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惰气氛围影响煤中活性基团氧化反应的试验和模拟研究
1
作者 高飞 白企慧 +2 位作者 周西华 白刚 张勋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4361-4372,共12页
为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制... 为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制效果的差异,并揭示CO_(2)和N_(2)对煤中活性基团与O_(2)反应的惰化机理。结果表明:CO_(2)相比N_(2)能更加有效地惰化煤中活性官能团的氧化反应,减少煤中含氧官能团的生成。温度越高,2种气氛对活性基团氧化反应的惰化效果越趋于一致,2种气氛对含氧官能团氧化过程的惰化效果差异较大,对脂肪烃氧化过程的惰化效果差异较小。CO_(2)和N_(2)均会降低基团中活性H原子的反应活性,改变个别活性基团亲核反应活性位点的位置,并且CO_(2)降低活性H原子反应活性的效果比N_(2)更显著。其中,N_(2)对烷烃与O_(2)发生化学吸附的影响较大,而CO_(2)对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附的影响较大。2种气氛无论是抑制还是促进活性基团的氧化反应,CO_(2)与活性基团相互作用后的体系发生氧化反应的可能性相比于N_(2)均更低,放热量均更小。惰气种类对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附和氧化反应的影响较为显著,对脂肪烃的影响较小。因此,CO_(2)和N_(2)对煤自燃惰化效果的差异与煤中官能团的种类和温度密切相关,在煤矿井下惰性气体防火技术中,应根据煤中官能团的种类、组成和现场温度综合评定惰气种类。 展开更多
关键词 惰气氛围 煤氧化 活性基团 抑制效果 惰化机理
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中国境内大氧化事件的地质记录:进展、问题及展望
2
作者 张拴宏 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期1063-1082,共20页
发生在古元古代早期的大氧化事件(Great Oxidation Event,GOE)是地球演化历史上里程碑式的重大地质事件,对表生环境、生物演化及矿产资源和能源矿产的形成均具有深远的影响。虽然中国学者基于华北克拉通古元古代沉积记录及全球对比,在2... 发生在古元古代早期的大氧化事件(Great Oxidation Event,GOE)是地球演化历史上里程碑式的重大地质事件,对表生环境、生物演化及矿产资源和能源矿产的形成均具有深远的影响。虽然中国学者基于华北克拉通古元古代沉积记录及全球对比,在20世纪80年代后期较早地提出了古元古代早期(~2.3 Ga)地球表生环境突变的创新性观点,但由于中国境内古元古代沉积地层普遍遭受后期变形变质作用改造且连续性差,近20多年来大氧化事件的重要成果均是基于南非、西澳、北美及北欧等境外地质记录的研究。近10多年来,中国境内的华北克拉通及扬子克拉通等地陆续发现了一些较为完整的大氧化事件的沉积记录,如华北克拉通北东部辽宁鞍山地区“北辽河群”和铁岭凡河盆地凡河群下部(三岔子群)、华北克拉通中部的滹沱群及扬子克拉通西南缘滇中地区的易门群;在塔里木克拉通东南缘古元古代晚期壳源火成碳酸岩内也发现了一些大氧化事件记录的信息。这些发现为在中国境内开展大氧化事件研究提供了重要机遇。相对国外古元古代地层剖面,中国境内普遍缺失大氧化事件早期(2.43~2.2 Ga)的地质记录,大部分地层均沉积于2.2 Ga之后,特别是华北克拉通北东部及扬子克拉通西南缘的古元古代地层厚度大,变质程度较低,具有开展大氧化事件从中期至结束(2.2~2.06 Ga)演化过程研究的地域优势。未来需要在古元古代黑色页岩沉积环境、成因及其与海相碳酸盐岩碳同位素组成正漂移的关系,洛马贡迪−贾图利事件末期碳同位素组成正漂移结束的原因,碳−氧同位素化学地层与年代学相结合开展区域地层对比,变质作用对海相碳酸盐岩碳−氧同位素组成的影响,海相碳酸盐岩经历深熔作用形成壳源火成碳酸岩过程中碳−氧同位素变化行为,以及大氧化事件及洛马贡迪−贾图利事件的多学科综合研究及新地质−地球化学指标等方面开展深入研究,以便为更全面认识大氧化事件的成因机制、起始时限及资源环境效应提供依据。 展开更多
关键词 大氧化事件 洛马贡迪−贾图利事件 地球宜居性 古元古代沉积记录 大气−海洋环境
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基于OPLS-DA和熵权-Topsis法研究一氧化氮提升冷却猪肉品质 被引量：1
3
作者 叶永茂 葛庆丰 +2 位作者 吴满刚 于海 刘瑞 《食品科学》 北大核心 2025年第16期322-336,共15页
