室内燃烧源排放颗粒物及多环芳烃的粒径分布研究

室内燃烧源排放颗粒物及其多环芳烃（PAHs）的粒径分布是定量评估室内人群呼吸暴露风险的重要参数之一。该研究在再悬浮箱内模拟燃香、燃蚊香、艾灸和吸烟等过程,采用MOUDI采样器采集和分析颗粒物中17种PAHs;同时,采用颗粒物计数器,在实际房间中模拟艾灸和吸烟过程,得到室内颗粒物数浓度的衰减曲线。结果表明,燃烧源烟雾颗粒的排放因子为3.68～22.46 mg/g,颗粒质量粒径呈单峰型,峰值为0.25～0.44μm;US EPA 16种优控PAHs的排放因子为10.52～91.30μg/g,艾绒燃烧排放PAHs的粒径峰值为0.44～1.0μm,略大于其它燃烧源;<1μm颗粒中PAHs的BaP等效毒性当量(BaPTEQ)的贡献占比为85%～98%。来源特征比值的研究显示,艾灸、燃香和吸烟释放的PAHs均归属于生物质燃烧类别。实际室内监测显示,在艾绒和香烟燃烧后室内颗粒物数浓度快速上升,在燃尽时达到峰值,而后在4 h内呈指数规律衰减,且<0.3μm的细颗粒衰减最快。国家自然科学基金项目(41171365

旋转玻碳电极上二茂铁的电化学阻抗行为及其与DNA的相互作用

应用旋转圆盘电极和电化学阻抗法研究了二茂铁在Tris-NaC l(pH=7.2)缓冲溶液中于旋转玻碳电极上的电化学阻抗行为及其与DNA的相互作用.结果表明,二茂铁于旋转电极的伏安曲线呈现明显的极限电流平阶,而其交流阻抗谱则出现两个电容弧.二茂铁与DNA的作用,若受扩散过程控制则其极限扩散电流随DNA浓度增大而减小,而在电化学控制过程中则表现为电化学反应电阻随DNA浓度增大而增大.根据旋转圆盘电极和电化学阻抗谱测试,表明由这两种方法数据拟合求得的二茂铁条件电位速率常数能够很好地相互吻合,但如存在DNA时,则其条件电位速率常数有一定程度的减小

300kg/a规模流化床制碳纳米管中试研究

采用Ni-Mg-O复合氧化物催化剂进行了流化床甲烷催化裂解法制碳纳米管的中试实验,研究了主要操作变量对甲烷转化率、催化剂产碳率、产品团聚率及催化剂损失率的影响,得到了适宜的操作条件为:甲烷进气流速16～19 cm/s、催化剂粒径150～220μm、催化剂加入量50～60 g、反应温度650～700℃、反应时间120～140 min。多批次重复性实验表明,在选定的操作条件下,甲烷转化率约为30%,催化剂产碳率约为10 gCNTs/gCAT。对纯化后的产品进行SEM及TEM形貌表征显示,制得的碳纳米管管径均匀,中空结构明显,碳纳米管的外径为10～30 nm,内径为2～5 nm。中国海洋石油总公司科技项目(CNOOC-KJ125FZDXM00TJY001-2014

利用表面增强拉曼光谱快速鉴别卷烟生产中烟用香精香料

烟用香精香料的配方是卷烟工业中的核心技术,也是构建不同特色卷烟产品的关键之一。然而,现有的香精香料质量评价手段主要是人工嗅香和测定某些特定的物性指标,如折光指数、相对密度、酸值、挥发份总量等。在实验室科研中还有使用色谱-质谱联用等方法。但是上述手段仍存在较多问题,比如受主观意识影响,操作繁琐,前处理耗时长,费用高,灵敏度低等。基于此,本文开发了一种利用表面增强拉曼光谱技术结合主成分分析算法来快速鉴别实际生产中不同种类、不同掺兑样的烟用香精香料的方法。本文利用该方法成功获取不同种类、同一种类不同生产批次及烟用香精香料不同掺兑量样品的增强拉曼谱图。经主成分分析表明不同种类以及不同掺兑量样品的散点分布在不同区域,直接区分度高;同一种类不同生产批次的香精香料谱图类似,在散点图中较为集中;说明不同生产批次的样品以及不同掺兑量的样品都可以与其他种类的香精香料标准样品进行有效区分。本文利用表面增强拉曼光谱结合主成分分析算法对烟用香精香料进行检测的方法操作简易,检测快捷,成本低廉,结果便于分析识别,适用于烟用香精香料实际生产中的质量控制。国家自然科学基金(No.21522508)浙江中烟工业有限责任公司科技项目(No.ZJZY2016C002

In situ dynamic tracking of heterogeneous nanocatalytic processes by shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy

原位监测纳米催化反应过程对深入认识反应机理、设计高效催化剂具有重要意义。作为一种具有超高灵敏度的表面分析技术，表面增强拉曼光谱（SERS）是可提供反应过程中催化剂表面吸附物种的丰富信息。然而，仅有Au、Ag、Cu等少数金属在形成特定纳米结构时才能提供较强的拉曼增强，且它们会对催化剂的性质及反应过程产生严重干扰。这就极大地限制了SERS在实际多相催化体系中的应用。鉴于此，该论文发展了一种利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱原位监测纳米催化过程的方法。通过将纳米催化剂组装于壳层隔绝纳米粒子表面，形成SHIENRS卫星结构，利用内核Au纳米粒子增强催化剂表面的拉曼信号，SiO2壳层隔绝Au对催化剂及反应的影响，从而直接获得了纳米催化剂表面物种的真实信息。利用这种SHINERS卫星策略，他们实现了CO氧化反应的原位监测，直接观测到了反应条件下催化剂表面吸附物种。并结合DFT计算，对反应机理进行了阐述。该研究表明SHINERS卫星策略可作为原位跟踪催化反应过程的有效方法，为纳米催化的原位研究提供了一种新的思路。 同时，我校也将在今年12月5-9日举办表面增强拉曼光谱国际会议(International Conference on SERS)，讨论SERS领域的最新进展。会议期间，SERS领域的先驱与权威Richard P. Van Duyne、Martin Moskovits、Andreas Otto以及相关学科的顶级学者Peter G. Bruce、Stefan A. Maier等将作大会报告（会议官方网站http://sers2017.xmu.edu.cn/）。【Abstract】Surface molecular information acquired in situ from a catalytic process can greatly promote the rational design of highly efficient catalysts by revealing structure-activity relationships and reaction mechanisms. Raman spectroscopy can provide this rich structural information, but normal Raman is not sensitive enough to detect trace active species adsorbed on the surface of catalysts. Here we develop a general method for in situ monitoring of heterogeneous catalytic processes through shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy (SHINERS) satellite nanocomposites (Au-core silica-shell nanocatalyst-satellite structures), which are stable and have extremely high surface Raman sensitivity. By combining operando SHINERS with density functional theory calculations, we identify the working mechanisms for CO oxidation over PtFe and Pd nanocatalysts, which are typical low- and high-temperature catalysts, respectively. Active species, such as surface oxides, superoxide/peroxide species and Pd–C/Pt–C bonds are directly observed during the reactions. We demonstrate that in situ SHINERS can provide a deep understanding of the fundamental concepts of catalysis.This work was supported by the NSFC (21522508, 21427813, 21373167, 21521004, 21573178 and 21673187), Natural Science Foundation of Guangdong Province (2016A030308012), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (20720150039 and 20720160046), ‘111’Project (B16029), and the Thousand Youth Talents Plan of China。 研究工作得到国家自然科学基金优秀青年基金、谱学分析创新研究群体和青年千人计划等资助

南海中深层动力格局与演变机制研究进展

南海是连接印度洋-太平洋的最大边缘海,在季风、海峡水交换以及复杂地形影响下,南海环流呈现出独特的三层结构以及远强于大洋的混合特征.理论与观测表明,南海内潮、内孤立波以及强风等过程是强混合的动力来源.在南海强混合作用下,南海发育了活跃的中深层动力系统,一方面促进了南海与大洋之间的水体交换,另一方面调控上层风生环流,使得南海环流显著区别于其他热带与副热带海盆.南海活跃的中深层环流所具有的物质搬运能力又显著影响着南海的地质沉积、生物地球化学循环等过程.中国对深海研究持续投入,在南海中深层环流动力学研究方面取得了显著的成果,文章就该方面进行总结,并对南海深海环流未来研究设想进行初步探讨

含水合物沉积物等效弹性模量混合律模型

水合物开采安全性评价亟需合理的含水合物沉积物本构关系模型,而等效弹性模量的准确预测是建立合理本构关系模型的重要前提条件。本文基于复合材料经典的应力串联和应变并联模型提出了含水合物沉积物等效弹性模量的细观力学混合律模型,与三轴压缩试验结果对比验证了该模型的适用性。研究结果表明:等效弹性模量细观力学混合律模型的模型参数少,且物理意义明确,其预测结果与试验数据符合良好;含水合物沉积物的割线模量随水合物饱和度与有效围压的增加而变大

内陆水环境修复技术进展

水环境退化是全球普遍面临的重要问题,退化后的水环境修复、重建,已成为当前各国重视的焦点,也是环境科学与工程研究的热点。该文全面综述了国内外水环境修复技术的研究进展,并在此基础上对水环境修复的重点和热点进行了分析和归纳。文章指出,为改善我国水环境,还有待于进一步加强水环境修复的方法学、基础理论、应用技术和示范推广等方面的研究工作