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腐植酸作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光转化

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高等学校化学学报 2016年第12期37卷 2253-2259页

作者：包思琪康春莉钟宇博周林姚志富黄冬梅王宇寒田涛吉林大学环境与资源学院地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律.结果表明,HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象;盐离子浓度、NO_2^-及NO_3^-对γ-HCH的光转化率均有促进作用;低浓度Fe^(3+)对γ-HCH的光转... 详细信息

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律.结果表明,HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象;盐离子浓度、NO_2^-及NO_3^-对γ-HCH的光转化率均有促进作用;低浓度Fe^(3+)对γ-HCH的光转化率有促进作用,当Fe^(3+)的浓度增大到50μmol/L时,呈现抑制效应;γ-HCH在不同p H值条件下光转化速率的大小顺序为碱性>中性>酸性.冰相中HA通过产生单线态氧(~1O_2)、羟基自由基(·OH)及三重激发态(HA*)加速γ-HCH的光转化.HA存在下γ-HCH的光转化产物主要是五氯环己烯、邻二氯苯和对二氯苯、一氯苯,光转化过程中~1O_2通过消耗中间产物间接加速了γ-HCH的光转化过程.

关键词： γ-六氯环己烷腐植酸光转化冰

改性Ti/SnO_2-Sb电极降解硝基苯废水

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高等学校化学学报 2013年第8期34卷 1899-1906页

作者：刘淼冷粟陈嵩岳张亮张美秀刘宛宜沈力张振斌刘南焦昕倩陈力可全福民吉林大学环境与资源学院地下水资源与环境教育部重点实验室长春130012

采用热分解法制备了Ti/SnO2-Sb电极,并通过掺杂Cu,Ni,La,Ce,Nd,Zn和Bi等金属对该电极进行改性.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等方法表征了电极的形貌及晶型;通过加速电极寿命测试和电催化降解硝基苯模拟废水实验,研究了金属... 详细信息

采用热分解法制备了Ti/SnO2-Sb电极,并通过掺杂Cu,Ni,La,Ce,Nd,Zn和Bi等金属对该电极进行改性.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等方法表征了电极的形貌及晶型;通过加速电极寿命测试和电催化降解硝基苯模拟废水实验,研究了金属掺杂对Ti/SnO2-Sb电极稳定性及电催化活性的影响.根据硝基苯降解的动力学方程分析不同金属掺杂对电极降解速率的影响;通过质谱对硝基苯的降解机理进行了初步探讨;采用水杨酸捕集羟基自由基的液相色谱法测定OH.的浓度.实验结果表明,与空白Ti/SnO2-Sb电极相比,金属掺杂改善了电极的表面形貌和SnO2衍射峰的强度,提高了Ti/SnO2-Sb阳极的电解寿命.对硝基苯模拟废水的电解实验结果表明,掺杂电极的电催化降解能力显著提高,硝基苯的降解符合准一级反应动力学方程.质谱分析结果表明,硝基苯在阴极被还原成苯胺并被氧化降解成其它有机物的过程发生迅速.羟基自由基浓度测定结果表明,自由基浓度越高,硝基苯降解速率越快,反应60 min时,空白Ti/SnO2-Sb电极的OH·浓度只有掺Cu金属电极的1/5.

关键词：半导体电极电催化氧化硝基苯金属掺杂

氧化石墨烯负载纳米零价铁(rGO-nZⅥ)去除地下水中Cr(Ⅵ)的XPS谱学表征

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光谱学与光谱分析 2017年第1期37卷 250-255页

作者：董军任黎明迟子芳胡文华吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春吉林130021

纳米铁广泛用于水中重金属离子的去除,但由于其易团聚的特性,在地下水中迁移性差,使其修复效果降低。氧化石墨烯具有吸附重金属的作用,但由于其表面带有负电荷,对带负电的高价铬(Cr_2O_7^(2-),CrO_4^(2-))吸附作用较弱。以氧化石墨烯(GO... 详细信息

纳米铁广泛用于水中重金属离子的去除,但由于其易团聚的特性,在地下水中迁移性差,使其修复效果降低。氧化石墨烯具有吸附重金属的作用,但由于其表面带有负电荷,对带负电的高价铬(Cr_2O_7^(2-),CrO_4^(2-))吸附作用较弱。以氧化石墨烯(GO)为载体,采用液相还原法制备的氧化石墨烯负载纳米铁(rGO-nZⅥ),在改善纳米铁的分散性的同时,利用nZⅥ将带负电的高价铬(Cr_2O_7^(2-),CrO_4^(2-))还原为带正电的三价铬(Cr^(3+)),增强了氧化石墨烯对其吸附的性能。利用XRD和TEM对制备的rGO-nZⅥ进行表征,表明制备的rGO-nZⅥ近似球形,粒径为20~100nm;零价铁负载在GO表面。应用rGO-nZⅥ处理Cr(Ⅵ)污染的地下水,Cr(Ⅵ)的去除效率可达到100%,材料的最佳投加量与Cr(Ⅵ)浓度呈线性正相关。采用X光电子能谱(XPS)分析铬和铁的存在形态,并通过XPAPEAK41分峰后证实,Cr(Ⅵ)首先被还原为Cr(Ⅲ),进而生成Cr(OH)3吸附到材料表面。由XPS图看出,经24h反应,69.8%的Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)吸附到材料表面,此时仍具有Fe0的峰,证实材料具有很强的还原吸附铬的能力,且仍具有缓慢释放电子的能力,有利于后续长时间的修复。该结果对于利用rGO-nZⅥ处理地下水Cr(Ⅵ)污染具有重要的理论意义和实用价值。