本研究应用一氧化氮(NO)短时气调处理冷却猪肉,以期改善冷却猪肉肉色、延长货架期以及提升冷却猪肉综合品质。根据气调风速、气体浓度和时间单因素试验结果,应用正交偏最小二乘判别分析、主成分分析和Pearson相关性分析,筛选冷却猪肉理... 本研究应用一氧化氮(NO)短时气调处理冷却猪肉,以期改善冷却猪肉肉色、延长货架期以及提升冷却猪肉综合品质。根据气调风速、气体浓度和时间单因素试验结果,应用正交偏最小二乘判别分析、主成分分析和Pearson相关性分析,筛选冷却猪肉理化品质综合评价指标为红度(a*值)、贮藏损失、硬度、挥发性盐基氮含量,并与感官评分构成冷却猪肉综合品质评价体系,通过熵权-Topsis法得出最终评价模型为Y=0.145×a*+0.113×贮藏损失+0.112×硬度+0.130×挥发性盐基氮含量+0.500×感官评分。响应面法确定最佳处理条件为风速1.10m/s、NO浓度117µL/L、时间41min。应用该工艺处理冷却猪肉并进行贮藏研究,结果表明该条件处理能够有效减少菌落总数、挥发性盐基氮含量以及提高亚硝基肌红蛋白含量,本研究可为提升冷却猪肉品质提供一种可行性方案,并为冷却猪肉品质提供一种综合评价模型。 展开更多
关键词 冷却猪肉 一氧化氮 气调处理 熵权-Topsis法 响应面法
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大气环境中氧化基体对VOCs测定的影响
4
作者 曹方方 石敬华 +7 位作者 钟琪 陈烨 张凤菊 由希华 梁宵 许秀艳 李红莉 许杨 《环境化学》 北大核心 2025年第3期916-924,共9页
大气中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)种类多,活性强,部分VOCs在采样、分析过程中会与大气中的氧化基体发生反应.为研究大气中氧化基体对VOCs测定的影响,选择苏玛罐与KI小柱联用,采集去除氧化性基体的样品,与未去除氧... 大气中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)种类多,活性强,部分VOCs在采样、分析过程中会与大气中的氧化基体发生反应.为研究大气中氧化基体对VOCs测定的影响,选择苏玛罐与KI小柱联用,采集去除氧化性基体的样品,与未去除氧化性基体的样品比较,探讨大气中氧化性基体对VOCs测定的影响.结果表明,去除氧化性基体的样品定性检出的化合物种类多,共定性检出110种化合物,未去除氧化基体样品定性检出的化合物种类少,共定性检出40种化合物;氧化基体的存在影响VOCs的浓度和组成,去除氧化基体的总挥发性有机物(TVOCs)平均浓度为144.8 nmol·mol^(−1),其中烷烃为体积分数最大的组分,占81.9%,其次是卤代烃、烯烃、芳香烃和含氧有机物,分别占7%、6.5%、3.2%和1.4%,未去除氧化基体TVOCs平均浓度为32.5 nmol·mol^(−1),其中烷烃、氯代烃占比最高,分别占38.9%和37.5%,其次是芳香烃、烯烃和含氧有机物,分别占11.5%、6.5%和5.6%.大气中氧化性基体影响臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)理论计算值及对OFP贡献优势物种的判断,去除氧化性基体样品的OFP高(平均值254.1μg·m^(−3)),各物种对OFP贡献大小的顺序为烷烃(67.5%)>烯烃(22.8%)>芳香烃(9.5%)>含氧有机物(0.2%);未去除氧化性基体样品的OFP值低(平均值44.6μg·m^(−3)),各物种对OFP贡献大小的顺序为芳香烃(40.0%)>烯烃(30.6%)>烷烃(28.7%)>含氧有机物(0.8%);去除氧化基体样品的OFP高于臭氧实测浓度,且与臭氧浓度具有很好的一致性,未去除氧化性基体样品的OFP值低于臭氧浓度,去除氧化性基体后采集的样品更符合大气VOCs的真实状态,未来大气VOCs监测,采样时应考虑联用KI小柱去除大气中存在的氧化基体. 展开更多
关键词 苏玛罐采样 大气VOCs 强氧化性基体 臭氧 OFP
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我国大气环境问题系统治理的构思
5
作者 刘润 邵敏 +11 位作者 陆克定 李启华 吴清茹 严刚 柴发合 王书肖 苏杭 陈楚楚 张士汉 贺克斌 刘文清 张远航 《中国工程科学》 北大核心 2025年第3期164-174,共11页
近年来,我国绿色发展势头良好,以细颗粒物(PM_(2.5))年均浓度持续下降、重度及以上污染天数不断减少为标志的大气污染防治成效突出;然而大气污染防治的结构性、根源性压力依然存在,如PM_(2.5)二次成分占比上升、O_(3)浓度维持高位振荡态... 近年来,我国绿色发展势头良好,以细颗粒物(PM_(2.5))年均浓度持续下降、重度及以上污染天数不断减少为标志的大气污染防治成效突出;然而大气污染防治的结构性、根源性压力依然存在,如PM_(2.5)二次成分占比上升、O_(3)浓度维持高位振荡态势,表明我国大气环境治理仍面临严峻挑战,亟需统筹应对多目标协同、多污染物协同控制、履行国际环境公约等压力。本文剖析了我国大气环境治理的基本形势,辨识出大气环境系统治理的理论创新不足、释放碳污治理协同增效潜力成为亟需、大气环境多尺度一体化治理策略有待构建等面临的突出挑战;进一步阐释了区域‒全球大气环境问题之间的相互作用,跨圈层多污染物、多介质过程的相互作用机制等大气环境问题的内在关联,提炼出由大气氧化性的基础理论与应用、大气环境系统治理的创新技术链构成的大气环境问题系统治理关键体系。建议开展国家大气环境系统治理的顶层设计、启动大气环境系统治理的科技创新项目、构建大气环境系统治理的管理机制、部署大气环境系统治理的行动计划,以科学推动我国大气环境问题系统治理,逐步增强大气环境人群健康与生态风险管控能力。 展开更多
