含水合物沉积物多相渗流特性研究进展

天然气水合物作为一种储量大、无污染的清洁能源近些年受到了广泛关注.近20年来,中国进行了较大范围的陆海域天然气水合物储层勘探与储量预测. 2017年,中国地质调查局牵头对南海神狐海域的天然气水合物进行了基于降压渗流原理的试验性开采.国内外已进行的水合物试采工程面临着气体产量低、出砂较多等问题,其最主要的原因之一是开发过程中沉积物内复杂多相渗流机理尚不明晰.本文综述了平行毛细管模型、Kozeny模型等广泛应用于天然气水合物开发渗流分析的理论模型,对比分析了水合物开发多尺度渗流过程模拟方法,简述了国内外含水合物沉积物渗透率测试、渗流过程中沉积物物性演变以及水合物开采室内模拟等方面的渗流实验进展,总结了矿场尺度的天然气水合物储层开采过程中产气数值模拟手段,展望了多相渗流模型、储层原位含水合物样品室内测试及结构与物性演化、矿场尺度数值模拟与水平井压裂技术等应用研究的未来方向与挑战.     

含水合物沉积物多相渗流特性研究进展

天然气水合物作为一种储量大、无污染的清洁能源近些年受到了广泛关注. 近20年来,中国进行了较大范围的陆海域天然气水合物储层勘探与储量预测.2017年,中国地质调查局牵头对南海神狐海域的天然气水合物进行了基于降压渗流原理的试验性开采.国内外已进行的水合物试采工程面临着气体产量低、出砂较多等问题,其最主要的原因之一是开发过程中沉积物内复杂多相渗流机理尚不明晰.本文综述了平行毛细管模型、Kozeny模型等广泛应用于天然气水合物开发渗流分析的理论模型,对比分析了水合物开发多尺度渗流过程模拟方法,简述了国内外含水合物沉积物渗透率测试、渗流过程中沉积物物性演变以及水合物开采室内模拟等方面的渗流实验进展,总结了矿场尺度的天然气水合物储层开采过程中产气数值模拟手段,展望了多相渗流模型、储层原位含水合物样品室内测试及结构与物性演化、矿场尺度数值模拟与水平井压裂技术等应用研究的未来方向与挑战.      

氯过氧化物酶修饰电极催化氧化肉桂醇的研究

将氯过氧化物酶(Chloroperoxidase,CPO)与双十二烷基溴化铵(DDAB)形成的类生物膜滴涂到Nation修饰的玻碳电极表面,再滴涂壳聚糖制得Chi/CPO-DDA B/Nafion/GC修饰电极.循环伏安曲线上可以观察到一对可逆的氧化还原电流峰,表明CPO与电极之间发生了直接的电子传递.该修饰电极可有效地催化O2还原为H2O2,产生的H2O2作为氧源与电极上的CPO结合进一步催化氧化肉桂醇,产物经气质联用色谱、以及红外光谱测试鉴定为肉桂醛,总的肉桂醛转化量达到80500mol/mol CPO,为高效专一获得末端醛提供了一种绿色合成方法.此外,还讨论了壳聚糖对提高修饰电极稳定性的作用.     

带有InGaAs覆盖层的InAs量子点红外探测器材料的发光与光电响应

利用分子束外延技术(MBE),在GaAs(001)衬底上自组织生长了不同结构的InAs量子点样品,并制备了量子点红外探测器件。利用原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)光谱研究了量子点的表面结构、形貌和光学性质。渐变InGaAs层的插入有效地释放了InAs量子点所受的应力,抑制了量子点中In组分的偏析,提高了外延层的生长质量,降低了势垒高度,使InAs量子点荧光波长红移。伏安特性曲线和光电流(PC)谱结果表明,生长条件的优化提高了器件的红外响应,具有组分渐变的InGaAs层的探测器响应波长发生明显红移。     

InAs量子点引入应力对调制掺杂结构中二维电子气输运特性的影响

系统研究了在调制掺杂AlGaAs/GaAs异质结中嵌入InAs量子点后对二维电子气输运特性的影响。使用分子束外延设备生长了量子点层与二维电子气沟道距离（T_ch）不同的3个样品,霍尔测试结果表明,二维电子气的电子迁移率和载流子浓度都随T_ch的减小而降低。基于几何相位分析算法对部分样品的高分辨透射电镜图像进行了处理,得到了其应变分布图。结果表明,应变主要分布在量子点的周围,并延伸到了量子点的上方。该不均匀的应力场可能是除库伦散射外影响电子迁移率降低的另一个重要因素。     

氯过氧化物酶修饰电极用于岩白菜素的电催化氯化

将氯过氧化物酶(CPO)与双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)混合后滴涂于玻碳(GC)电极表面, 制得CPO-DDAB/GC修饰电极. 循环伏安结果显示, 固定在电极表面的CPO可与电极之间发生直接的电子传递作用. 利用高效液相色谱-质谱联用技术对反应产物进行表征, 结果显示, 以该CPO修饰电极为工作电极, 在氧气饱和的氯化钾-岩白菜素溶液中, 利用CPO催化氧还原生成的过氧化氢可进一步驱动CPO对岩白菜素的催化氯化反应. 经估算总转化数(TTN)达到13600, 即1 mol CPO可催化13600 mol岩白菜素.