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含水页岩甲烷吸附特性及热力学特征研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 95-105页

作者：杨竣淞李波波李建华高政宋浩晟段淑蕾贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州贵阳550025 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州贵阳550025

页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基... 详细信息

页岩储层普遍含水,水分对页岩气体吸附行为和地质储量评估具有显著影响。为探究水分对页岩吸附行为的影响规律,构建了考虑含水率影响的吸附模型,结合多组试验数据对新建模型的合理性进行验证,并进一步剖析了含水页岩的吸附行为。在此基础上,讨论了不同吸附机制对页岩中甲烷等温吸附的贡献,并通过热力学参数对比了干湿页岩中吸附热力学特性。结果表明:在气体压力变化过程中,甲烷气体吸附量呈典型的“三段式”变化。其中,水分对甲烷吸附量具有抑制作用,含水页岩吸附量显著低于干燥页岩,页岩吸附量随含水率的增大呈降低趋势。此外,温度同样对甲烷吸附具有抑制作用,当含水率恒定时,随温度升高页岩吸附能力呈降低趋势。同时,不同吸附机制对吸附量的贡献受到水分和压力的共同影响,压力和含水率越高,微孔填充吸附量对总吸附量的贡献率越低。热力学参数表明干燥页岩与含水页岩的甲烷吸附均为物理吸附,同一吸附量下,干燥页岩等量吸附热始终高于含水页岩。水分通过改变页岩非均一性占据高能吸附位点同时影响分子间作用力,综合作用下使得等量吸附热降低,进而导致含水页岩吸附能力降低。研究结果有助于页岩吸附气量的准确计算,并为页岩气藏开发方案和编制提供理论依据。

关键词：含水页岩吸附模型甲烷吸附量多重吸附机制热力学

济南南部山区土地利用/覆被变化对碳储量的影响研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3986-3998页

作者：王怡冰李成亮张鹏侯蕾刘仲秋刘经强邱庆泰赵辰瑞山东农业大学资源与环境学院土肥资源高效利用国家工程实验室山东泰安271018 山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018

以黄河下游生态脆弱区-济南南部山区为研究对象,基于区域1980~2020年6期土地利用/覆被数据,结合InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs model),分析区域土地利用/覆被和碳储量的时空分布特征和动态变... 详细信息

以黄河下游生态脆弱区-济南南部山区为研究对象,基于区域1980~2020年6期土地利用/覆被数据,结合InVEST模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs model),分析区域土地利用/覆被和碳储量的时空分布特征和动态变化规律,研究土地利用/覆被变化对陆地生态系统碳储量的影响.结果表明,土地利用/覆被变化对碳储量的影响较为显著,1980~2005年土地利用变化较小,人类活动影响较小,由于林草地碳储量的累积,碳储量增长速度明显高于其他时期;2005~2010年城市扩张速度最快,城乡建设用地大量侵占耕地、林地和草地,使区域固碳能力明显下降;2010~2020年,由于城市化扩张限制以及植树造林等生态保护措施的实施,区域碳储量逐渐呈增长趋势;1980~2020年济南南部山区的总碳储量呈“增长-下降-增长”的趋势;并且林地是济南南部山区碳储量的主要供给者,区域碳储量值随着远离城乡居民生活中心的距离增大而增大,说明人类活动对区域碳储量有重要的影响.另外,土地利用类型的转移引起地类碳密度的变化,是区域碳储量变化的主要影响因素,土地利用类型的碳储量变化与各地类的面积变化有一定的关系.该成果可为生态脆弱区塑造良好的陆地碳汇格局提供理论依据.

关键词：济南南部山区土地利用/覆被变化 InVEST模型碳储量的影响

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YF_(3)和PrF_(3)共掺杂SrF_(2)陶瓷的显微结构与光谱特性

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 765-773页

作者：刘作冬李思雅潘其悦王嘉顺曹悦于永生刘鹏井强山信阳师范大学河南省豫南非金属矿资源高效利用重点实验室河南信阳464000

采用化学沉淀法合成了SrF_(2)粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF_(3)掺杂量的Pr,Y:SrF_(2)透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y^(3+))对Pr:SrF_(2)透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF_(3)掺杂量... 详细信息

采用化学沉淀法合成了SrF_(2)粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF_(3)掺杂量的Pr,Y:SrF_(2)透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y^(3+))对Pr:SrF_(2)透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF_(3)掺杂量为5.0%(质量分数)的Pr,Y:SrF_(2)陶瓷具有最高的透过率,其400 nm和1 200 nm波长处的透过率分别为90.1%和89.4%。高掺杂量下,Y^(3+)能够显著的促进陶瓷晶粒的生长,当YF_(3)掺杂量为10.0%时,陶瓷的晶粒尺寸超过200μm。此外,Y^(3+)缓冲离子可以有效提高透明陶瓷的吸收能力,并通过改变陶瓷基体内Pr^(3+)的团簇及局域配位结构,调控Pr,Y:SrF_(2)透明陶瓷的光谱特性。