关键词 大气环境 系统治理 大气氧化性 气候变化 跨圈层、多介质过程 国际环境公约
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非微生物条件下高氧气调包装牛排贮藏期间肉色和关键脂质氧化产物的关系
6
作者 孙亚男 李丹 +6 位作者 杨啸吟 孟宪勇 孙煜坤 毛衍伟 张一敏 郝剑刚 梁荣蓉 《食品科学》 北大核心 2025年第18期269-278,共10页
以育肥牛的背最长肌牛排为研究对象,在排除微生物生长影响因素的前提下,探讨其在高氧气调包装冷藏条件下的肉色及关键脂质氧化产物变化规律,并分析这些产物与肉色变化之间的关系。结果表明:高氧气调包装后的牛排其肉色稳定性随贮藏时间... 以育肥牛的背最长肌牛排为研究对象,在排除微生物生长影响因素的前提下,探讨其在高氧气调包装冷藏条件下的肉色及关键脂质氧化产物变化规律,并分析这些产物与肉色变化之间的关系。结果表明:高氧气调包装后的牛排其肉色稳定性随贮藏时间延长逐渐降低,高铁肌红蛋白还原能力和氧气消耗率显著下降;牛排样品的脂质氧化程度和产物种类及含量均随贮藏时间延长显著增加,共检测到27种脂质氧化产物,主要包括以己醛、壬醛、庚醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-壬烯醛为代表的醛类物质和以3-羟基丁酮、2,3-辛二酮为代表的酮类物质等。贮藏过程中脂质氧化产物含量的增加与肉色稳定性的下降有极强的相关性(P<0.001),其中,2,3-辛二酮、1-己醇、苯甲醛、3-己烯-2-酮、(E,E)-2,4-壬二烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛6种物质与a*值的相关系数绝对值高达0.95及以上。通过逐步回归分析进一步建立了a*值与脂质氧化产物的关系模型。本研究排除了微生物生长对肉色的影响,明晰了脂质氧化产物与肉色变化的关系,可为生鲜牛肉肉色控制提供理论参考。 展开更多
关键词 育肥牛肉 肉色 高氧气调包装 肌红蛋白 脂质氧化产物
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昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟
7
作者 张静唯 龚元均 +7 位作者 冉海艳 谭雅娴 屈玉 安俊岭 陆克定 董华斌 邱飞 杨健 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期325-334,共10页
于2021年4—5月的云南省臭氧(O_(3))污染事件频发时段,在昆明市开展首次气态亚硝酸(HONO)观测,并结合WRF-Chem空气质量模式,评估添加HONO潜在来源与否对O_(3)浓度的影响。模拟结果表明,使用2020年MEIC清单能较好地模拟昆明市的HONO、二... 于2021年4—5月的云南省臭氧(O_(3))污染事件频发时段,在昆明市开展首次气态亚硝酸(HONO)观测,并结合WRF-Chem空气质量模式,评估添加HONO潜在来源与否对O_(3)浓度的影响。模拟结果表明,使用2020年MEIC清单能较好地模拟昆明市的HONO、二氧化氮(NO_(2))、O_(3)和细颗粒物(PM_(2.5))等污染物。HONO潜在来源显著增强了大气氧化性和羟基自由基(OH)的生成速率,引起昆明市距地面4km范围内O_(3)增量为(2~6)×10^(-9)(相应增幅约2%~8%)、近地面O_(3)增量为(4~7)×10^(-9),并在一定程度上影响O_(3)-VOCs-NOx的敏感性。研究结果可加深对云贵高原地区HONO、大气氧化性及O_(3)生成的认识,为区域O_(3)污染治理提供参考。 展开更多
关键词 气态亚硝酸 臭氧污染 大气氧化性 昆明市 WRF-Chem空气质量模式 自由基
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取向硅钢内氧化层形貌对底层物相及形貌的影响
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作者 左畅 郭悦 +2 位作者 戴方钦 冯雨 王维宇 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第3期9-14,共6页
取向硅钢表面底层是在高温退火过程中由内氧化层与辊涂于表面的MgO涂层反应生成的具有一定绝缘性的薄膜。分别对有无MgO涂层的取向硅钢进行高温退火试验,采用扫描电镜(SEM)和场发射电子探针显微分析仪(EPMA),分析了露点温度对其表面内... 取向硅钢表面底层是在高温退火过程中由内氧化层与辊涂于表面的MgO涂层反应生成的具有一定绝缘性的薄膜。分别对有无MgO涂层的取向硅钢进行高温退火试验,采用扫描电镜(SEM)和场发射电子探针显微分析仪(EPMA),分析了露点温度对其表面内氧化层及硅酸镁底层形貌的影响,探明了硅酸镁底层物相及形貌与内氧化层形貌之间的关系,确定影响硅酸镁底层附着性的主要因素。结果表明:当退火温度为1170℃,露点温度由-10℃增加至25℃时,涂层试样表面均形成了底层,底层下方球形氧化物颗粒直径由0.23μm增加至1.49μm;当露点温度达到25℃时,底层下方会出现连续的氧化物。底层下方的氧化物颗粒可减少低热膨胀系数的物相在底层与基体连接界面的分布,降低底层与基体连接界面的热应力,从而提高底层在取向硅钢表面的附着性。 展开更多
