以气态硫磺还原磷石膏作全钙源制备贝利特硫铝酸盐水泥

以气态硫磺还原磷石膏(PG)作为全钙源，采用分段煅烧制度制备了贝利特硫铝酸盐水泥，并采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪等研究了其矿物相组成与水化性能.结果表明：贝利特硫铝酸盐水泥的主要矿物相为Ca₄Al₆(SO₄)O■₁₂、Ca₂SiO₄(β-C₂S)和Ca₈Fe₄Al₄O₂₀(C₄AF)，同时含有少量的钙铝黄长石(C₂AS)和alpha’-Ca₂SiO₄·0.05Ca₃(PO₄)₂(α’-C₂S)；随着煅烧温度和煅烧时间的增加，■的含量增加，但煅烧温度超过1 300℃，煅烧时间超过90 min后会对■的形成产生不利的影响；过度煅烧熟料各龄期的强度都会降低，对其早期强度的发展...     

多场耦合作用下页岩渗透特性实验研究

页岩气开采过程,其储层页岩渗透率受多重因素的影响。采用自主研发的多场耦合作用下不同相态CO₂致裂驱替CH₄实验装置,实验研究了有效应力、孔隙压力、温度以及吸附膨胀效应等因素对裂隙页岩体与型岩渗透特性的影响。结果表明:(1)页岩渗透率随有效应力增加呈负指数关系减小,且型岩对于有效应力变化具有更强的敏感性;(2)在相同应力状态下,由于吸附引起的差异性膨胀效应会降低页岩渗透率,不同气体作用下测得的页岩渗透率表现为He＞N₂＞CO₂。(3)两种页岩中渗透率随孔隙压力变化规律具有差异性。SC-CO₂致裂页岩在低压条件下Klingkenberg效应不明显,渗透率随平均孔隙压力的增大而增大,型岩在低压阶段由于Klingkenberg效应对渗透率变化起主导作用,随着孔隙压力增加,其渗透率降低,在达到极小值后,随着孔隙压力的增加,Klingkenberg效应减弱,有效应力起主导作用,渗透率随孔隙压力增加而增加;(4)温度作用通过改变页岩的孔隙结构、力学性质等控制页岩渗透率的变化,随着温度增加,页岩渗透率降低。因此,在页岩气开采过程以及CO₂强化页岩气开采过程需要考虑多因素耦合作用对页岩渗透率的影响。     

超临界CO2吸附效应对页岩地层井壁稳定影响研究

当利用超临界CO₂作为钻井液钻进页岩地层时，井壁稳定是重点关注问题。超临界CO₂与页岩相互作用复杂，而对于超临界CO₂吸附效应对超临界CO₂开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO₂吸附效应对页岩变形和力学性质影响纳入到超临界CO₂渗流的多物理场耦合过程中，在超临界CO₂运输特性和热力学特性的基础上，构建考虑吸附效应的超临界CO₂钻井多物理场耦合井壁稳定模型。基于有限元数值计算方法，分析超临界CO₂钻进过程中的地层温度、孔隙压力和地层应力的时空分布规律，研究超临界CO₂吸附效应对井壁稳定性的影响。结果表明：超临界CO₂吸附效应引起的固体变形对地层温度和流体渗流没有明显影响；吸附效应对应力分布具有显著影响，吸附应变会使应力值增大，而吸附对弹性模量的影响则会使应力值降低；忽略吸附应变会小幅度低估井壁失稳风险，而忽略吸附对页岩弹...     

催化臭氧氧化联合BAC工艺深度处理石化废水

针对石化废水难降解的问题，采用活性炭作为臭氧氧化单元的催化剂，并串联生物活性炭(BAC)单元，从水质变化、有机物分子质量分布和有机物结构等角度解析催化臭氧氧化对石化废水中难降解有机物的降解特性，以及对后续BAC单元出水水质的影响机理。结果表明，活性炭催化对臭氧氧化去除COD和UV₂₅₄均有一定的促进作用，且对后续BAC单元去除COD和UV₂₅₄的促进效果更明显，其中，对UV₂₅₄的去除效果影响更大，当臭氧投加量为15和20 mg/L时，催化臭氧氧化对UV₂₅₄的去除率比臭氧氧化分别提升9.4%和11.5%，后续BAC单元对UV₂₅₄的去除率比无催化条件时分别提升17.0%和15.4%；催化条件对进水有机物分子质量分布的改变在O₃投加量为15 mg/L时更明显，相比臭氧氧化，催化臭氧氧化对进水中不可吹扫有机碳(NPOC)的去除率提升5.4%，出水中分子质量<1 ku的NPOC比例增加6%；进水经催化臭氧氧化后，有机物结构显著改变，酚类、链烷烃类及不饱和...     