关键词：透明陶瓷氟化锶镨钇

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碲的回收和高纯化制备研究进展

中国有色金属学报 2024年第8期34卷 2735-2750页

作者：田庆华何志强许志鹏郭学益贾莉犁中南大学冶金与环境学院长沙410083 有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心长沙410083 有色金属资源循环利用湖南省重点实验室长沙410083

碲属于典型稀散金属,主要来源于铜阳极泥,是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体快速发展,对碲的需求急剧增长,碲的回收及高值化利用越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分... 详细信息

碲属于典型稀散金属,主要来源于铜阳极泥,是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体快速发展,对碲的需求急剧增长,碲的回收及高值化利用越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分离、富集及高纯化制备进行了综述,为碲的高效回收及高值化制备提供理论指导,并进一步展望了碲纯化的重要发展方向。

关键词：碲铜阳极泥浸出还原真空蒸馏区域熔炼

植草混凝土细观结构特征及其对抗压强度的影响

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长江科学院院报 2024年

作者：冯锡涛江辉刘瑶蔡协琦季国荣邓必伟南昌工程学院鄱阳湖流域水工程安全与资源高效利用国家地方联合工程实验室

植草混凝土细观结构是影响混凝土抗压强度的关键因素，研究其物理化学性能，对植生型多孔结构的混凝土性能提升具有重要意义。本文通过对植草混凝土的Rapid Air 457孔隙结构测定、SEM电镜、XRD衍射、力学性能试验与分析，结果表明，硅... 详细信息

植草混凝土细观结构是影响混凝土抗压强度的关键因素，研究其物理化学性能，对植生型多孔结构的混凝土性能提升具有重要意义。本文通过对植草混凝土的Rapid Air 457孔隙结构测定、SEM电镜、XRD衍射、力学性能试验与分析，结果表明，硅灰石粉和粉煤灰显著优化了植草混凝土的细观孔隙结构，随着硅灰石粉和粉煤灰掺量的增加，细观孔隙含量分别降低至0.85%和0.22%，平均孔径均可以减小至80μm以下，并引起间距系数发生改变，进而促使植草混凝土的28d最大抗压强度分别提升至10.1MPa和11.3MPa；根据电镜和衍射试验结果，结合DES分析，发现植草混凝土中钙硅比（Ca/Si）减小，证实了两种掺合料的水化产物使得植草混凝土胶凝材料内部结构更加致密，并对植草混凝土抗压强度产生积极影响，填补了植草混凝土细观孔隙结构研究的空白。

关键词：植草混凝土细观结构图像处理抗压强度微观结构

大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜及其光伏应用研究进展

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无机材料学报 2024年第5期39卷 457-466页

作者：张慧许志鹏朱从潭郭学益杨英中南大学冶金与环境学院长沙410083 中南大学有色金属资源循环利用湖南省重点实验室长沙410083

有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(80... 详细信息

有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(800 cm^(2))的最高认证PCE已分别提升至26.10%、24.35%、22.40%和18.60%。随着PSCs面积扩大,PCE急剧下降,这主要是因为制备方法的局限性,难以获得高质量的大面积钙钛矿薄膜。实验室器件常采用的旋涂法难以应用到实际生产中,目前大面积钙钛矿薄膜的制备方法主要有刮涂法和狭缝涂布法,但其存在薄膜成核结晶过程难以精确控制等问题。本文从大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法入手,介绍了大面积钙钛矿层成膜机制及薄膜质量提升策略。最后,对未来高PCE、高稳定性的大面积PSCs的制备技术和应用进行了展望,旨在对高性能的大面积PSCs研究提供有益参考。

关键词：钙钛矿薄膜钙钛矿太阳能电池大面积成膜控制综述

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长期施氮对土壤氨化细菌和氮矿化作用的影响

土壤学报 2024年

作者：刘灵芝郭冰清王丰孟奥梁敏杰安婷婷汪景宽沈阳农业大学土地与环境学院土肥资源高效利用国家工程实验室/农业农村部东北耕地保育重点实验室

氨化作用是微生物将有机氮转化为无机氮的过程，可提升土壤氮素供应状况，不同肥料长期施用情景下土壤有机氮发生显著变化，但其氨化过程尚不清楚。据此，依托沈阳农业大学29年长期定位施肥试验，针对4个不同的施肥处理，包括不施肥（C... 详细信息