关键词 取向硅钢 内氧化层 硅酸镁底层 退火气氛
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燃烧协同共沉淀法制备Sm掺杂Cu-Ce高抗硫性CO氧化催化剂
9
作者 章亮 李亚娇 +4 位作者 王娜 谢会东 杨凯悦 杨厂 葛成敏 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1081-1092,共12页
Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本工作采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、 TEM、N_(2)吸附-脱附、 XPS... Cu-Ce催化剂具有良好的低温CO氧化活性被广泛研究,但在水蒸气、硫共存气氛下极易失活。本工作采用Sm掺杂和三种方法(燃烧法、共沉淀法、酸溶液协同共沉淀法)制备具有高抗硫性Ce-Cu-Sm CO氧化催化剂,借助XRD、 TEM、N_(2)吸附-脱附、 XPS、 H_(2)-TPR、CO-TPD等方法探究Sm掺杂和酸溶液协同共沉淀法提高催化剂抗硫性能的机理。结果表明,在1%CO、10%H2O和0.01%SO_(2)共存下,20Ce-5Cu-4Sm-CG(酸溶液协同共沉淀)催化剂在220℃,空速60000 mL/(g·h)下,可以保持220 min的100%CO氧化效率,280 min下降至70%,比共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm-C和20Ce-5Cu-C分别提升了1.3倍、2.5倍。表征分析表明,Sm掺杂一定程度上增大了Ce O_(2)晶粒的尺寸,降低了催化剂的比表面积,但其增大了催化剂表面Ce^(3+)、Cu^(+)、氧原子的浓度、Oα比例和CeO_(2)晶格中氧空位的数量,整体上提升了催化剂含硫气氛下氧化CO的能力。酸溶液燃烧协同共沉淀法不仅提高了上述五类有益于氧化CO的指标,而且酸溶液与Sm离子在燃烧中形成配位络合物,进入CeO_(2)晶格中形成固溶体,使催化剂粒度更加均匀,比表面积更大,消除了Sm掺杂给表面结构带来的不利影响,进一步提升了催化剂的氧化能力。综上,酸溶液燃烧协同共沉淀法制备的20Ce-5Cu-4Sm具有良好的抗硫性能,提高了非贵金属氧化物CO氧化催化剂在含硫气氛中的工程应用性能。 展开更多
关键词 Ce-Cu Sm掺杂 酸溶液燃烧协同共沉淀法 含硫气氛 CO催化氧化
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铜烟尘常压氧化酸浸及铜定向分离
10
作者 毛罗滨 李存兄 +4 位作者 罗劲松 张俊峰 刘元辉 董准勤 代林晴 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2457-2469,共13页
铜冶炼烟尘是火法炼铜过程产出的高附加值二次资源,其清洁高效处理将对铜行业可持续发展提供重要支撑。本文采用常压氧化酸浸−定向沉铜的工艺路线开展了铜冶炼烟尘中有价金属高效浸出行为及铜选择性定向分离规律研究。结果表明:在初始... 铜冶炼烟尘是火法炼铜过程产出的高附加值二次资源,其清洁高效处理将对铜行业可持续发展提供重要支撑。本文采用常压氧化酸浸−定向沉铜的工艺路线开展了铜冶炼烟尘中有价金属高效浸出行为及铜选择性定向分离规律研究。结果表明:在初始酸度为68 g/L、液固比为4∶1(mL∶g)、反应温度为90℃、反应时间为2 h、铜烟尘常压氧化酸浸过程中双氧水用量为0.45 mL/g的优化技术参数下,铜烟尘常压氧化酸浸过程的铜、锌浸出率分别达98%、93%;利用铜、锌、砷硫化物溶度积的显著差异和“以废制废”的技术思路,采用硫化砷渣沉铜法实现了浸出液中铜与锌、砷的高效分离与定向回收,在S/Cu摩尔比为1.4、反应温度为80℃、反应时间为2 h的优化技术参数下,铜沉淀回收率达98.86%,锌共沉淀率为2.69%,沉铜渣铜含量43.37%,其中硫化铜(CuS)物相占比为65.05%。 展开更多
关键词 铜冶炼烟尘 常压氧化浸出 浸出率 硫化沉铜 铜沉淀回收率
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临沂市夏季羰基化合物来源及其对大气氧化性的影响
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作者 杨雪 赵世阳 +3 位作者 张根 胡书豪 王金鹤 朱超 《环境化学》 北大核心 2025年第1期221-233,共13页
