非分光红外(NDIR)技术测定反刍动物甲烷和二氧化碳研究

反刍动物体内甲烷通过嗳气排入大气,它的产生损失6%～15%的饲料能量。应用非分光红外(NDIR)探测技术,采用电调制红外光源探测器及单光束双波长技术,实现了对反刍动物CH₄和CO₂痕量气体排放的实时长期自动超灵敏的监测。10只体况良好,体重相近(25±5)kg的成年羯羊作为供试动物,在隧道体系中进行连续80天的监测。结果表明,甲烷和二氧化碳气体的平均回收率分别为(96.7±6.6)%和(96.2±9.9)%,每只绵羊24 h, CH₄和CO₂的平均排放量分别为15.6和184.7 g·d-1,其年排放总量约为6.8和71.1 kg,且测量的不确定性低于1%。因此该文用于反刍动物CH₄和CO₂排放的监测,实用可行、简单有效。     

载流子选择性接触:高效硅太阳电池的选择

太阳电池可看成由光子吸收层和接触层两个基本单元组成,接触层是高复合活性金属界面和光子吸收层之间的区域.为了进一步提高硅太阳电池的转换效率,关键是降低光子吸收层和接触之间的复合损失.近年来,载流子选择性接触引起了光伏界的研究兴趣,其被认为是接近硅太阳电池效率理论极限的最后的障碍之一.本文分析了三种类型的载流子选择性接触:在光子吸收层与金属界面之间引入薄的重掺杂层,即所谓的发射极或背面场;利用两种材料之间的导带或价带对齐;利用高功函数的金属氧化物与晶硅接触从而在晶硅中感应能带弯曲.基于一维太阳电池模拟软件wx AMPS,模拟了扩散同质结硅太阳电池[结构为(p~+)c-Si/(n)c-Si/(n~+)c-Si]、非晶硅薄膜硅异质结太阳电池[结构为(p~+)a-Si/(i)a-Si/(n)c-Si/(i)a-Si/(n~+)a-Si]和氧化物薄膜硅异质结太阳电池[结构为(n)MoO_x/(n)c-Si/(n)TiO_x]暗态下的能带结构和载流子浓度的空间分布,其中c-Si为晶硅;a-Si为非晶硅;(i),(n)和(p)分别表示本征、n型掺杂和p型掺杂.模拟结果表明:载流子选择性接触的核心是在接触处晶硅表面附近形成载流子浓度空间分布的不对称进而使得电导率的不对称,形成了对电子的高阻和空穴的低阻或者对空穴的高阻和电子的低阻,从而让空穴轻松通过同时阻挡电子,或者让电子轻松通过同时阻挡空穴,形成空穴选择性接触或者电子选择性接触.     

中温烟气脱硫过程中CO2对脱硫剂钙利用率的影响

本文在300～600℃的中温区段,实验研究了CO2在烟气脱硫过程中与钙基脱硫剂发生碳酸盐还原反应,削弱脱硫效果的规律,发现石灰钙利用率随温度升高呈跳跃式变化,并因碳酸盐反应程度的迅速增加而在500℃附近出现低谷.由此明确了减小碳酸盐反应效应,提高脱硫剂钙利用率的途径,为进一步发展中温烟气脱硫工艺提供了重要依据.     

利用电化学微分质谱在燃料电池的阴极研究碳载体的氧化

利用电化学微分质谱,在双薄层流动电解池中,通过检测二氧化碳产物的信号研究氧气与铂纳米粒子对碳载体氧化机理与动力学的影响．研究发现,碳载体可以在不同的电位区间内被氧化;氧气可以加速碳的氧化,在相同的电位下碳氧化生成二氧化碳产物的速率在氧气饱和溶液中是在氮气饱和溶液中的两倍;铂纳米粒子可以催化碳的氧化,在碳电极上,担载的铂纳米粒子可以大大降低碳氧化的过电势．讨论了铂与氧气促进碳氧化的机理．     

甲烷红外吸收光谱原理与处理技术分析

由于工业监控和环境检测的需要,基于红外吸收光谱分析原理,研制甲烷传感系统,日益得到人们的关注。文章描绘了甲烷中红外的基频吸收带和近红外的ν₂+2ν₃组合带、2ν₃泛频带的吸收光谱强度分布,并给出了相应的吸收光谱曲线。定量数据表明,甲烷的基频吸收要比泛频吸收高两个数量级以上,较组合频吸收高3个数量级以上。文章还介绍了甲烷检测的差分技术、谐波技术、腔光谱增强技术、以及光声技术,给出了相应检测方法的理论公式、能够达到的检测灵敏度以及系统的结构。这些技术的有效性已经被研究报道所证明。     