氨化作用是微生物将有机氮转化为无机氮的过程，可提升土壤氮素供应状况，不同肥料长期施用情景下土壤有机氮发生显著变化，但其氨化过程尚不清楚。据此，依托沈阳农业大学29年长期定位施肥试验，针对4个不同的施肥处理，包括不施肥（CK）、施用化肥（HCF）、施用减量化肥（LCF）和化肥减量配施有机肥（CMF）,3个土壤深度（0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm）和3个采样时期（播种前、玉米抽雄期和收获后），采用实时荧光定量PCR(qPCR)方法，研究长期不同施肥处理后玉米生长期不同土层中土壤氨化基因gdh丰度、活性和氮矿化变化规律，揭示施肥、季节、土壤深度及其相互作用对氨化细菌和土壤净氮矿化速率的影响。结果表明：1）相比于土层和施肥处理，采样时期对gdh基因丰度和活性的影响最显著；三个采样时期中，玉米抽雄期土壤gdh基因活性和净氮矿化速率显著高于播种前和收获后（P <0.05）;2）与不施肥（CK）相比，长期施加化肥（LCF和HCF）显著增加抽雄期土壤氮矿化速率（P <0.05）,CMF则表现出稳定或增加收获后土壤氮矿化速率；3）氨化细菌丰度、活性与土壤净氮矿化速率呈极显著正相关，铵硝比是影响氨化细菌的重要因子（P <0.01）。综上，施氮与作物吸收改变了土壤铵硝比，引起土壤氨化细菌丰度与活性差异，导致土壤氮矿化速率发生变化。LCF和HCF有利于增加播种前和抽雄期表层土壤氮矿化速率，CMF则有助于稳定收获后土壤氨化细菌活性，促进土壤有机氮的氨化过程。

关键词：减氮施肥氨化作用净氮矿化速率功能基因铵硝比玉米

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碲从铜阳极泥到高纯化制备的研究进展

中国有色金属学报 2024年

作者：田庆华何志强许志鹏郭学益贾莉犁中南大学冶金与环境学院有色金属资源循环利用湖南省重点实验室有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心

碲属于典型稀散金属，主要来源于铜阳极泥，是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体领域快速发展，对碲的需求急剧增长，碲的回收及高值化越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲... 详细信息

碲属于典型稀散金属，主要来源于铜阳极泥，是我国战略性新兴产业发展不可或缺的关键材料。随着近年来太阳能电池、热电材料、半导体领域快速发展，对碲的需求急剧增长，碲的回收及高值化越来越受到重视。本文对铜阳极泥的处理工艺、碲的分离、富集及高纯化制备进行了文献综述，为碲的高效回收及高值化制备提供理论指导，并进一步展望了碲纯化的重要发展方向。

关键词：铜阳极泥碲浸出还原真空蒸馏区域熔炼

考虑气、水吸附及应力的各向异性渗透率模型研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：张小雨李波波李建华贾荔丹丁云娜宋浩晟贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室贵州大学矿业学院

煤层气作为非常规天然气资源，合理的开发利用有利于减少瓦斯涌出推进清洁能源低碳化发展，消除重大瓦斯事故隐患。然而，由于煤岩内部结构的各向异性及其所处的气水共存环境使瓦斯渗流行为变得十分复杂。为探究抽采过程中瓦斯渗流规律... 详细信息

煤层气作为非常规天然气资源，合理的开发利用有利于减少瓦斯涌出推进清洁能源低碳化发展，消除重大瓦斯事故隐患。然而，由于煤岩内部结构的各向异性及其所处的气水共存环境使瓦斯渗流行为变得十分复杂。为探究抽采过程中瓦斯渗流规律，本文基于煤岩各向异性的结构特征及立方定律，构建考虑含水率、气体压力和应力多因素影响的各向异性渗透率模型。提出吸气膨胀参数Cs和吸水膨胀参数Cθ，对基质吸附气体诱导的膨胀变形和基质吸附水分诱导的膨胀变形进行量化。利用公开发表的试验数据与本文渗透率模型的计算值进行对比，模型计算结果与试验数据变化规律一致，所建模型较好地反映气、水吸附与应力协同作用下瓦斯渗流特性。研究结果表明：在真三轴应力作用下，不同方向的渗透率存在差异，气体渗流表现出较强的各向异性；恒定气体压力及外应力下，渗透率随含水率的增大呈减小的变化趋势；渗透率随含水率的变化与Cθ随含水率的变化呈相反的趋势，与Cs随气体压力的变化呈相同的趋势；在敏感性分析中，分别对吸气膨胀参数Cs、吸水膨胀参数Cθ及孔隙度φ进行10%的正负扰动，发现Cθ对煤岩渗透率演化的影响最大，孔隙度φ对煤岩渗透率演化的影响最小。研究结果可为准确评估煤岩渗透率提供理论依据，同时也为提高瓦斯抽采率提供理论指导。

关键词：各向异性渗透率含水率应力瓦斯抽采