关键词：氧化石墨烯负载纳米零价铁(rGO-nZⅥ) TEM XRD XPS Cr(Ⅵ)

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深部超临界地热资源研究进展及开发前景展望

天然气工业 2021年第3期41卷 155-167页

作者：许天福汪禹封官宏吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室

较之于传统的地热资源,超临界地热资源具有更大的开发潜力,但目前对于后者的研究尚处于初步探索阶段,在理论研究和技术实践上均面临着诸多挑战。为了实现我国的节能减排目标并为能源结构调整做出贡献,系统回顾了国际超临界地热资源钻探... 详细信息

较之于传统的地热资源,超临界地热资源具有更大的开发潜力,但目前对于后者的研究尚处于初步探索阶段,在理论研究和技术实践上均面临着诸多挑战。为了实现我国的节能减排目标并为能源结构调整做出贡献,系统回顾了国际超临界地热资源钻探工程及测试过程,归纳总结了其在钻井、完井技术方面的经验和教训;进而结合国际上超临界地热资源室内实验、场地试验及数值模拟方面的研究成果和最新动态,指出了超临界地热资源开发所面临的挑战、潜在的解决方法、未来的研究方向和技术开发重点。研究结果表明:①在理论研究方面,需要弄清亚临界—超临界流体的多相流动特征、超临界水的化学特性及水岩作用机理、高温条件下岩体力学的弹塑性及其变化等重要问题;②在工程实践方面,如钻完井和测井技术在极高温和酸性流体条件下的应用、超临界条件下多场耦合模拟的程序开发工作等均面临重大挑战;③需要进行水、盐、酸性气体等多组分的超临界状态方程的理论研究,并开发相应的状态方程模块;④在场地示范工程方面,需要加强地热资源评估与勘探方法、高温钻井与测井技术、储层建造技术、地表系统等研究;⑤需要研发和提升高温超高温钻井、完井技术,研发环保及可降解钻井液等。结论认为,不久的将来,随着科技的进步,将有可能实现对超临界地热资源的商业化开发。

关键词：超临界地热能水热流动化学反应力学特征研究进展前景展望商业化开发

地下多组分反应溶质运移数值模拟:地质资源和环境研究的新方法

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吉林大学学报(地球科学版) 2012年第5期42卷 1410-1425页

作者：许天福金光荣岳高凡雷宏武王福刚吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室

地下多组分反应溶质运移数值模拟(RTM)是解释地球系统中的耦合过程和不同时空尺度对其影响的重要工具。RTM是研究地球科学基础理论、地质资源和环境等复杂地球化学过程的一个新方法,可用于如废物处置安全性评估、地下水污染研究、二氧... 详细信息

地下多组分反应溶质运移数值模拟(RTM)是解释地球系统中的耦合过程和不同时空尺度对其影响的重要工具。RTM是研究地球科学基础理论、地质资源和环境等复杂地球化学过程的一个新方法,可用于如废物处置安全性评估、地下水污染研究、二氧化碳地质储存、金属矿床的地浸开采等的研究中。笔者首先回顾了反应溶质溶质运移模拟的发展历史,然后总结了反应溶质运移模拟的发展现状,再从耦合过程、空间尺度、裂隙和非均质介质处理角度说明了反应溶质运移模拟所面临的挑战。结合地下水质的演化、生物降解、CO2地质储存等具体实例讨论了反应溶质运移模拟的广泛应用前景,探讨了反应溶质运移模拟的未来发展方向。

关键词：反应溶质运移数值方法模拟多场耦合 TOUGHREACT 地质资源和环境

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城市雨水地下回灌过程中悬浮物表面堵塞规律

吉林大学学报（地球科学版） 2012年第2期42卷 492-498页

作者：王子佳杜新强冶雪艳宋晓明张加双高翠萍吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

雨洪资源地下回灌是缓解城市供水压力、解决地下水过量开采引起环境负效应的有效途径之一,但堵塞问题却是制约回灌技术推广的关键问题。基于前人理论,研究了入渗介质与悬浮物粒径中值之比(D50/d50)对堵塞层空间分布的影响。以建立表面... 详细信息