污泥酸提液/Fe2+改性活性炭纤维对氨氮的吸附

以活性炭纤维(ACF)为载体,以给水厂污泥酸提液(Sae)与氯化亚铁混合溶液为改性溶液,制备氨氮吸附材料Fe/Al-ACF。实验结果表明：Fe/Al-ACF在水中稳定性良好,在中性和碱性条件下对氨氮具有较好的去除效果。当温度为25℃、氨氮为20 mg/L、Fe/Al-ACF为2.0 g/L、pH=7、反应240 min时,Fe/Al-ACF对氨氮的去除率为90.52%,且在经过4次循环再生后去除率仍可达59.16%。Fe/Al-ACF对氨氮的吸附符合准二级动力学模型、Elovich模型以及Langmuir等温吸附模型,吸附过程为自发吸热的化学单分子层吸附,涉及静电吸引,吸附速率与表面吸附量有关。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)结合热力学分析结果表明：Fe/Al-ACF纤维束表面的沟壑间生长有大量呈针状和钟乳石状的铁铝氧化物晶体(Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃和Al₂O₃),其参与了吸附,吸附过程存在络合反应与N、O...     

CO2状态与各向异性对烟煤渐进破坏特征影响的实验研究

为探索CO₂驱替煤层气开采工程中储层的力学特性,对烟煤试样分别开展不同压力(4,6,8和12 MPa)下的CO₂吸附实验、巴西圆盘劈裂实验、低温氮吸附实验和断口分析,研究CO₂状态与各向异性对烟煤渐进破坏力学响应的影响。结果表明,烟煤的巴西劈裂强度(σ_t)和劈裂模量(E_T)受CO₂吸附作用影响均呈现先减小后增大的趋势,8 MP超临界态CO₂吸附作用使得σ_t与E_T降低幅度最大,分别为49.8%,33.9%。受各向异性影响,3种类型烟煤试样σ_t大小顺序为:Divider型>Arrester型>Short transverse型。随着CO₂压力增大,烟煤的破坏特征呈现出由突然失稳到渐进失稳再到突然失稳的转变规律。同时,CO₂吸附效应削弱了烟煤基质与层理面,导致各向异性烟煤的破坏轨迹随CO₂压力增大而...     

GO-PVP/PVDF渗透膜的热质传递机理和污染特性

渗透率低和疏水性差是限制渗透膜在膜蒸馏式海水淡化运用中的关键因素。为了提高膜的疏水性且保持高渗透性能，对自制的超疏水氧化石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮/聚偏氟乙烯(GO-PVP/PVDF)复合膜进行了热质传递的分子模拟和污染物为腐殖酸(HA)、半胱氨酸(LC)、Ca²⁺的耐污染实验，并通过Materials Studio(MS)软件建立了膜的传热传质模型。结果表明，GO含量越大膜表面的裂纹越少。左右堆叠形态下复合膜的渗透性能最好且热导率最高，上下堆叠形态下膜性能最差。氢键作用能(E_el)为负值，并导致污染物和膜表面的相互作用能为负值，是污染物富集在膜表面的主要作用力。此外，Ca²⁺离子会加重膜污染。     

新装修办公楼室内挥发性有机物的测试研究

为研究办公楼装修后室内挥发性有机物的释放特性,利用活性炭吸附采样与气相色谱分析相结合的方法,跟踪监测了天津市某办公楼四个典型房间的室内污染物浓度。得出了装修后室内污染物浓度的变化规律,即污染物浓度随时间推移而降低,其间可能会由于房间温度、相对湿度和气流组织的变化而出现短暂的起伏。     

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅲ)的影响

采用KMnO4对活性炭进行改性,考察了KMnO4改性对活性炭吸附Cr(Ⅲ)的影响。结果表明,在pH6.0的条件下,采用KMnO4改性可提高活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附去除率,尤其是在低pH下提高得更为明显;当KMnO4浓度为0.04mol/L时,得到的改性活性炭AC-4的吸附性能最好;在pH=6.0的条件下,与未改性活性炭相比,改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附速率明显提高,25℃时AC-4的饱和吸附量提高了43%;升高温度能明显提高改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附能力,40℃时AC-4对Cr(Ⅲ)的饱和吸附量是25℃时的3.61倍。改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附符合Langmuir单分子层吸附规律。     