羰基化合物在大气光化学中扮演着重要角色,影响大气自由基丰度、大气氧化性强度以及臭氧(O_(3))光化学反应产率.通过对2022年8月临沂市大气羰基化合物及相关物种外场观测,结果发现甲醛(HCHO)体积分数φ(HCHO)和乙醛(CH3CHO)体积分数φ(C... 羰基化合物在大气光化学中扮演着重要角色,影响大气自由基丰度、大气氧化性强度以及臭氧(O_(3))光化学反应产率.通过对2022年8月临沂市大气羰基化合物及相关物种外场观测,结果发现甲醛(HCHO)体积分数φ(HCHO)和乙醛(CH3CHO)体积分数φ(CH_(3)CHO)分别为(4.95±2.01)×10^(−9)和(3.34±1.40)×10^(−9).根据多元线性回归结果发现二次生成是HCHO和CH3CHO主要来源,分别贡献其总体积分数的34.28%和35.95%.用基于观测约束的模式(Observation-Based Model,OBM)分析发现影响甲醛二次净生成速率的主要前体物为生物源烯烃和人为源烯烃(主要是正丁烯、乙烯和丙烯).影响乙醛二次净生成速率的主要前体物是人为源烯烃(正丁烯和丙烯)、烷烃(正己烷和正丁烷)和苯.烯烃类物质是影响临沂市羰基化合物体积分数水平的关键前体物物种.羰基化合物对大气氧化性的贡献最强,占比高达为74.64%.本研究强调了烯烃对羰基化合物污染的重要影响,并指出光化学污染日,羰基化合物对大气氧化性的重要作用,对未来国内外中小城市羰基化合物污染控制具有指导意义. 展开更多
关键词 羰基化合物 OBM模型 相对增量反应活性(RIR) 关键前体物 大气氧化性
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大气颗粒物氧化潜势的非细胞测定方法及源解析研究进展
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作者 黄悦 塔娜 +3 位作者 张加孟 刘焕蓉 乌日罕 曹敦 《环境化学》 北大核心 2025年第2期442-455,共14页
大气颗粒物(particulate matter,PM)污染是全球关注的环境问题之一.PM的氧化潜势(oxidative potential,OP)是用来表征PM对人体健康风险的重要参数,它通过产生活性氧化物(reactive oxygen species,ROS)等物种,引起机体氧化应激,因而OP是P... 大气颗粒物(particulate matter,PM)污染是全球关注的环境问题之一.PM的氧化潜势(oxidative potential,OP)是用来表征PM对人体健康风险的重要参数,它通过产生活性氧化物(reactive oxygen species,ROS)等物种,引起机体氧化应激,因而OP是PM暴露引起不良健康影响的核心驱动机制.作为评估OP引发的健康风险的基础技术,近年来,大气PM的OP测定技术取得了一定进展.本文归纳了几种重要的非细胞法测定PM的OP的反应机理,并对PM的OP的源解析方法以及最近OP国内外研究进展进行了综述.最后对今后的大气PM的OP研究领域与方向进行了展望. 展开更多
关键词 大气颗粒物 氧化潜势 非细胞法 来源解析 氧化应激
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土壤暴露于模拟大气沉降聚苯乙烯纳米塑料对水稻(Oryza sativaL.)生长、籽粒产量和营养品质的影响
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作者 陈子奇 王妃平 +3 位作者 汪虎 李敏 刘海龙 王小治 《生态毒理学报》 北大核心 2025年第5期183-195,共13页
大气中的微纳塑料(micro-and nanoplastics,MNPs)能够通过干湿沉降进入农田生态系统,这部分MNPs输入农田生态系统后对粮食作物安全生产的潜在威胁尚未明确。本研究选用聚苯乙烯纳米塑料(polystyrene nanoplastics,PS-NPs,200 nm)来模拟... 大气中的微纳塑料(micro-and nanoplastics,MNPs)能够通过干湿沉降进入农田生态系统,这部分MNPs输入农田生态系统后对粮食作物安全生产的潜在威胁尚未明确。本研究选用聚苯乙烯纳米塑料(polystyrene nanoplastics,PS-NPs,200 nm)来模拟大气中MNPs,采用室内受控土壤暴露实验,考察了大气沉降进入农田土壤中的PS-NPs对水稻(Oryza sativaL.)生长、生理生化、籽粒产量与营养品质的影响。研究发现,当土壤暴露于模拟大气沉降PS-NPs后,水稻株高(7.78%~11.09%)、根干质量(15.58%~36.27%)及籽粒产量(30.05%~59.53%)呈现剂量依赖性下降。与此同时,高剂量暴露可能延迟水稻成熟期,导致水稻籽粒含水率提升18.43%(P<0.05)。另外,土壤暴露也使水稻叶片中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD,26.83%~38.84%),过氧化氢酶(catalase,CAT,37.19%~65.87%)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST,9.57%~21.81%)活性降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA,10.43%~17.39%)含量显著上升(P<0.05);水稻籽粒中SOD(49.22%~56.49%)、CAT(55.29%)和GST(50.00%~57.14%)活性降低,MDA(12.67%~41.63%)含量显著上升(P<0.05),表明大气中的PS-NPs通过沉降输入土壤后,对水稻叶片和籽粒造成了氧化胁迫。