小麦田中有机硫气体的释放

采用密闭箱法对不同施肥条件下小麦田中羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)和二甲基硫(DMS)的释放情况进行了监测.结果表明,小麦生长过程对COS、CS₂和DMS释放影响显著,小麦对COS有明显吸收作用,DMS和CS₂是麦田中释放的主要含硫气体.COS和CS₂释放速率昼夜变化明显.仅施用有机肥的麦田,硫释放总量高于其它田块.不同施肥条件的田块,硫释放总量范围在-1.40～0.79mg·ml^-2之间.     

常压和真空下CS2的光氧化反应

利用原位FTIR、XPS 和GC-MS等技术手段,研究了常温紫外光辐照下常压及真空状态中,CS₂的光氧化反应.结果表明,常压及真空状态下CS₂光氧化反应的产物均为COS、SO₂、CO 和 CO₂,反应均遵循表观一级反应动力学规律,但中间产物COS的浓度变化有较大的差异.常压下COS浓度先迅速增大,然后减少; 真空条件下COS浓度增加到常压下COS浓度的 1/10后基本持平,然后逐渐减小,整个变化趋势缓慢; 2种条件下CS₂的半衰期分别为31.6 s和39.8 s, 中间产物COS降解 98% 所需时间分别为 55 min和22 min.在相同的光照条件下,O₂浓度的增加有助于CS₂光氧化反应的进行.以CS₂光氧化中间产物COS为初始物的光氧化反应主要产物为CO₂和SO₂,后者可以进一步被氧化为SO2-4.适量增加O₂的浓度可以促进COS光氧化反应的进行,但O₂的浓度增加至一定程度后反应速率基本保持恒定.以上结论对揭示CS₂和COS的源和汇以及全球S物质循环具有重要价值.     

2017年9月东海海水和大气中挥发性有机硫化物的浓度分布及其来源

挥发性有机硫化物（volatile organic sulfur compounds，简称VSCs）是硫循环的主要参与者，在全球气候变化和大气化学中发挥重要作用.于2017年9月运用冷阱捕集气相色谱和气-质联用法对东海海水与大气中3种重要的VSCs即羰基硫（COS）、二甲基硫（DMS）、二硫化碳（CS₂）的浓度进行了测定，并计算了它们的海-气通量.研究结果表明，秋季东海表层海水中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（0.14±0.08）、（3.58±2.81）和（0.06±0.06）nmol·L^-1.大气中COS、DMS和CS₂的平均浓度分别为（414.9±107.4）×10^-12、（39.7±29.9）×10^-12和（92.9±55.6）×10^-12，COS是大气中含量最丰富的VSCs.相关性分析表明，海水中DMS与CS₂存在相关性，推测两者具有相似的来源途径.大气中COS和CS₂的浓度相关性较为显著，显示大气中CS₂是COS的主要源.此外，海水中COS、DMS和CS₂都呈过饱和状态，海-气通量平均值分别为（0.45±0.58）、（13.15±12.66）和（0.20±0.22）μmol·m^-2·d^-1，表明秋季东海是大气中3种VSCs的源.     

夏季东海挥发性硫化物的空间分布与释放通量研究

挥发性硫化物（volatile sulfur compounds,VSCs）是大气中一类重要的痕量活性气体,对全球硫循环和气候变化有着重要的影响.于2018年6—7月运用冷阱捕集气相色谱和气-质联用法测定了东海海水与大气中3种重要的VSCs即羰基硫（carbonyl sulfide,COS）、二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）、二硫化碳（carbon disulfide,CS₂）的浓度,分析了其与相关环境因子的相关性,并估算了它们的海-气通量.研究结果表明,夏季东海表层海水中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（0.47±0.33）、（4.46±4.52）和（0.13±0.07） nmol·L^-1,海水中COS和CS₂的高值区出现在长江口附近海域,DMS在东海南部海域的浓度远低于北部海域.大气中COS、DMS和CS₂的浓度平均值分别为（564.0±37.5）×10^-12、（70.7±83.5）×10^-12和（177.6±232.3）×10^-12（以体积分数计）,COS分布均匀,CS₂的分布呈现近岸高远海低的特点,而DMS的分布受海-气扩散的影响.相关性分析表明,夏季东海海水中COS和CS₂与海水中的营养盐存在正相关关系,这可能是因为营养盐能促进浮游植物生长,而浮游植物生长过程中能释放COS和CS₂的前体进入水体,从而促进COS和CS₂的生产.此外,夏季东海中COS、DMS和CS₂的海-气通量平均值为（1.05±1.13）、（9.21±9.49）和（0.24±0.22）μmol·m^-2·d^-1,表明夏季东海是大气中3种VSCs的源.     

