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垃圾渗滤液DOM在砂土中的迁移转化规律研究 被引量：2
1
作者 赵丽 张薏旸 +4 位作者 金毅 张庆 刘靖宇 卫杰 和世昌 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期88-95,共8页
目的针对焦作市城市生活垃圾卫生填埋场运行年限长(10 a以上)、防渗层趋于老化、渗滤液渗漏到地下水风险大的问题,方法以稀释5倍的老龄垃圾渗滤液为注入淋滤液,以填埋场粉砂土为岩土介质,在水力停留时间32 h下开展室内土柱模拟试验,分... 目的针对焦作市城市生活垃圾卫生填埋场运行年限长(10 a以上)、防渗层趋于老化、渗滤液渗漏到地下水风险大的问题,方法以稀释5倍的老龄垃圾渗滤液为注入淋滤液,以填埋场粉砂土为岩土介质,在水力停留时间32 h下开展室内土柱模拟试验,分析老龄垃圾渗滤液中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的迁移转化规律。结果结果表明:0~2618 h内,溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC),化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和波长254 nm单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV254)在地下水中变化规律相似,且三者线性相关性显著,说明DOM组分以芳香族化合物为主;CXTFIT 2.1软件拟合得到DOC和COD的阻滞系数(3.01和1.96)及衰减系数均处于较低水平,说明砂土对有机质吸附作用有限;试验前期,淋出液的荧光指数(fluorescence index,FI)一直高于淋滤原液的,说明试验前期微生物生长快速;所有样品的FI均大于1.9,说明淋出液中DOM主要为生物源;垃圾渗滤液DOM含有较多富里酸(峰A、峰C)和腐殖酸类物质(峰E)及少量类蛋白物质(峰T2);淋出液S1中的微生物代谢产物(峰B)来源于试验所用砂土,S1中峰B和S2中峰T2随时间变化消失,剩下难降解的峰A、峰C和峰E,淋出液有机组分变化明显,结构简单的类蛋白物质逐渐消失,复杂难降解的腐殖类物质逐渐累积,试验过程中淋出液单位有机碳的总荧光峰强均高于淋滤液的,说明淋滤液在迁移转化过程中芳构化程度和腐殖化程度均有所提高。结论研究结果可为垃圾渗滤液处置与环境风险评估提供参考。 展开更多
关键词 垃圾渗滤液 溶解性有机质 地下水 三维荧光 生物降解 吸附
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软硬炭复合材料的制备及其储钠性能研究
2
作者 徐家豪 张兆华 +6 位作者 刘宇昊 赵玮 李秀春 贾建波 黄光许 邢宝林 张传祥 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期95-104,共10页
钠离子电池(SIBs)作为储能器件备受人们关注,负极材料作为钠离子电池的重要组成部分是研究的热点之一。以煤化工副产物低灰煤焦油沥青为原料,通过直接与酚醛树脂混合,加以高温炭化,成功制备出煤沥青基软硬炭复合材料,考察了不同沥青/酚... 钠离子电池(SIBs)作为储能器件备受人们关注,负极材料作为钠离子电池的重要组成部分是研究的热点之一。以煤化工副产物低灰煤焦油沥青为原料,通过直接与酚醛树脂混合,加以高温炭化,成功制备出煤沥青基软硬炭复合材料,考察了不同沥青/酚醛树脂质量比对所制材料结构的影响并应用于钠离子电池。通过SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、FTIR等测试表明,酚醛树脂可以有效地抑制沥青在高温过程的过度石墨化,沥青也可以修复酚醛树脂在炭化过程中所产生的不可逆缺陷,同时沥青与酚醛树脂二者可在炭化过程中发生交联反应,有利于复合材料中伪石墨结构的形成,从而引入更多吸附和插层位点。