水稻籽粒中矿质元素含量的结果表明,相比对照组,土壤中模拟大气沉降的PS-NPs显著降低籽粒中钙(calcium,Ca,20.79%~30.51%)、锰(manganese,Mn,6.60%~27.39%)、锌(zinc,Zn,23.30%~29.97%)、铁(iron,Fe,16.26%~34.32%)和铜(copper,Cu,15.13%~21.16%)的含量,但显著增加了镁(magnesium,Mg,9.31%~12.25%)的含量(P<0.05),这可能与PS-NPs对水稻根系吸收矿质元素能力、水稻体内矿质元素特异性转运蛋白表达以及水稻籽粒对矿质元素积累能力的影响有关。此外,土壤中大气高沉降PS-NPs的暴露也导致了水稻籽粒中硝态氮(13.99%)含量的显著下降,硝酸还原酶(nitrate reductase,NR,21.59%)活性、粗蛋白(11.39%)和酸水解氨基酸(4.71%~21.88%)含量的显著上升(P<0.05),说明PS-NPs可能通过激活NR活性,促使水稻籽粒中酸水解氨基酸与粗蛋白的富集。本研究系统性阐明了植物生育期土壤中大气沉降源PS-NPs的暴露能够通过氧化损伤-矿物质元素失衡-促进有机氮积累等多种途径影响水稻产量与品质,为MNPs农田生态风险评估提供理论支撑。 展开更多
关键词 微纳塑料 水稻 氧化应激 大气沉降 营养品质
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CO_(2)和N_(2)混合气氛中GCr15轴承钢的氧化行为
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作者 杜严伟 张学湛 +2 位作者 王波 张守意 左小伟 《材料工程》 北大核心 2025年第8期101-109,共9页
为了探索GCr15轴承钢在25%CO_(2)+75%N_(2)(体积分数)混合气氛下的氧化生长机制,采用模拟气氛和非连续称重的方法,研究了GCr15轴承钢的氧化动力学。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察分析了腐蚀产物的形貌和相组成,并通过热力... 为了探索GCr15轴承钢在25%CO_(2)+75%N_(2)(体积分数)混合气氛下的氧化生长机制,采用模拟气氛和非连续称重的方法,研究了GCr15轴承钢的氧化动力学。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察分析了腐蚀产物的形貌和相组成,并通过热力学计算混合气氛及实验温度下主要反应的吉布斯自由能△G。结果表明:氧化增重随保温时间延长和加热温度升高而增加,符合抛物线规律;1150、1175、1200℃下的氧化速率常数KT分别为1.24、1.53、2.17 mg^(2)·mm^(−4)·min^(−1),混合气氛下GCr15轴承钢的氧化激活能为194.97 kJ/mol。氧化层厚度和致密度随保温时间的延长和加热温度的升高而增加。轴承钢氧化层外层中O和Fe在致密层更为富集,氧化产物主要由FeO和Fe3O4组成;氧化层内层Si、Cr、C 3种元素更为富集,氧化产物主要由FeO组成。氧化铁皮外层的铁氧化物颗粒呈金字塔状,颗粒之间具有一些细小的孔隙可供气体流通。反应物的扩散速率影响氧化行为,后期氧化速率降低的原因是:(1)氧化皮隔绝外部反应气氛与基体;(2)氧化皮中疏松层多孔结构减少基体中Fe向氧化层扩散;(3)氧化产物中硅酸盐熔融堵塞孔隙减少氧化层中反应气氛流通。 展开更多
关键词 CO_(2)-N_(2)混合气氛 GCR15轴承钢 氧化 加热温度 保温时间
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高能大气等离子喷涂功率对固体氧化物燃料电池电解质组织与性能的影响
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作者 赵澳婷 宋琛 +7 位作者 匡同春 张梦婷 杜心海 刘太楷 文魁 毛杰 张小锋 刘敏 《表面技术》 北大核心 2025年第20期217-227,共11页
目的提高GDC电解质的致密度和GDC电池的电化学性能。方法通过配备Metco Triplex Pro-210喷枪的大气等离子喷涂系统(APS)分别在70、75和80 kW的喷涂功率下制备了GDC电解质。利用spray watch 2i、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪和电化... 目的提高GDC电解质的致密度和GDC电池的电化学性能。方法通过配备Metco Triplex Pro-210喷枪的大气等离子喷涂系统(APS)分别在70、75和80 kW的喷涂功率下制备了GDC电解质。利用spray watch 2i、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪和电化学工作站等检测设备对粒子的飞行状态以及涂层微观形貌、力学性能、电化学性能进行表征。系统探究喷涂功率对GDC电解质致密性和电池输出性能的影响。结果80 kW喷涂功率下GDC粒子的沉积效果最好,沉积的涂层中的孔洞和裂纹数目最少,涂层孔隙率为5.26%。此时的GDC涂层具有较好的力学性能,其硬度和弹性模量值分别为(6.93±0.12)、(173.23±17.04)GPa。在600℃下,80 kW电池的开路电压为0.91 V,峰值功率密度为219.86 mW/cm^(2),欧姆阻抗为0.64Ω·cm^(2),电导率为0.0094 S/cm。结论80 kW喷涂功率下GDC粒子的沉积效果最好,涂层的力学性能、组织性能以及电化学性能等综合性能最佳。 展开更多