Radioactive tracer of the photochemical reaction of 14CS2 with OH in the presence of O2

The photochemical reaction of¹⁴CS ₂ with OH has been studied．The results indicated that the main products of the reaction were¹⁴COS and ¹⁴CO with a small amount of ¹⁴CO₂ in the reaction system(¹⁴CS₂-H₂O₂-C₃H₈-N₂-O₂>)．The reaction was promoted by oxygen．¹⁴COS and ¹⁴CO had the similar kinetic curves while ¹⁴CO₂ got a different kind of Curve．The overall rate constant increased with the increasing of oxygen partial pressure．The rate constant for the removal of ¹⁴CS₂ was K=3.4×10^-12cm³/(mO1.s) at 33330 Pa 0₂．The conversion of ¹⁴CS₂ to ¹⁴CO₂ at room temperature was observed and the possible mechanism of the photochemical reaction was disscussed．     

DBD技术脱除恶臭气体H2S和CS2的可行性

采用DBD技术脱除工业废气中的H₂S和CS₂.12kV的电压下,分压为4kPa的H₂S,放电5s,去除率接近100%;分压为1.33kPa的CS₂,放电15s,其去除率可达80%.H₂S和CS₂的去除率都随其浓度的增加而下降.在实验室研究的基础上,设计了废气处理量为420m³/h、流速为10m/s的DBD净化装置,进行了实际含H₂S和CS₂的工业废气净化研究,H₂S去除率可达89%,能量消耗为5.2W·h/m³.结果表明DBD技术对于处理含硫恶臭工业废气,具有实际应用价值.     

水蒸气电晕放电下的烟气脱硫效果

采用多针-板式电极,在70 m³/h烟气流量范围内,研究了水蒸气浓度、烟气流量、电场强度等因素对不饱和水蒸气正直流电晕放电烟气脱硫率的影响以及水蒸气电晕放电对脉冲放电烟气脱硫率的提高.研究结果表明,实验范围内,按照NH₃∶SO₂摩尔比为2∶1添加NH3的条件下,增加水蒸气流量、增强电场强度、减少烟气流量,烟气脱硫率能提高10%,达到60%左右.同时,水蒸气电晕放电能使脉冲放电的烟气脱硫率提高5%左右,达到90%以上.     

微波无极灯光解模拟CS2废气

利用自行研制的微波无极灯对模拟二硫化碳废气进行光解.结果表明,微波无极灯光解CS₂的效率随其初始浓度的增加而降低;停留时间是影响CS₂转化率的重要因素;体系中水汽的增加有利于光解效率的提高.当管道气体流速为0.2 m/s,初始浓度约100 mg/m³,湿度约40％时,微波无极汞灯光解CS₂的效率可达75%以上;微波无极碘灯对CS₂的光解效率亦达到50%以上.同时探讨了CS₂光解的反应机理,主要是紫外光直接光解和·OH自由基氧化的共同作用.     

三江平原小叶章湿地H2S和COS排放动态

利用静态箱/气相色谱法,观测了生长季(5～9月)三江平原小叶章沼泽化草甸H₂S和COS的释放动态,结果表明,H₂S、COS的排放通量具有季节和日变化规律,小叶章沼泽化草甸H₂S的平均释放通量为0.34μg·(m²·h)^-1,COS的平均释放通量为-0.29μg·(m²·h)^-1;在生长季,小叶章沼泽化草甸表现为H₂S的源,COS的汇.小叶章的生长过程对H₂S、COS的排放影响显著,在小叶章生长旺盛期,H₂S出现排放峰值,COS出现吸收高峰,H₂S和COS的释放通量呈负相关.     

放电条件下SF5CF3的分解反应

SF₅CF₃是近年被发现的具有强红外辐射强迫、长寿命的新温室气体.本文利用火花放电技术模拟研究了放电条件下SF₅CF₃的去除机理.结果表明,SF₅CF₃在放电过程中将被分解并生成多种含硫、氟、氧和碳的化合物.H₂O的存在能够降低SF₅CF₃的分解速率,但降低的量与H₂O的分压无关. 在有H₂O存在的条件下,当体系总压约为31kPa时,闪电过程中SF₅CF₃的分解速率常数分别为0.011s^-.同时,SF₅CF₃的分解率随着体系的总压上升而呈指数下降.基于实验结果,对SF₅CF₃在放电过程中的反应途径作了探讨,并估算实际大气中放电的一种形式--闪电所引起的SF₅CF₃的分解量为53.6 kg·a^-.     

