改进的地基红外超光谱数据痕量气体反演方法

利用地基探测仪器监测大气痕量气体的区域分布及动态变化,对于有效评估和预测局部地区的大气环境以及星载大气成分探测仪器性能指标的提出具有重要的意义.在现有痕量气体反演算法SFIT2的基础上,通过改进最优化寻优策略,建立了基于信赖域的痕量气体反演的新模型,解决了实际应用中大气先验信息与实际状况差异较大时的算法全局收敛性问题,...     

水汽在涂层中的扩散传输行为和存在形式

利用石英晶体微天平(QCM)为主要手段,研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为.当相对湿度(RH)大于30％时,吸附和脱附动力学都符合Fick第二扩散定律,溶解性遵守Henry定律.计算出了平均扩散系数D.当吸水后的样品重新暴露于干燥空气时,总有一部分水残留于涂层中.傅利叶变换红外光谱仪(FTIR)测定表明吸水前和脱水后涂层分子结构发生了变化.残留水与涂层分子中的羰基C=O形成了氢键.水在涂层中有相当部分可能是以相互置换的链传递方式传输.形成氢键的速度比扩散速度快得多,当RH大于30％时,涂层中水的浓度足以支持其反应,扩散为吸水过程的控制步骤,此时表现为符合Fick第二扩散定律;当RH低于30％时,涂层中水的浓度不足以支持其反应,反应速度降到和扩散速度可相比,此时吸水过程开始偏离Fick第二扩散定律.     

垮越临界温度的分子筛吸附: 微孔体积填充理论的适用性

用高真空重量法测定了NaX分子筛对不同吸附质NH3, H2O, C2H5OH等的吸附等温线, 用微孔体积填充理论对吸附等温线进行非线性拟合, 得到满意结果。表明该理论不但可扩展到以静电场为主的吸附体系, 还可适用于吸附温度高于吸附质临界温度的吸附体系。计算结果表明, NaX吸附不同吸附质测得的极限空腔体积基本相同, 且与结构分析得到的空腔体积一致, 进一步表明微孔体积填充理论对该体系的适用性。计算了各种吸附质的极限吸附量, 以及某填充度下的蚊分吸附热随着温度的变化趋势。可为固体吸附式制冷系统的设计与制造提供理论依据及有关掺数。     

离子交换树脂在高参数水汽系统中的分解特性研究

通过高压釜模拟高温高压的水汽环境,研究了离子交换树脂在温度为230℃和300℃下的分解特性,全面检测了离子交换树脂的各种分解产物和树脂分解前后的结构变化,结合树脂的化学结构,分析了离子交换树脂的分解机理,并通过高压釜挂片试验,探究了离子交换树脂的分解产物对TA16合金的影响。试验结果表明,离子交换树脂的分解包括具有离子交换能力的活性基团的脱离和树脂骨架的分解,H型阳树脂分解产生了H2SO4,Na型阳树脂分解生成了NaHSO4,OH型阴树脂分解生成了三甲胺,Cl型阴树脂分解产生氯化三甲铵,4种树脂分解都有苯及苯的同系物生成,且分解产物对TA16合金没有明显的腐蚀。     

水滑石衍生的复合氧化物催化氧化挥发性有机气体的研究进展（英文）

挥发性有机化合物(VOCs)是大气颗粒污染物(PM_2.5)和臭氧污染的主要前体物,来源于工业活动(如溶剂使用过程)、汽车尾气以及植物排放等,具有毒性,对人类和自然生命产生危害.催化氧化技术是在催化剂表面,在较低的操作温度(200-450℃)下,将VOCs非均相催化氧化成CO₂和H₂O,是一种最为有效的分解VOCs的方法,具有副产物少,能耗低的优点.VOCs分解用催化剂主要分为贵金属和金属氧化物两大类.贵金属催化剂活性高,但价格昂贵.因此科研工作者一直在诸多方面调控过渡金属氧化物,例如制备方法、组分协同、结构缺陷等,期望获得高活性、低成本的催化剂.水滑石(LDHs)是一种层状双金属氢氧化物,由带正电荷的金属氢氧化物层板和层间阴离子组成,可以表示为[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂](A^n-)_x/n·mH₂O.鉴于LDHs特有的结构特点,层板元素可调、比...     

