高酸性气体对硫铝酸盐水泥石腐蚀作用机理

为了研究硫铝酸盐水泥石在含有H₂S的高酸性环境的性能变化及腐蚀机理,采用氮吸附比表面积及孔径分析测试仪(BET和BJH方法)测试了腐蚀前后水泥石比表面积和孔隙结构变化,利用X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TG/DTG)分析了腐蚀前后水泥石水化产物的变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观察对比了腐蚀前后水泥石水化产物微观形貌的变化。结果表明：SAC在60℃时强度发展较好,60℃腐蚀14 d后水泥石主要产物为AFt,90℃腐蚀14 d后主要生成物是CaSO₄·2 H₂O;水泥石被H₂S腐蚀后会产生明显的分层现象,外层最先被腐蚀,内层会由于膨胀作用出现短期内的强度提高;H₂S的腐蚀机理为水泥水化产物中的C-S-H和CH分别与H₂S发生反应,生成具有膨胀性的AFt和CaSO₄·2 H₂O,进而使水泥石产生裂纹,导致抗压强度下降。研究结果为硫铝酸盐水泥在高含硫油气井的固井应用提供了一定的实验及理论基础。     

负氢离子释放剂对2-甲基-2-丁烯氢转移反应的影响

负氢离子转移反应是氢转移反应的基元反应,促进负氢离子转移反应可以强化选择性氢转移反应。在反应温度510 ℃、剂/油质量比5、质量空速12 h^-1、N₂气氛条件下,分别考察了四氢萘和十氢萘作为负氢离子释放剂对2-甲基-2-丁烯氢转移反应的影响。结果表明：四氢萘和十氢萘均能有效地促进2-甲基-2-丁烯发生选择性氢转移反应,产物中C₅烯烃产率由52.95%最低分别降至37.83%和17.03%,异戊烷产率由17.80%最高分别增加至42.98%和54.58%,焦炭产率由5.28%最低分别降至3.11%和2.85%;且十氢萘比四氢萘具有更好的供氢能力,相同含量的十氢萘对于产物中烯烃产率的降低幅度、异构烷烃产率和选择性的增加幅度的影响均比四氢萘更大,对焦炭产率的抑制作用更强。在含烯烃汽油中分别加入质量分数10%四氢萘和十氢萘后,烯烃产率由11.20%分别降低至5.48%和4.01%;同时能够很好地抑制焦炭的生成,尤其加入十氢萘后焦炭产率由5.30%降到2.82%。     

铝蜂窝负载锰基催化剂的制备及其在室温下去除低含量甲醛的性能

采用水热共沉淀法和原位氧化还原法制备MnO_x/MgAl类水滑石(Mg₃Al₁-LDHs)催化剂,以水玻璃作为黏结剂将其负载到铝蜂窝上,用于室温下去除甲醛。通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段进行表征。表征结果表明：MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs具有典型类水滑石结构,大量结合水和羟基; MnO_x为δ-MnO₂和Mn₃O₄的混合物,具有高比例Mn⁴⁺/Mn³⁺和丰富的吸附氧。实验结果表明：室温(25 ℃,相对湿度60%)下反应4 h后,MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs催化剂可将甲醛质量浓度由1.30 mg/m³降至0.10 mg/m³以下,且经过8次和连续15 d实际测试,表明催化剂具有良好的稳定性和甲醛去除效果。MnO_x/Mg₃Al₁-LDHs催化剂最佳负载量(质量分数)为5%,风扇最佳功率为10 W,空气中湿度对甲醛去除效果影响较小,该催化剂具有较强水分抵抗能力,反应温度提升会较大程度提高甲醛去除效果。     

基岩型富氦气藏形成条件

氦气是一种广泛应用于军工、航天、医疗等高新技术产业的稀缺战略资源,但其在世界分布极其不均,中国是贫氦国家面临着严峻的氦气供给安全问题。在系统总结前人研究成果基础上,结合本次实验分析对比了世界上最成熟的氦气生产气田（美国潘汉德—胡果顿气田）与中国氦气生产潜力较大的东坪气田,探讨两者的成藏要素及富氦机理。结果发现：两者均是以天然气作为载体气的基岩型富氦气藏,储层物性好,均发育以膏岩为主的低渗致密的良好盖层。两者的差异性在于,前者花岗岩形成年代更为古老,尤其是碳酸盐岩地层中富含的花岗岩碎屑,其年龄集中在元古宙,平均比东坪气田花岗岩的形成年代早400 Ma;前者氦气运移模式偏向于单一的饱和地下水脱溶释放,而后者存在“过路”古老花岗岩储层的天然气“萃取”释放。两者对比之下,提出形成年代久远的高U、Th氦源岩、充足的载体气、良好的基岩风化壳储层与致密的盖层,和充足的地下水（边底水）作为媒介参与氦气运移,是形成基岩型富氦气藏的必要条件。     

泥页岩地层区域三维地质力学建模与应用

印尼A油田在钻井过程中泥页岩地层井壁坍塌严重,为安全快速钻井,减少复杂事故,文章提出了一种多源地质力学建模方法,该方法综合利用岩心实验数据、已钻井测井数据、地震反演数据和泥页岩失稳机理,对印尼A油田的地质力学参数进行了精细刻画,并建立了该油田三维孔隙压力空间分布、三维弹性模量空间分布、三维泊松比空间分布等三维属性体;利用有限元的方法,计算了该油田三维地应力分布,得到三维安全钻井液密度窗口。该模型有效耦合测井数据、岩心数据、地震数据等多源数据,可在钻井设计和钻井施工过程中根据目标井的坐标位置和井眼轨迹准确获取目标井的安全钻井液密度窗口,已在该油田B-8井中现场应用,模型所得到的安全钻井液密度窗口满足现场实际需要,实钻过程中无复杂,钻井周期相对油田前期平均钻井周期缩短40%。本模型为钻井设计及现场施工确定合理钻井液安全密度窗口提供了技术支撑,为解决泥页岩等易坍塌地层的井壁失稳提供一套地质工程一体化的解决方案。     