介质阻挡放电降解异味物质CS_2研究

采用介质阻挡放电降解二硫化碳(CS2)模拟废气,考察了外加气体空气、氮气(N2)、电源输入功率、初始浓度和停留时间对CS2转化率的影响。结果表明:CS2的去除率呈现空气>N2。在输入功率63 W,停留时间为5.34 s,CS2的初始浓度300 mg/m3,N2氛围下的去除效率为36.9%,而空气氛围下的去除效率可达62.5%。在N2与空气氛围下其产物明显不同,在空气氛围下,主要产物为SO2、COS、CO和CO2;而在N2氛围下其主要产物为大量单质硫、少量CO与CO2。对DBD降解CS2的机理分析表明,在N2条件下主要是高能电子与紫外光的作用;而在有空气条件下,O2的存在促进了CS2的深度氧化。     

雷电过程中SO2产生COS的模拟研究

采用火花放电的方法研究大气对流层中雷电反应产生COS的可能，以气相色谱、红外光谱为主要分析手段，对SO2－CH4－O2体系的反应进行了研究。结果表明，该体系在火花放电条件下会生成COS。原料气的初始强、放电时间和外加气体对COS的生成量都有影响。生成的COS也会在放电条件下分解。基于此，对该放电反应的机理作了探讨，并估算了清洁及污染大气中可能生成的COS的浓度。     

Vertical distributions of COS and CS2 in Beijing City

Vertical distributions of COS and CS2 were measured at a meteorological tower in Beijing City. The mixing ratios of COS and CS2 are in the range of 371--1681 pptv and 246--1222 pptv, respectively. The significant high mixing ratios of the two compounds at ground level and distinct vertical distributions indicated the existence of strong anthropogenic sources of COS and CS2 in Beijing City. Domestic stoves and central heaters are important sources of COS during winter season. Cesspools may play significant role on COS over whole seasons. Chemical productions may be responsible for the observed hiah mixina ratios of CS2 in Beiiina Citv.     

脉冲电晕等离子体活化纯CO2的反应

研究了在常温常压下，脉冲电晕等离子体对温室气体CO2的活化与转化分别考察了反应气体流速、脉冲电压峰值、放电频率对纯CO2转化的影响．结果表明，CO2主要分解为CO和O2，另有少量积碳和臭氧产生；随着反应气体流速的增加，CO2转化率、CO产率和选择性降低；随着脉冲电压峰值和放电频率的升高，CO2转化率、CO产率增大，CO选择性降低．     

Coupling catalytic hydrolysis and oxidation for CS2 removal

CS2 removal was Obtained by coupling catalytic hyidation on bi-functional catalyst.On the hydrolysis active sites,CS2 is hydrolyzed to H2S,while on the oxidation active sites,H2S is oxidized to elemental S or sulfuric acid deposited on the porous support.The above process can be expressed as followsCS2→H2O COS →H2O H2S→O2 S/SO2- 4.H2S oxidation eliminates its prohibition on CS2 hydrolysis so that the rate of coupling removal CS2 is 5 times higher than that of CS2 hydrolysis.The same active energy of hydrolysis and coupling reaction also indicates that H2S oxidation does not change the reaction mechanism of CS2 hydrolysis.Temperature has obvious effect on the process while the mole ratio of O2 concentration to CS2 concentration (O/S) does not,especially in excess of 2.5.The formation of sulfuric acid on the catalyst surface poisons hydrolysis active sites and causes the decrease of left OH-1 concentration on the catalysts surface.Lower temperature is suggested for this bi-functional catalyst owing to the low yield ratio of S/SO4 2-.     

等离子体协同金属氧化物催化氧化苯的研究

以Al2O3和Ag/Al2O3为催化剂,采用介质阻挡放电(DBD)反应器降解空气中低浓度的苯(C6H6),重点考察了苯的转化率、能量效率随能量密度的变化关系.研究发现:苯的氧化产物为一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2),当能量密度为94 J/L时,在催化剂Ag/Al2O3、Al2O3存在以及不使用催化剂的条件下,苯的能量效率分别达到了0.054 mol/kW·h、0.038 mol/kw·h与0.024 mol/kW·h.同时,探讨了国外应用低温等离子体技术处理气体污染物的相关研究成果,并与本研究做了比较.     

放射示踪法研究O2存在时14CS2与OH的光化学反应

用放射示踪法研究~(14)CS_2和OH的光化学反应,指出氧对反应有促进作用,在反应体系中(~(14)CS_2-H_2O_2-C_3H_8-N_2-O_2)主要产物为O~(14)CS,~(14)CO及少量~(14)CO_2。O~(14)CS和~(14)CO有相似的动力学曲线,~(14)CO_2则是另一种情况。总反应速率常数随氧压增加而增大,在氧压为33330Pa时,~(14)CS_2消失的总速率常数可高达3.4×10~(-12)cm~3mol~(-1)S~(-1)。在实验中观察到~(14)CS_2能在室温下转变为~(14)CO_2的现象。讨论了光化学反应的历程。