等离子体辅助甲烷聚合物制备及分析

在氢气和甲烷环境下,利用辉光等离子体放电制备了聚合物。该聚合物的外观特征为白色、略发黄、柔软、丝状,易碎为粉末状。聚合物中含有–CH3,–CH2,C–O,–C=C–,–OH等官能团且不存在单质形态的碳。有机溶剂溶解分析发现,常温下该聚合物在各种有机溶剂中的溶解性极小、小于0.1mg.ml^-1,几乎不溶于甲苯中,在不同有机溶剂中的溶解度大小依次为,S丙酮>S三氯甲烷>S乙醇>S环己醇>S甲苯。低温等离子体的离化率越高、中性气体被极化时的极化半径越大、环境温度越低以及介电常数越小,聚合物的生成能力越强。     

以聚醚型低聚物为流动载体的液膜体系中金（Ⅲ）的迁移特性

本文以聚醚型低聚物ＰＯＡ为流动载体，采用整体型液膜装置，在ＨＡｕＣｌ４（ａｑ．）／１，２－二氯乙烷／硫脲（ａｑ．）体系中研究了金（Ⅲ）的迁移特性．结果表明：金（Ⅲ）的迁移速率和迁移率与原料液中金（Ⅲ）的浓度、膜相中流动载体的浓度、接收相中硫脲浓度以及介质酸度等因素有关．ＰＯＡ载体可分别从Ａｕ（Ⅲ）－Ｐｄ（Ⅱ）－Ｐｔ（Ⅳ）和Ａｕ（Ⅲ）－Ｃｕ（Ⅱ）－Ｋ（Ⅰ）混合液中选择性地迁移金（Ⅲ），而不迁移其它离子．     

富氮官能团活性炭的制备及其吸附CO2性能研究

本研究以煤基活性炭产品为原料,尿素作为氮源,通过浸渍、高温活化的方法进行改性,开发了一款可用于煤制氢/重整制氢中温变换气中CO₂脱除的煤基富氮活性炭,并对其进行结构及性能表征。其中性能最优样品U-80C-N-550,其表面氮含量为9.92%,N/O比1.22,水接触角为137.92°±1.24°。在测试条件为99.99%CO₂气氛,200?C温度,1 MPa压力下,CO₂吸附容量可以达到1.27 mmol/g,且在进行40次吸附解吸循环过程中CO₂吸附量基本保持不变,循环稳定性好。结果表明,不同条件下制备的富氮活性炭样品表面含氮基团含量及种类不同,因此通过改变吸附剂制备工艺条件,可适当调控活性炭表面含氮基团的种类及含量,从而提高其CO₂吸附性能的同时增强其疏水性,得到了适合于含水蒸气富氢气体中脱除CO₂的吸附剂。     

褐煤热泵预干燥超临界CO2循环发电系统理论研究

褐煤含水量高,直接燃烧发电存在效率低、投资大的问题。为此,本文提出了一种集成褐煤热泵预干燥的超临界二氧化碳循环发电系统,并建立了超临界二氧化碳循环发电系统和褐煤热泵预干燥系统的耦合计算模型,以某660 MW发电系统为例,对直燃褐煤发电系统和褐煤热泵预干燥发电系统进行对比分析。结果表明：褐煤发电系统通过热泵干燥褐煤可以使系统发电效率提高1.44%,发电标准煤耗率降低8.06 g·(k Wh)^-1;分析发现,预干燥褐煤使得锅炉燃烧损降低高达4.47%,排烟耗散降低0.35%,从而使系统效率提高1.29%,燃烧损和排烟耗散降低是系统节能的主要原因;干燥机效率、褐煤干燥程度和热泵COP越高,褐煤热泵预干燥发电系统节能效果越显著。     

形变碳纳米管选择通过性的分子动力学研究

本文采用分子动力学方法, 研究了基团修饰后形变碳纳米管的水分子通过性和离子选择性. 结果表明, 形变碳纳米管的短径与修饰基团的种类、修饰率及修饰位置有关. 不同粗细碳纳米管均存在临界短径, 小于临界短径的形变碳纳米管具有对氯离子和钠离子的选择性, 同时水分子通过速率与本征碳纳米管相比未明显变小. 分析系统平均力势表明, 离子选择性来源于不同短径碳纳米管管口的通过势垒. 对于实际制备中较宽孔径分布的碳纳米管, 可以通过基团修饰等方法调控其短径, 提高其离子选择性.