硫杂杯芳烃-金属离子的新型配位化合物

选择性分离贵金属、放射金属、碱金属等金属离子是重要研究方向之一。硫杂杯芳烃是一类由硫原子桥链苯酚单元构成的大环化合物。作为第三代超分子材料,硫杂杯芳烃反应位点丰富,上边缘、下边缘以及桥链的硫原子上都有进行功能化的可能性,而功能化后硫杂杯芳烃能够表现出与金属离子优异的配位性能,从而达到选择性分离金属离子的目的。本文介绍了硫杂杯芳烃的合成历史、自身结构特点以及配位机理。在此基础上分析了在硫杂杯芳烃的上缘、下缘引入酯基、酰胺、亚胺/胺等官能团后与碱金属、碱土金属、放射金属、贵金属离子等的配位情况,总结了硫杂杯芳烃自身构型、杯环的大小、溶剂类型等对其配位性能的影响,并深入分析了与金属离子的不同配位机理。本文可以为开发高效选择性分离提取各种金属离子的技术提供理论依据。     

氧化石墨烯/橡胶改性沥青的制备和性能分析

通过针入度、软化点、延度试验分析高速剪切工艺对氧化石墨烯/橡胶改性沥青性能的影响,采用动力粘度和软化点离析差试验研究超声波分散对氧化石墨烯/橡胶改性沥青存储稳定性的影响,并结合傅里叶转换红外光谱、扫描电子显微镜和差示扫描量热分析等探究氧化石墨烯对橡胶改性沥青的微观作用机理。结果表明:高速剪切+超声波分散工艺可以克服氧化石墨烯团聚现象,最佳剪切速率为4 500 r·min-1,最佳剪切时间为40 min;氧化石墨烯可改善橡胶改性沥青的存储稳定性和力学性能;氧化石墨烯与橡胶改性沥青以物理作用为主,可减少橡胶改性沥青中发生相变的组分含量或降低其转变强度,使橡胶改性沥青体系趋于稳定,有利于改善橡胶改性沥青的温度敏感性和高温抗车辙性能。     

低温等离子体化学毒剂洗消技术研究进展

该文主要探究低温等离子体化学毒剂洗消技术的研究进展.首先指出化学毒剂的种类、危害性以及洗消化学毒剂的必要性,并探讨传统洗消技术和催化剂洗消技术的可行性与发展状况,分析其优势和不足;其次介绍了低温等离子体技术并总结了等离子体射流、介质阻挡放电、微波等离子体等放电形式在化学毒剂洗消中的应用,归纳了等离子体洗消毒剂的反应对象、反应条件、放电时间、降解效率;然后,对等离子体协同催化洗消化学毒剂技术进行了展望,并探讨等离子体洗消化学毒剂机理;最后指出了等离子体洗消技术发展成为大型洗消设备和系统存在的技术难题.该研究对促进低温等离子体技术在化学毒剂中洗消应用具有一定的参考价值.     

含膦固化剂的制备及其阻燃环氧树脂的性能

选用乙基膦酰二氯和乙二胺制备了乙基含膦二胺固化剂(EDE),采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征了EDE的结构,并跟踪了9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物(DOPO)改性环氧树脂(DOPO-EP)与EDE的固化反应过程,制备了EDE固化的DOPO改性环氧树脂(EDE-DOPO-EP)。分析比较了纯环氧树脂、DOPO-EP和EDE-DOPO-EP固化物的阻燃性能、透明性、力学性能和热稳定性能,采用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对残炭的结构和形貌进行分析。结果表明,在80℃固化2 h可以完成EDE-DOPO-EP的固化;当EDE的用量为23.04份(磷质量分数为3.07%)时,EDE-DOPO-EP极限氧指数达到30.5%,垂直燃烧阻燃等级达到UL 94 V–0级;EDE-DOPO-EP具有良好的透明性,在波长200～800 nm内保持了纯环氧树脂固化物透光率的80%～90%;与纯环氧树脂固化物相比,EDE-DOPO-EP的力学性能下降幅度相对较小,初始分解温度虽下降明显,但600℃和800℃的残炭率分别从2.1%和0.9%提高到23.4%和12.0%;FTIR和SEM对残炭的分析表明,EDE-DOPO-EP残炭中形成了更多的P—O—C和P=O的结构,形成了更致密的炭层,从而提高了阻燃性能。     

酶工程：从人工设计到人工智能

计算机在酶工程中的应用使得酶的序列空间探索度不断被扩大。随着不同分子力场参数的建立,涌现出诸多以计算分子能量为基础的算法,并被用于酶的催化活性、稳定性、底物特异性等的改造与筛选。伴随计算机硬件的提升与算法的优化,从头设计全新功能的人工酶取得成功并得以发展。近年来,人工智能在蛋白质结构预测上不断获得突破,同时也被应用到酶的设计中。介绍了分子力场基础和酶设计与筛选的算法,重点阐述了从头设计的方法和成功案例,以及机器学习设计酶的流程和最新的研究进展,展望了人工智能在酶工程领域的未来发展,为酶的改造与全新功能的生物催化剂的设计助力。