随着沥青与酚醛树脂质量比的逐渐增加,复合材料的伪石墨结构含量呈现先上升后下降的趋势,其中质量比为1∶4所制复合材料(LF−1∶4)的伪石墨结构含量最高,为32.88%,优于纯沥青直接炭化所制材料(LQ)的21.28%和纯酚醛树脂直接炭化所制材料(FQ)的27.08%。恒流充放电、循环伏安法等电化学测试表明,沥青与酚醛树脂制备的复合材料具有较好的储钠性能,其中LF−1∶4的首圈库伦效率和可逆容量分别为80.87%和249.10 mAh/g,对比LQ的48.39%与90.39 mAh/g和FQ的73.46%与230.48 mAh/g具有明显的优势。同时,利用LF−1∶4所制备出的全电池表现出251.37 mAh/g的可逆容量,经过计算得出该全电池的能量密度为214 Wh/Kg。 展开更多
关键词 煤沥青 酚醛树脂 负极材料 钠离子电池 电化学性能
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煤炭地下气化废水的微生物修复研究 被引量：6
3
作者 李从强 杨明坤 +5 位作者 付佳 谌伦建 徐冰 吴咏梅 马朝伟 刘松 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期8-15,共8页
煤炭地下气化产生的废水污染直接限制了该技术的推广应用,针对此问题,采用筛选到的降解苯酚菌JP和降解萘菌KN,对模拟煤炭地下气化产生的废水进行降解修复试验。结果表明:经过72 h培养,煤炭地下气化废水的TOC下降80%以上,有机污染物种类... 煤炭地下气化产生的废水污染直接限制了该技术的推广应用,针对此问题,采用筛选到的降解苯酚菌JP和降解萘菌KN,对模拟煤炭地下气化产生的废水进行降解修复试验。结果表明:经过72 h培养,煤炭地下气化废水的TOC下降80%以上,有机污染物种类减少近50%,酚类、杂环化合物、多环芳烃为代表的有机污染物种类和质量浓度减幅明显;重金属离子质量浓度均有所降低,Pb,Cd,Cu质量浓度降幅较大,最高可达100%;降解菌能在煤炭地下气化废水中存活,并能有效去除有机污染物和重金属离子。降解机理研究表明,JP菌降解煤炭地下气化废水中的吲哚时与喹啉和酚类物质存在共代谢,其对喹啉的降解遵循吡啶环开环途径;KN菌对喹啉的降解同时存在苯环开环与吡啶环开环2种途径,对多环芳烃的降解遵循水杨酸途径;两菌混合在对中间产物和终产物的利用上存在协同机制,有利于有机污染物的彻底清除。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 有机污染 微生物 修复 降解机理 地下水污染
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钛副族金属氧化物催化合成气转化性能的研究 被引量：1
4
作者 杨世诚 朱万胜 +3 位作者 马书启 薛晓晓 张玉龙 孙琦 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期591-600,共10页
将超临界法制备的钛副族纳米金属氧化物(TiO_(2)、ZrO_(2)、HfO_(2))分别与ZSM-5分子筛和石英砂混合得到双功能催化剂(Ti/HZ、Zr/HZ、Hf/HZ)和金属氧化物催化剂(Ti/Si、Zr/Si、Hf/Si)。研究了金属氧化物的晶体结构、表面氧空位和合成气... 将超临界法制备的钛副族纳米金属氧化物(TiO_(2)、ZrO_(2)、HfO_(2))分别与ZSM-5分子筛和石英砂混合得到双功能催化剂(Ti/HZ、Zr/HZ、Hf/HZ)和金属氧化物催化剂(Ti/Si、Zr/Si、Hf/Si)。研究了金属氧化物的晶体结构、表面氧空位和合成气吸附性能对金属氧化物催化剂和双功能催化剂催化CO加氢性能的影响。结果表明,双功能催化剂可以直接催化合成气制芳烃。金属氧化物表面氧空位浓度、氧空位电子性质和金属氧化物的H/C比(CO和H_(2)吸附量之比)共同决定着金属氧化物表面中间体产物的种类。ZrO_(2)表面的碳氢氧(CH_(x)O^(*))中间体产物有利于Zr/HZ获得芳烃高选择性(71.15%),而TiO_(2)和HfO_(2)中的CH_(3)^(*)则导致Ti/HZ和Hf/HZ的催化产物CH_(4)选择性较高。 展开更多