关键词 金属支撑型固体氧化物燃料电池 大气等离子喷涂 Metco Triplex Pro-210喷枪 喷涂功率 电化学性能
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锆合金表面复合陶瓷涂层的制备与性能表征
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作者 朱燕辉 刘祥 +2 位作者 张吉阜 陈嘉杰 陈东初 《表面技术》 北大核心 2025年第15期86-95,共10页
目的解决核反应堆锆合金包壳在高温水蒸气环境下的氧化腐蚀问题,采用原位陶瓷化技术构建复合陶瓷涂层,以提高锆合金的抗高温氧化性、耐水汽腐蚀性能及事故容错能力(ATF)。方法采用微弧氧化(MAO)与大气等离子喷涂(APS)相结合的工艺制备... 目的解决核反应堆锆合金包壳在高温水蒸气环境下的氧化腐蚀问题,采用原位陶瓷化技术构建复合陶瓷涂层,以提高锆合金的抗高温氧化性、耐水汽腐蚀性能及事故容错能力(ATF)。方法采用微弧氧化(MAO)与大气等离子喷涂(APS)相结合的工艺制备复合陶瓷涂层,并优化MAO底层膜结构。通过筛选不同微弧氧化电源模式,包括单向脉冲(UP)、双向脉冲(BP)、两步脉冲(TS),调整氧化膜的微观结构和成分。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,分析MAO膜的微观形貌、物相组成及化学成分。同时,通过划痕试验、高温水汽腐蚀试验等测试复合陶瓷涂层的结合强度和抗高温氧化性能,以评估其服役性能。结果采用两步脉冲(TS)模式制备的MAO底层膜由ZrO2和Al0.52Zr0.48O1.74混合相组成,形成了梯度致密结构,显著降低了裂纹密度。基于TS模式制备的涂层的结合强度达到16 MPa,相较于UP(7 MPa)和BP(4 MPa)模式,分别提高了128%、300%。高温水汽腐蚀测试(1200℃、4000 s)结果表明,厚度为30μm的涂层的氧化增量速率最低,且结构完整,而80μm的涂层因热应力的累积,出现了剥落现象。结论通过调控微弧氧化过程中的电源模式,可优化MAO底层膜的结构和性能,实现喷涂沉积层与氧化膜的有效结合,从而在锆合金表面获得结合牢固、结构致密且厚度可控的复合陶瓷涂层,提高了它在核反应堆环境中的服役稳定性。 展开更多
关键词 核反应堆 锆合金 微弧氧化 大气等离子喷涂 高温氧化
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典型城市大气中关键环境因素对苯氧化生成甲酸的贡献
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作者 唐嘉雪 黄德新 王赛男 《中国环境科学》 北大核心 2025年第7期3654-3666,共13页
利用中国环境监测总站发布的臭氧8h滑动均值的24h最大值数据,以及基于太阳天顶角计算得到的二氧化氮光解速率系数J_((NO_(2))),分析了北京、上海、广州、西安和成都5个典型城市在2014~2023年间臭氧浓度和J_((NO_(2)))的变化特征,结合苯... 利用中国环境监测总站发布的臭氧8h滑动均值的24h最大值数据,以及基于太阳天顶角计算得到的二氧化氮光解速率系数J_((NO_(2))),分析了北京、上海、广州、西安和成都5个典型城市在2014~2023年间臭氧浓度和J_((NO_(2)))的变化特征,结合苯大气氧化生成甲酸过程中的微观反应速率和产物分布信息,模拟估算了O_(3)和J_((NO_(2)))两个关键环境因素对该过程的影响.结果表明:(1)不同城市不同季节苯生成甲酸的产率均与臭氧浓度变化趋势一致,且相关性较好,相关系数高达0.96;(2)北京、上海、西安和成都甲酸的产率与J_((NO_(2)))的变化趋势相对一致,相关系数处于0.80~0.94之间,而广州仅在个别年份呈现一致的变化趋势,相关系数仅为0.27;(3)各个城市甲酸的总体产量呈现明显季节变化规律,冬季甲酸产量都明显低于其他季节,北京、西安和成都甲酸产量峰值均出现在夏季且年际变化不明显,上海市甲酸产量峰值在春夏季交替出现,而广州市甲酸产量峰值则大多出现在秋季. 展开更多
关键词 苯 甲酸 臭氧 大气氧化机理 反应中间体
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烧结烟气CO过程减排生产实践
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作者 李兆甲 龙红明 +3 位作者 翟玉兵 刘占平 丁龙 裴元东 《烧结球团》 北大核心 2025年第5期117-122,共6页
CO是典型的大气污染物之一,其对人体和生态环境存在较大危害。随着对CO污染物管控政策的相继出台和“双碳”理念的提出,国家对CO排放的治理愈发深入和严格。针对燃料不完全燃烧而导致烧结烟气中CO的产生问题,本文主要从降低烧结过程燃... CO是典型的大气污染物之一,其对人体和生态环境存在较大危害。随着对CO污染物管控政策的相继出台和“双碳”理念的提出,国家对CO排放的治理愈发深入和严格。针对燃料不完全燃烧而导致烧结烟气中CO的产生问题,本文主要从降低烧结过程燃料消耗和提高烧结过程氧化氛围两个方面对某钢铁厂烧结烟气开展工业试验。前者采用了改善燃料粒度、优化燃料结构、厚料层烧结、燃料分加、合理配矿、烟气循环和提高混合料温度等措施;后者采用了富氧点火、料面喷吹蒸汽、提高料层透气性和降低漏风率等措施。通过各项措施的实施,钢铁厂烧结固体燃耗由49 kg/t逐步降低到44 kg/t,烧结烟气中CO质量浓度由6000 mg/m 3降低到4000 mg/m^(3)以下。 展开更多