分析有机酸与无机阴离子的梯度离子色谱法

利用梯度离子色谱法和抑制电导检测器对有机酸与无机阴离子的色谱分析条件进行了研究。建立了最佳梯度程序；通过浓缩柱的富集，可使方法的检出限达10^-2μg/L，各离子的相对标准偏差一般在5％以下；该法可用于火电厂水汽系统中的痕量低分子有机酸和无机阴离子的快速、准确分析，结果令人满意。     

生物质燃烧源PM2.5在水汽条件下长大特性的研究

研究了生物质燃烧源产生的细颗粒在水汽条件下的长大特性,通过生长管实验研究了不同的热水温度、颗粒初始浓度、颗粒在生长管中的停留时间及表面活性剂下生物质燃烧源细颗粒在水汽过饱和条件中的长大特性。与燃煤细颗粒在水汽条件下的长大结果进行对比,生物质燃烧源细颗粒的长大效果要比燃煤细颗粒长大效果要好,热水温度的升高、停留时间的延长有利于细颗粒的长大,小粒径段颗粒的长大则几乎不受颗粒初始浓度的影响,添加一定量的表面活性剂可以使得生物质燃烧源细颗粒全部长大至1μm以上。     

湿磨法制备纳米Li_4SiO_4材料用于高温捕集CO_2

采用不同硅源、锂源以湿磨法结合高温焙烧制备了纳米Li_4SiO_4材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征了合成材料的结构和表面形貌,利用热重分析仪(TG)研究了Li_4SiO_4材料高温下的CO_2吸收性能和循环使用稳定性。结果表明,湿磨法制备的Li_4SiO_4材料在550℃、2.5×104Pa下,10min可达吸收平衡,平衡吸收量为27.9%(质量分数),经五次吸收-解吸后仍保持初始吸收性能,显示了良好的循环稳定性。将25%CO_2-25%N2-50%He混合气通过Li_4SiO_4材料床层,发现在550℃下,CO_2能被高效捕集,在相对湿度为10%的水汽存在下,Li_4SiO_4捕集CO_2的性能没有明显下降。     

迭代最小二乘法气体光谱自动水汽差减算法

傅里叶红外光谱法具有测量速度快、信噪比高、检测范围广等优势,在针对污染源废气排放的快速检测及长时间在线监测中具有巨大的发展潜力。水汽是红外光谱污染气体检测中的主要干扰物,影响NO_X,SO₂等重要污染物的检测,差减水汽背景谱消除光谱中水汽干扰可提高这些污染物的检测精度,具有重要意义。气体光谱中水汽吸收峰由于受到水分子团簇、仪器线型函数等影响,通过数值方法对其计算的误差较大;为此,水汽背景谱一般需采用同一台光谱仪实测获得。主要有两种方法： 第一种是通过反复调节水汽/氮气混合气中的水汽浓度,使水汽背景谱中的水汽吸收峰与污染气体光谱中水汽吸收峰相同,此方法耗时较长,且受环境条件制约很难在现场检测中使用;第二种方法是预先测量不同浓度的水汽光谱,在检测污染气体时选取两幅与污染气体光谱中水汽吸收峰最为接近且将其夹在中间的水汽光谱作为参考谱,使用这两幅参考谱线性拟合与污染气体光谱中水汽吸收峰相同的水汽背景谱,此方法可获得高度近似的水汽背景谱,但当前缺乏相关自动算法妨碍了其在快速自动消除水汽干扰方面的应用。为此,提出一种选取水汽参考谱及拟合水汽背景谱的自动算法,用于自动差减消除水汽干扰。在参考谱选取中,使用污染气体光谱依次减去浓度由低至高的水汽光谱,依据差减后光谱中水汽吸收峰所在波数的吸光度正负性来选取参考谱。在水汽背景谱计算中,基于迭代最小二乘法逐步剔除光谱中受污染物吸收峰干扰的波数,采用剩余波数上的数据拟合水汽背景谱,使其与污染气体光谱中水汽吸收峰相一致。使用水汽背景谱对污染气体光谱进行差减即可消除污染气体光谱中的水汽干扰。对含有NO₂的污染气体光谱进行了差减消除水汽干扰实验,结果表明所提出的自动算法可快速准确消除水汽干扰;NO₂在消除水汽干扰后可由其位于1 629 cm-1的强吸收峰检测,相比消除水汽干扰前使用不受水汽干扰的位于2 917 cm-1的弱吸收峰检测,其检出限得到了大幅提高。     

红外光谱差减技术扣除水汽吸收干扰的局限性

红外光谱差减技术在扣除背景组份干扰方面得到广泛应用,但其扣除空气中水汽效果却不尽如人意。研究了不同湿度的水汽光谱与光谱差减效果的关系,以探究光谱差减技术在水汽扣除领域局限性的原因。结果表明：(1)相对湿度改变,水汽的红外光谱也发生变化,不管如何小心地选择比例系数f,从相对湿度x%的水汽光谱A_x,也不能完全扣除相对湿度为y%的水汽光谱A_y,即fA_x≠A_y。(2)相对湿度改变,水分子团簇(H₂O)_n的相对组成也会发生变化,这是导致光谱差减技术局限性的主要原因。(3)将湿度为x%和y%的两水汽光谱A_x和A_y进行线性组合,则可以高度近似地模拟出介于两者之间的湿度的水汽光谱。比如用40%水汽谱和30%水汽谱,可以模拟得到32%或35%或37%的水汽谱。实验结果表明这是扣除水汽干扰效果更好的路径。(4)论证了水汽补偿湿度滴定法具有高效性的原因。