关键词 钛副族金属氧化物 氧空位 合成气 双功能催化剂 芳烃
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煤炭地下气化污染地下水的迁移与渗透反应墙净化数值模拟研究 被引量：2
5
作者 王凡 谌伦建 +3 位作者 徐冰 马娇 邢宝林 苏发强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1697-1706,共10页
煤炭地下气化符合我国能源低碳绿色转型发展方向,但地下水污染已成为限制其推广应用的技术瓶颈之一。渗透反应墙修复技术是地下水原位修复的研究热点之一。结合有井式地下气化的特点,利用数值模拟手段研究了渗透反应墙体厚度以及净化材... 煤炭地下气化符合我国能源低碳绿色转型发展方向,但地下水污染已成为限制其推广应用的技术瓶颈之一。渗透反应墙修复技术是地下水原位修复的研究热点之一。结合有井式地下气化的特点,利用数值模拟手段研究了渗透反应墙体厚度以及净化材料等对地下水中有机污染物迁移扩散和净化修复效果的影响。在对流扩散方程的基础上,假设:(1)地下水中污染物的吸附净化所涉及的质量转移与液相和固相吸附污染物质量浓度的差势、固相当前吸附质量浓度与潜在最大吸附质量浓度的差势和过程时间等因素有关。(2)活性炭较强的吸附性能可能导致固相吸附质量浓度逐渐累积而不再随外界液相质量浓度变化而解吸,采用有限元法和θ-格式迭代建立数值模型,利用MATLAB编写相应数值计算程序,对污染物迁移扩散以及吸附净化过程进行数值模拟与实验验证。结果表明:污染水的修复效果随渗透反应墙墙体厚度增加而增强,但增强幅度随着厚度的增加而减弱,墙体厚度的增加对污染物净化效果的影响呈边际效应递减趋势;墙体材料吸附净化速率越大,渗透反应墙对污染物的净化效果越好,渗透反应墙的吸附净化速率对污染物的净化效果也呈边际效应递减趋势;墙体厚度与材料的吸附净化活性之间存在协同效应,构建渗透反应墙时应根据墙体材料的吸附净化速率,合理确定渗透反应墙的厚度,以获得最佳的技术经济效果。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 地下水污染 渗透反应墙 迁移扩散
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天然有机质在低温孔隙地热水中的迁移转化研究
6
作者 李玉嵩 赵丽 +4 位作者 张攀群 赵豫 王心义 李娅琪 孔茂然 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期77-84,共8页
为了研究天然有机质(natural organic matter,NOM)在低温孔隙地热水中的迁移转化规律,探索研究区地热水中的碳循环,以新近系明化镇组热储层地表出露处的扰动土为岩土介质,以该区域广泛种植毛白杨的落叶为研究对象,从中提取水溶性NOM和... 为了研究天然有机质(natural organic matter,NOM)在低温孔隙地热水中的迁移转化规律,探索研究区地热水中的碳循环,以新近系明化镇组热储层地表出露处的扰动土为岩土介质,以该区域广泛种植毛白杨的落叶为研究对象,从中提取水溶性NOM和天然有机质NOM,在40℃、达西流速0.59~0.60 cm/h下,进行柱模拟试验,结果表明:0~820 h,NOM在模拟的孔隙型热储层的运移过程中存在生物降解和吸附作用,可生成含有羰基、羧基、羟基和酯类的芳香族有机物,且溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和波长254 nm单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV_(254))具有较显著的线性相关性(r^(2)=0.81);820~1 180 h,随着注入的NOM质量浓度减半,DOC去除率可有效提高到100%;1 180~1 828 h,向模拟柱中注入去离子水,DOC与UV_(254)的变化表明,NOM在水-岩间可通过较强的生物降解作用去除,且NOM中芳香族化合物在岩土上具有吸附作用,研究结果也可由单位DOC浓度在波长254 nm处的吸收系数(SUVA_(254))和样品在253,203 nm处吸光度比值(A_(253)/A_(203))的变化规律得以证实。同时,NOM可提供有效的"碳源",促使水-岩间硝酸盐的完全生物转化。 展开更多
