一种新的海洋浅层水合物开采法——机械-热联合法

天然气水合物是国家的战略能源之一.天然气水合物分解相变使其开采难度高于常规化石能源.国际天然气水合物试验性开采表明通过降压、注热等方法难以满足商业化开采的需求,尤其在水合物位于浅层、软土情况下,持续稳定且高效率的热量供给是其瓶颈.天然气水合物机械-热联合开采是一种新概念模式,即通过粉碎水合物沉积物通过管道输运并在内部分解,这样既增加了传热的表面积,又利用海水热量和对流传热提高了能量供给效率.分析表明:利用该方法开采时水温过高会导致水合物分解过快而产生不稳定流,温度过低又导致水合物二次生成或结冰;水流流速既要能使被粉碎的水合物沉积物颗粒悬浮和流动,又不能导致流动失稳.为了实现高效安全的机械-热水合物开采,经过初步分析提出原位水合物地层粉碎的颗粒直径设定在0.1~1.0 cm之间,控制水流速度为0.22~0.67m/s,温差保证在5K以上,混合物中水的体积分数大于0.85.      

ZnS：Mn/SiO2量子点的表面聚乙烯吡咯烷酮修饰及其应用于海水中铅离子检测

制备了二氧化硅壳层修饰的ZnS：Mn量子点,基于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与二氧化硅表面硅羟基的作用,在纳米复合微粒表面进行了PVP的修饰,得到了在海水中荧光性能及胶体稳定性良好的ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点。在Pb²⁺对所制备纳米微粒具有荧光猝灭效应的基础上,建立了用ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点作为荧光探针检测海水中微量铅离子的新方法。研究表明,量子点浓度为10^-3 mol/L时,海水中离子浓度在10~100 μmol/L范围内与ZnS：Mn/SiO₂/PVP量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.994 6,检出限为8×10^-7 mol/L。     

水流侵蚀联合热辅助法水合物相变及分布特性

天然气水合物被认为是一种未来潜在替代能源,据估计全球大约90％的水合物分布在海底沉积层中.本文考虑到海洋环境中海水资源巨大,且表层海水的温度高于水合物储层,采用海水-气两相流动结合热辅助法分解水合物,并利用核磁共振成像系统可视地分析了水合物相变特性及空间分布规律.结果表明,水合物相变首先出现在反应釜入口处,随后水合物相...     

顶空-气相色谱法测定海水中8种苯系物

提出了顶空-气相色谱法测定海水中残留的8种苯系物的方法。分别选择40℃及30min作为样品在顶空瓶中的平衡温度和平衡时间。选用Nukol毛细管色谱柱(30m×0.25mm,0.25μm)分离,氢火焰离子化检测器测定。8种苯系物在13min内能完全分离。8种苯系物的质量浓度在10.0～200μg.L-1范围内与其峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)均为2μg.L-1。以海水样品为基体,在3个浓度水平上进行加标回收试验,回收率在93%～119%之间,相对标准偏差(n=6)在1.1%～5.3%之间。     

在线样品前处理大体积进样离子色谱法直接测定海水中亚硝酸盐、硝酸盐和磷酸盐

采用戴安公司谱睿(Pre)在线样品除氯技术,结合OnGuard Ba柱去除硫酸盐,建立了离子色谱直接测定海水中亚硝酸盐、硝酸盐和磷酸盐的方法。该方法以IonPac AG23为富集柱,高容量IonPac AS23为分离柱,淋洗液自动发生装置在线产生KOH溶液进行梯度淋洗,抑制电导检测。实验结果表明: 样品稀释5～10倍时,直接进样不会干扰目标物测定。当流速为1 mL/min、进样量为500 μL时,海水中NO~2-N、NO~3-N、PO3~4-P的方法检出限分别为0.3、0.4、0.2 μg/L,线性范围分别为10～500 μg/L、14～680 μg/L、3.4～170 μg/L,线性相关系数r均大于0.9990。测得人工海水样品中目标物的加标回收率为92%～106%,相对标准偏差(RSD, n=6)为1.2%～7.7%。该方法一次进样可在13 min内完成分析,具有操作简单快捷、无污染等优点,能满足近海海水中NO~2、NO~3、PO3~4的定量分析要求。     

流动注射微柱预富集-火焰原子吸收光谱法测定海水中铅(Ⅱ)

应用流动注射技术,用D412螯合树脂微柱富集海水中的铅(Ⅱ),并与火焰原子吸收光谱法相结合测定海水中铅(Ⅱ)。20mL海水样品以3mL.min-1流量进柱,被树脂螯合吸附富集,以0.2mol.L-1乙酸铵溶液5mL淋洗柱体去除干扰物,以4mol.L-1硝酸溶液4mL为洗脱剂(流量为7mL.min-1),洗脱液直接引入火焰原子吸收光谱仪雾化器,在线检测。当海水样进样20mL时,铅(Ⅱ)测定灵敏度可提高约35倍;检出限(3s)为1.3μg.L-1。实际应用于海水样品分析,加标回收率为94.5%,测定值的相对标准偏差(n=6)为2.2%。     

有机化学反应中海水替代淡水试验的初步探讨

分别使用淡水和海水进行了乙酰苯胺和扁桃酸的制备、康尼查罗反应和霍夫曼重排等5个反应研究。结果表明,某些反应可以直接用海水替代淡水进行,如邻氨基苯甲酸的制备,产率为77.2%,与应用淡水的文献值接近;某些反应可由海水经简单处理后替代淡水进行,如苯甲醛的康尼查罗反应,产率为52.2%,与应用淡水的文献值接近;而2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶的制备实验,产率为98.1%,优于应用淡水的文献值;而乙酰苯胺和扁桃酸的制备使用海水或经简单处理后的海水的实验结果均不理想。     

基于海水淡化的正渗透膜分离技术的发展

近年来,水资源危机日益加重。在海水淡化技术中,与反渗透分离技术相比,正渗透分离技术作为一种低能耗、绿色的解决方案,具有明显优势,在国际上得到了广泛的重视,是膜分离技术的研究热点之一。本文从正渗透膜材料结构与性能关系的角度,对膜材料的最新进展进行了综述,同时分析了汲取液的常见类型,并简述了正渗透分离技术的新应用,展望了其未来的发展前景。     

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.     

萃取-原子吸收分光光度法测定海水中痕量铜

本文建立了测定海水中痕量铜的新方法,以APDC－MIBK为络合萃取剂,原子吸收分光光度法测定,并研究了最佳测定条件。该法简便、快速,具有良好的精密度和准确度,测定结果令人满意。