质、有机碳、总碳、C/N等指标,分析N_(2)O排放通量与可能影响因子之间的相关关系。结果表明:暗管排水过程有利于降低盐碱地N_(2)O排放通量,且暗管间距越小、施肥量越低,N_(2)O排放通量越低。各处理累计N_(2)O排放量为1.68~2.40 kg/hm^(2),占施氮量的0.70%~1.52%,不同处理以CKN3最高、S1N1最低,CKN3处理N_(2)O累计排放量比S1N1高43.5%。暗管排水降低了0~20 cm和20~40 cm土层土壤盐分,且暗管间距越小,盐分降低越明显;相同暗管间距下,增施有机肥使得耕层土壤盐分提升7.5%~19.3%。N_(2)O排放通量与0~20、20~40 cm土层盐分呈正相关,R^(2)分别为0.81和0.72;与C/N呈负相关,R^(2)为0.63;与其他因子之间的关系并不明显。研究结果说明暗管排水和有机肥施用主要通过影响浅层土壤盐分、C/N等指标进而调控N_(2)O排放,科学的暗管布局结合有机肥施用有利于降低盐碱地N_(2)O输出。 展开更多
关键词 n_(2)O排放 盐碱地 苜蓿 暗管间距 有机肥
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甲醇在Cu_(4)-C_(5)N_(2)H_(2)表面吸附和裂解机理的DFT研究 被引量：2
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作者 王婉楠 任瑞鹏 吕永康 《分子催化(中英文)》 北大核心 2025年第1期34-40,I0002,共8页
开发高效稳定的甲醇制甲醛催化剂意义重大,但催化剂稳定性差和甲醛选择性低的问题仍然存在.以嵌入氮化碳中的铜四原子团簇(Cu_(4)-C_(5)N_(2)H_(2))催化剂作为模型,基于DFT-D3探索了甲醇在催化剂表面吸附和裂解反应机理.结果表明,Cu_(4)... 开发高效稳定的甲醇制甲醛催化剂意义重大,但催化剂稳定性差和甲醛选择性低的问题仍然存在.以嵌入氮化碳中的铜四原子团簇(Cu_(4)-C_(5)N_(2)H_(2))催化剂作为模型,基于DFT-D3探索了甲醇在催化剂表面吸附和裂解反应机理.结果表明,Cu_(4)-C_(5)N_(2)H_(2)具有优异的稳定性和高的甲醛选择性,甲醇在Cu_(4)-C_(5)N_(2)H_(2)表面裂解的最优路径为CH_(3)OH→CH_(3)O→CH_(2)O,电荷分析结果显示催化剂与甲醇之间的电子转移使得甲醇得以活化.这些结果为合理设计高效甲醇制甲醛催化剂提供了理论指导. 展开更多
关键词 甲醇 甲醛 DFT Cu_(4)-C_(5)n_(2)H_(2) 裂解机理
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