雨洪资源地下回灌是缓解城市供水压力、解决地下水过量开采引起环境负效应的有效途径之一,但堵塞问题却是制约回灌技术推广的关键问题。基于前人理论,研究了入渗介质与悬浮物粒径中值之比(D50/d50)对堵塞层空间分布的影响。以建立表面堵塞预测模型为目的,利用城市雨水回灌细粒石英砂介质开展室内实验,观测雨水回灌的表面堵塞过程并获取渗透性变化的观测数据。根据物理、化学与生物堵塞的产生条件及堵塞特点,判断雨水回灌产生的堵塞性质为物理堵塞。引入过滤模型描述堵塞的发展过程,确定了模型用于模拟细砂表面堵塞的参数值:孔隙堵塞系数(α)为0.15m2/kg,阻力增长系数(f′R′)为20 000m/kg。在不改变以上2个参数值的条件下,用该模型模拟不同悬浮物粒径悬浊水回灌细粒石英砂的堵塞过程,取得了较好的拟合效果。此过滤模型可以用于模拟入渗介质与悬浮物粒径D50/d50值小于5的表面堵塞的发展过程,可定量预测堵塞对回灌速率的影响。

关键词：雨水地下回灌悬浮物堵塞渗透性

多相流数值模拟中复杂地质体网格剖分实现技术

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吉林大学学报（工学版） 2015年第4期45卷 1281-1287页

作者：杨艳林靖晶杨志杰许天福王福刚吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三... 详细信息

考虑到复杂地质体的网格化剖分建模技术对多相流体数值模拟精准度的影响,提出了基于布点法构建任意多边形、任意约束的PEBI(Perpendicular bisection)多约束、交互式网格剖分实现技术与网格生成算法。网格生成过程包括五个方面:布点;三角剖分;查找不合格三角形,调整点布局;生成泰森多边;进行拓扑重构,生成二维、三维PEBI网格。剖分过程中将直井、水平井、断层等各种约束分别概化为点、线、区约束,基于泰森多边形的拓扑重构,完成PEBI网格的生成。将剖分算法耦合到作者前期开发的可视化建模软件TOUGHVISUAL上,并应用于几种典型复杂情况下地质体网格剖分建模,应用结果显示了本文方法的科学实用性和操作简便性。

关键词：计算机应用 PEBI网格布点方法三角剖分

孔渗非均质性对CO_2羽流地热系统功能影响数值模拟研究

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太阳能学报 2017年第7期38卷 1814-1821页

作者：朱慧星许天福封官宏袁益龙姜振蛟吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

以松辽盆地泉头组地层作为研究地层,采用数值模拟的方法分析地层孔渗非均质性对于二氧化碳羽流地热系统的影响。结果表明:由于非均质储层中快速通道的存在,使得在井间距为1000 m,注入压力为16 MPa时,CO_2的产出时间可以由均质储层中的1... 详细信息

以松辽盆地泉头组地层作为研究地层,采用数值模拟的方法分析地层孔渗非均质性对于二氧化碳羽流地热系统的影响。结果表明:由于非均质储层中快速通道的存在,使得在井间距为1000 m,注入压力为16 MPa时,CO_2的产出时间可以由均质储层中的15个月提前到3个月;非均质储层中,CO_2流动集中,储层换热体积减小,产出流体温度下降速率加快;孔渗非均质性既可能引起产出流体温度和系统热提取速率快速下降,也可能导致系统产出流体流量减小,从而使得系统运行期间热提取速率一直偏低。

关键词：二氧化碳羽流地热系统数值模拟孔渗非均质井筒储层耦合

T2Well单井地下水源热泵水-热耦合数值模拟研究

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太阳能学报 2020年第4期41卷 278-286页

作者：李凤昱许天福封官宏袁益龙朱慧星冯波吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室长春130021

以北京地区实际井参数刻画的单井地下水源热泵为研究对象,利用T2Well模拟器对单井系统地源热泵运行过程进行全面模拟,并对主要参数进行敏感性分析,探究对单井系统生产井温度、热突破时间的影响。距离井筒相同位置不同深度的点,埋深越大... 详细信息

以北京地区实际井参数刻画的单井地下水源热泵为研究对象,利用T2Well模拟器对单井系统地源热泵运行过程进行全面模拟,并对主要参数进行敏感性分析,探究对单井系统生产井温度、热突破时间的影响。距离井筒相同位置不同深度的点,埋深越大受回灌水温度的影响越小。每个运行周期结束时,温度场分布都能得到一定程度的恢复(同一周期内初始温度场相比)。水平方向渗透率同垂向渗透率的比值越大,越有利于回灌水在含水层中的运移,可有效保证热泵系统的取热温差。初步预计一个单井水源热泵系统能满足北京地区约1.5万m^2面积建筑的供暖需求,约1.6万m^2面积建筑制冷需求。

关键词：地源热泵温度场能效井筒-储层耦合模型单井系统