关键词 天然有机质 孔隙地热水 溶解性有机碳 吸附 生物降解
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毛白杨落叶与不同深度土中DOM的紫外与荧光特性对比研究 被引量：2
7
作者 赵丽 孙超 +4 位作者 黄兴宇 罗绍河 都聪聪 董大庄 康晴晴 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期75-80,共6页
为了研究植物落叶有机质在地下土壤中的分布特征,以河南省郑州市新密县某地为研究区,取毛白杨落叶和地下0.1,1,50 m深土壤提取的溶解性有机质(DOM)为研究对象,采用紫外-可见光谱和三维荧光光谱扫描技术,结合各项理化指标测试,对比分析DO... 为了研究植物落叶有机质在地下土壤中的分布特征,以河南省郑州市新密县某地为研究区,取毛白杨落叶和地下0.1,1,50 m深土壤提取的溶解性有机质(DOM)为研究对象,采用紫外-可见光谱和三维荧光光谱扫描技术,结合各项理化指标测试,对比分析DOM在土层中的演化和分布特征。结果表明:毛白杨落叶荧光光谱中富里酸峰峰强最大,土样DOM中没有明显的腐殖酸峰,且芳香族蛋白峰和微生物代谢产物峰峰强随土壤深度增加逐渐减弱,在深层土壤DOM中只有较弱的富里酸峰;研究区土壤偏碱性,且随着土壤深度增加,碳含量逐渐减少,氮含量先增加后减少,距地表1 m深处可能为研究区浅层土壤化学反应的活跃层,"自生源"特征最明显,微生物活动显著高于其他土层的;研究用天然有机质在随降雨和地表径流下渗过程中发生降解,生成小分子有机质,且有机质的迁移活性随着深度增加显著降低;植物落叶和土壤的DOM样品腐殖化程度和疏水组分含量呈显著的线性正相关关系(R^(2)=0.998)。 展开更多
关键词 溶解性有机质 三维荧光光谱 土壤 毛白杨落叶
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煤沥青热解炭的制备及储钠性能研究 被引量：3
8
作者 陈林 张兆华 +2 位作者 康伟伟 张亚飞 张传祥 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期42-52,共11页
煤沥青是一种原料来源丰富且含碳量高的钠离子电池碳负极材料。以煤沥青为碳源,通过炭化法制得热解炭,利用XRD,SEM,Raman光谱等表征技术,系统研究了不同炭化温度(600℃~1400℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。利用恒流充放电等测试... 煤沥青是一种原料来源丰富且含碳量高的钠离子电池碳负极材料。以煤沥青为碳源,通过炭化法制得热解炭,利用XRD,SEM,Raman光谱等表征技术,系统研究了不同炭化温度(600℃~1400℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。利用恒流充放电等测试,探究热解炭作为钠离子电池负极材料时的电化学性能,阐明“温度—结构—储钠性能”间的构效关系。结果表明:1000℃是热解炭微观结构从无序向有序发展的转折点;当温度低于1000℃时,热解炭为不规则的块状结构且表面平整光滑,未出现石墨微晶,具有较大的层间距和较高的无序度;当温度为800℃时,热解炭具有最大的层间距(d_(002)=0.3541 nm)和最高的无序度(I_(D)/I_(G)=2.57),其作为钠离子电池负极材料时,0.05 A/g电流密度下的可逆容量为177.0 mAh/g,首次库伦效率为73.87%,具有较好的倍率性能;当温度高于1000℃时,石墨碳层生长和堆叠的速度迅速加快,石墨化程度增加,层间距减小,同时表面缺陷程度降低,Na^(+)吸附位点减少,不利于储钠,热解炭具有较低的可逆容量(小于100 mAh/g)。 展开更多
关键词 煤沥青 钠离子电池 负极材料 电化学性能 软碳
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