关键词 烧结烟气 CO减排 过程减排 燃料消耗 氧化氛围
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大气等离子喷涂NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层组织和性能
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作者 张昂 郭孟秋 +5 位作者 王长亮 张梅 岳震 王天颖 聂梓杏 高燊 《材料工程》 北大核心 2025年第1期202-210,共9页
为了探究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层性能的影响规律,基于正交实验,采用大气等离子喷涂(atmospheric plasma spray,APS)工艺制备NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层,应用极差分析法研究工艺参数对NiCoCrAlYTa-... 为了探究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo高温耐磨涂层性能的影响规律,基于正交实验,采用大气等离子喷涂(atmospheric plasma spray,APS)工艺制备NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层,应用极差分析法研究工艺参数对NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层显微组织、硬度和结合强度性能影响的主次关系,完成喷涂工艺参数优化。优化后的工艺参数为氩气流量为50 L/min,氢气流量为12 L/min,电流为500 A,喷涂距离为100 mm。结果表明:采用优化后的工艺参数喷涂的NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层显微组织均匀致密,涂层孔隙率小于1%,结合强度平均值为70.7 MPa,硬度平均值为543.7HV,900℃温度下50~100 h平均氧化速率为0.07302 g/(m^(2)·h),达到完全抗氧化级别,在800℃表现出良好的摩擦磨损性能,平均摩擦因数为0.248,磨损率为2.12×10^(-6) mm^(3)/(N·m)。 展开更多
关键词 NiCoCrAlYTa-Cr_(2)O_(3)-Cu-Mo涂层 大气等离子喷涂 高温耐磨 正交实验 抗氧化 显微组织
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Ni_(3)Al-Ni_(3)V-V_(2)C-AlCV_(2)复合材料在不同气氛中的摩擦磨损性能
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作者 邓源 王振生 +2 位作者 王文韫 李海星 朱行 《机械工程材料》 北大核心 2025年第2期62-68,共7页
以纯镍、纯铝、纯铌、纯碳和18Al-82V中间合金为原料,采用真空熔炼方法制备出Ni_(3)Al-Ni_(3)V-V_(2)C-AlCV_(2)复合材料,研究了复合材料的微观结构、硬度以及在不同气氛(大气、氧气和二氧化碳)中的摩擦磨损性能和磨损机理,并与Ni_(3)Al... 以纯镍、纯铝、纯铌、纯碳和18Al-82V中间合金为原料,采用真空熔炼方法制备出Ni_(3)Al-Ni_(3)V-V_(2)C-AlCV_(2)复合材料,研究了复合材料的微观结构、硬度以及在不同气氛(大气、氧气和二氧化碳)中的摩擦磨损性能和磨损机理,并与Ni_(3)Al-Ni_(3)V合金进行对比。结果表明:复合材料由块状Ni_(3)Al相和网状Ni_(3)Al+Ni_(3)V基体相以及原位内生V_(2)C相、AlCV_(2)相构成;一部分碳和铌固溶于Ni_(3)Al相和Ni_(3)V相中起到固溶强化作用,另一部分碳与钒、铝生成V_(2)C相和AlCV_(2)相起到弥散强化作用,使得复合材料的硬度(550 HV)高于Ni_(3)Al-Ni_(3)V合金(509 HV);在大气气氛中复合材料的平均摩擦因数和磨损率均低于Ni_(3)Al-Ni_(3)V合金,复合材料的磨损率在二氧化碳气氛中最大,大气气氛中次之,氧气气氛中最小;在大气和氧气气氛中复合材料磨损表面的硬度相似,分别为706,711 HV,均高于在二氧化碳气氛中(670 HV);复合材料在氧气气氛中的磨损机制主要为氧化磨损,在大气气氛中主要为氧化磨损和环境致脆诱导的疲劳磨损,在二氧化碳气氛中主要为黏着磨损和磨粒磨损。 展开更多
关键词 Ni_(3)Al-Ni_(3)V-V_(2)C-AlCV_(2)复合材料 不同气氛 摩擦磨损性能 硬度 氧化磨损
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