活性炭微孔对RO浓水中小分子有机物的吸附

为研究活性炭对反渗透(RO)浓水中溶解性有机物(DOM)的吸附效果,首先采用颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)和活性炭纤维(ACF)进行吸附试验。结果表明,PAC的吸附效果最佳,当PAC投量为0.9 g/L时,对RO浓水Ⅰ、Ⅱ中COD的去除率分别为54.8%和71.8%。同时研究了RO浓水中DOM的分子质量(MW)分布及新、旧PAC的孔径分布,发现RO浓水Ⅱ中以MW<500 u的DOM为主,而PAC的吸附作用以孔径<2 nm的微孔为主、孔径为2~4 nm的中孔为辅,因此适于吸附RO浓水中的DOM。     

铜盐改性活性炭去除养殖场中的硫化氢

养殖场恶臭气体带来的环境污染日益受到人们的重视,它的治理已成为亟待解决的问题。通过高温水热化学改性与硫酸铜溶液浸渍联合对活性炭进行改性,在自制的固定床吸附装置中,考察了改性活性炭在不同条件下吸附养殖场中硫化氢的效果。结果表明,低温对物理吸附有利,但是对化学吸附不利,温度升高化学吸附增强,但同时物理吸附减弱,在80℃时两种吸附达到最佳平衡状态;随着空速增加,气体流速也增大,H2S分子在固定床中的停留时间缩短,吸附容量也随之减小。进气浓度在150~850mg/m3范围内,改性活性炭对H2S的吸附能力随着浓度增加逐渐降低且穿透时间也缩短。同时,通过BET、FTIR(傅里叶变换红外光谱分析)、TPD(程序升温脱附)和Boehm滴定酸碱官能团等方法对改性前后活性炭进行表征,认为活性炭孔隙结构、官能团种类及数量和表面酸碱性对活性炭吸附H2S的能力有重要影响。     

温度对GMZ膨润土的膨胀性能影响研究

在25℃,40℃,60℃和90℃的蒸馏水中对高庙子(GMZ)膨润土进行了膨胀性能试验。由于在试验条件下渗透膨胀占主导地位,GMZ膨润土的膨胀性能随温度的升高而增大,其中最大膨胀率随温度线性增加,而膨胀力随温度呈指数增加。压实GMZ膨润土的膨胀性能可用em=Kp^D-3表示。N2吸附试验结果表明温度对GMZ膨润土的表面分维D基本没有影响。在渗透膨胀条件下,采用扩散双层模型计算发现膨胀系数K与温度T_c之间存在线性关系,并且通过GMZ膨润土和Bikaner膨润土的膨胀试验进行了验证。将K–T_c线性关系与e_m–p分形关系相结合,提出了温度作用下GMZ膨润土膨胀性能的一种简便定量评价方法。     

水泥中碱与聚羧酸减水剂相容性研究

碱在硅酸盐水泥中以K₂SO₄和Na₂SO₄的形式存在，影响水泥与聚羧酸盐减水剂(PCEs)的相容性。文章研究了K₂SO₄和Na₂SO₄对相容性的影响。结果表明，碱会降低PCEs在水泥颗粒上的吸附量，以及浆体初始流动度，但有利于随水化时间延长PCEs的吸附行为和流动性发展。与Na₂SO₄相比，K₂SO₄更有利于流动性、凝固时间以及相容性。从水泥与PCEs的相容性角度考虑，K₂SO₄和Na₂SO₄的适宜含量分别为0.6%～1.2%Na₂Oeq和小于0.6%。     

膨润土表面分维的试验确定

压实膨润土因其膨胀特性被用作高放射性核废料深地质处置工程的缓冲材料,膨润土的膨胀特性与其表面特性有关。对原始膨润土粉末以及被不同浓度的NaCl溶液浸泡过的膨润土进行N₂分子吸附实验,测得N₂吸附等温线,对吸附等温线采用Frenkel-Halsey-Hill(FHH)方程和Neimark热力学方法计算表面分维,计算结果表明,采用两种方法计算的表面分维基本相同。膨润土的表面性质受NaCl溶液浓度的影响较大,表面分维随NaCl浓度的增加呈现出先增大后减小的趋势,这是由于浓度不同膨润土表面吸附的Na⁺量不同所引起的。     

树脂吸附法治理兰州新区灰土次生盐渍化试验研究

论文重点介绍掺入树脂后灰土易溶盐的减小情况。本试验是在查明了兰州新区灰土次生盐渍化机理的前提下进行的进一步试验,目的是用树脂治理次生盐渍化病害。通过试验发现了一种吸附树脂对盐渍土中的硫酸根离子有很好的吸附效果,故可以选择适宜的树脂吸附土中的SO₄^2-,从而治理因SO₄^2-引起的土壤膨胀病害。     

CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应

为探讨不同CO₂相变致裂压力对纳米孔隙的尺度改造效应及其对瓦斯(煤层气)运移的影响，开展120,150,185 MPa作用下的CO₂相变致裂煤体实验，综合采用高压压汞、低温液氮吸附、低温CO₂吸附孔隙结构参数测试方法，分析CO₂相变致裂后煤的大孔(>50 nm)–介孔(2～50 nm)–微孔(<2 nm)结构演化特征。结果表明：CO₂相变致裂对大孔和介孔具有扩孔效应；致裂后，大孔平均孔径与孔容大幅度增大，孔表面积降低；介孔平均孔径增大，孔表面积明显降低；孔隙连通性明显增强。CO₂相变致裂过程时间极短，高压气体优先选择裂隙和大尺度孔隙进行扩展，延伸至微孔时，衰减的压力不足以改造具有化学性质的微孔。CO₂相变致裂在大孔–介孔尺度的扩孔效应，随致裂压力的增大而增强；不同变质、变形程度煤的大孔–介孔–微孔发育存在差异；因此，研发“高致裂压力–长作用时效–大能量”的CO₂相变致裂器，有助于进一步增强CO     

Cu(Ⅱ)/Na2SO3体系降解磺胺甲恶唑的效能及机理

利用Cu(Ⅱ)催化Na₂SO₃降解磺胺甲恶唑(SMZ)，并探究降解效能及机理。结果表明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的最佳反应条件如下：pH为7、SMZ初始浓度为0.3 mg/L、Cu²⁺浓度为0.10 mmol/L、Na₂SO₃浓度为0.50 mmol/L、温度为25℃，反应60 min后SMZ降解率达到61.3%。电子顺磁共振波谱结果和醇抑制剂实验结果证明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的主要活性物质是·OH和SO₄^·-，其贡献率分别为31.6%和64.8%。虽然水体背景成分氯离子(Cl^-)和碳酸氢根离子(HCO₃^-)对SMZ的降解起到一定抑制作用，但是Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系对实际水体中SMZ仍有较好的降解效能。     

自然通风下教室CO2体积分数的实测与模拟

将某高校教室作为研究对象，实测过渡期室内CO₂体积分数随时间的变化。采用Airpak软件，模拟过渡期自然通风条件下（课间门窗开启）室内空气温度、CO₂体积分数的分布。由实测结果可知：室内CO₂体积分数大多数时间均超过1 000×10^-6,CO₂体积分数上升速率与人员密度成正相关。由模拟结果可知：1.1 m高度截面的温度，随门窗开启时间的延长而下降。教室前后部室内温度的下降速率明显高于人员密集区域。1.1 m高度截面的CO₂体积分数，随门窗开启时间的延长而下降。门窗开启10 min时，教室平均CO₂体积分数为1 073×10^-6。自然通风可有效降低室内CO₂体积分数。     

有机酸改性活性炭吸附丙酮研究

以商业活性炭为原料,采用3种有机酸(甲酸、草酸、氨基磺酸)为改性剂制得改性活性炭。采用比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜及傅立叶转换红外光谱仪考察了改性对活性炭物化性质的影响。结果表明:改性后,活性炭BET比表面积及总孔容减小,表面有不均匀的粗糙的刻蚀痕迹,同时伴随有白色晶体粒子生成,表面生成了更多的O-H、C=O、C-O、S=O等含氧官能团。从吸附等温线、吸附动力学以及吸附能角度,探讨了改性对活性炭在不同进气浓度下对丙酮吸附行为的影响。结果表明:平衡吸附量的大小顺序为:AC-FAAC-OAAC-SAAC-A,Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述丙酮在活性炭上的吸附;准二阶动力学模型最适合描述活性炭对丙酮的吸附动力学过程,其拟合的相关系数R2均高于0.99。     

粉末活性炭去除水中石油类污染物的试验研究

以0#柴油为研究对象,考察了粉末活性炭对水中石油类污染物的吸附性能.结果表明,采用粉末活性炭可有效去除水中的石油类污染物,当柴油初始质量浓度为3 mg/L,吸附时间为30 min,投炭量为20 mg/L时,纯水及原水条件下柴油的去除率均大于70％,且在最大投炭量(80 mg/L)条件下,粉末活性炭可以应对在纯水和原水条...