低温铝电解研究进展
田忠良,赖延清,银瑰,孙小刚,段华南,张刚
(中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙 410083)
摘要:综述了铝电解低温电解质体系和电解实验研究进展,指出实现低温铝电解所要解决的关键问题是氧化铝在低温电解质中的溶解速度和溶解度,同时指出,将铝电解惰性电极的应用与低温电解的研究相结合,开发新的电解工艺是其研究方向和发展前景。关键词:铝电解;低温电解质;研究进展
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2004)05-0026-03
Progress on Low T emperature Aluminium Electrolysis
TIAN Zhong -liang ,LAI Yan -qing ,YIN Gui ,SUN Xiao -gang ,
DUAN Hua -nan ,ZHAN G G ang
(College of Metallurgical Science and Engineering ,Center South University ,Changsha 410083,China )
Abstract :Progress of investigation on low temperature aluminium electrolysis is reviewed.The key problem to realize low temperature aluminium reduction is solubility and solution rate of Al 2O 3in electrolyte.The develop 2ment effort should concentrate on the new techniques and combination of low temperature aluminium electrolysis and inert electrode.
K eyw ords :Aluminium electrolysis ;Low temperature electrolyte ;Development
基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2001AA335013)作者简介:田忠良(1973-),男,湖南沅江人,博士研究生
100多年来,原铝生产在产能、电流效率、能耗、
环境保护、机械化和自动化程度等方面都获得了很大发展,槽型从最初的小型预焙槽、经自焙槽发展为现代大型预焙槽,电流强度从最初的600A 增加到350kA 或更大,从手工劳动到不断提高机械化、自动化生产。
近年来,能源危机日趋紧张,铝电解工业的技术革新和新工艺的应用越来越得到重视。低温铝电解由于能提高电流效率、降低能耗、延长槽寿命、有利于惰性电极材料在铝电解工业中的应用而备受关注。1979年,Sleppy 等[1]提出了低温铝电解的概念。美国Argonne 国家实验室在能源部的资助下,开始研究金属惰性阳极在低温铝电解中的应用,国内也有关于惰性阳极在低温电解条件下的电解研究
报道。
1 低温电解的历史回顾与研究现状
降低电解质体系的初晶点温度是实现低温铝电解的关键。多年来,研究者不仅对钠冰晶石体系,而且还对锂冰晶石、钾冰晶石等电解质体系进行了研究。1.1 低温钠冰晶石体系的研究下表列出了钠冰晶石体系的低熔点电解质的相关性质,随着电解质中分子比的下降,熔体中铝的溶解度、氧化铝溶解度和电导率明显下降,然而其蒸气压、密度差及界面张力则呈现出上升趋势(括号内的数值为外推值)。
过剩AlF3
/%分子比
CR
熔体温度
/℃
铝溶解度
/%
Al2O3溶解度
/%
电导率
/(Ω-1?cm-1)
蒸气压
/Pa
密度差
/(g?cm-3)
界面张力
/(mN?m-1)
0 3.0009770.0398.6 2.283200.22459
5 2.6529730.0338.7 2.094700.27488
10 2.348962(0.026)8.1 1.954800.28516
15 2.082939(0.018)7.1(1.82)3600.29541
20 1.846898 5.7(1.68)(500)0.28562
25 1.636830 4.2(1.48)0.25578
30 1.448(723) 2.6(1.20)0.19587
铝电解质初晶点温度是决定电解温度的关键,
邱竹贤[3]对各研究者的实验结果进行了总结,在各
添加剂中,对铝电解质初晶点温度影响最大的是
LiF、MgF2、BaCl2和AlF3,每向电解质中添加1%的
添加剂,其温度下降5℃以上。
Al2O3在铝电解质中的溶解速度和溶解度对电
解过程相当重要。当Al2O3在电解质中的溶解度较
小和溶解速度缓慢时,容易造成电解过程中Al2O3
在槽底沉淀,提高阴极过电压、增加能耗。为提高
Al2O3在钠冰晶石中的溶解速度,在低温电解质时,
宜添加轻度焙烧Al2O3[4]。其850～1050℃间
Al2O3溶解度经验公式如下[5]:
[Al2O3]sat=A
t 1000
B
式中:
A=11.9-0.062[AlF3]-0.0031[AlF3]2
-0.50[LiF]-0.20[CaF2]-0.30[MgF2]
+
42[LiF][AlF3] 2000+[LiF][AlF3]
B=4.8-0.048[AlF3]+
2.2[LiF]1.5
10+[LiF]+0.001[AlF3]
[]表示该组分在电解质中的质量百分比浓度。电解质引起的电压降在铝电解槽电压中占约1/3,提高电导率,意味着槽电压的下降和电能消耗的减少。为保证各电解参数在低温电解时不发生变化,需降低极距,以补偿温度降低所引起的电解质导电率下降而带来的槽电压上升。Al2O3、LiF及AlF3的百分比浓度c为0～30%,温度t在850～1050℃的电解质导电率计算的经验公式[6]:
k=-7.332+1.742×102t-7.313×106t2-
1.866×104c2AlF
3- 2.824×105C AlF
3
t+4.613×
102c LiF+2.046×104c2LiF-4.695×105c Al
2O
3
t+2.462
×104c AlF
3c LiF+2.003×10-3c AlF
3
c Al
2
O
3
- 5.546×
10-5c AlF
3c Al
2
O
3
c LiF
铝电解生产过程中,熔融金属铝和电解质之间的分离状况主要取决于液态铝和熔体之间的密度差。往冰晶石熔体中添加Al2O3、LiF、AlF3、NaCl、CaF2、MgF2以及NaF,都会降低电解质的密度,这有利于电解质与铝液的分离,有利于提高电流效率[7]。熔融金属铝和电解质间的界面张力越大,越能有效地减少铝通过此界面向电解质中的传输。由上表数据可知,在钠冰晶石体系中,分子比的减小,熔体温度的降低,金属铝和电解质间的界面张力增加。因此,低温电解时界面张力有利于电流效率提高。
1.2 其他电解质体系的研究
LiF-AlF3体系中,锂冰晶石的熔点为785℃,而且锂冰晶石与AlF3的共晶点是710℃,因此,该体系存在较宽的低温区域,然而,Al2O3在该体系中的溶解度很小,只有1%～2%,这极大地降低了其作为低温铝电解质的吸引力。
钾冰晶石体系虽然解决了钠冰晶石体系低温电解中Al2O3溶解度小的缺陷,但是钾盐对碳素材料的渗透力相当强,约为钠盐的10倍,这对以碳素材料为电极和槽内衬的电解槽而言,是致命的一击,因此,对钾冰晶石体系的研究报道极少。
1.3 低温电解实验研究
由于低温电解能降低电解槽热损失,提高惰性阳极的耐腐蚀性能。因此,低温电解与惰性阳极的结合使用,对研究新的铝电解工艺具有极大的诱惑力。
卢惠民等采用惰性TiB2阴极垂直排铝式电解槽,在800～935℃,电流效率达82.1%～88.3%,直流电耗11.54～12.01kW?h/kg-Al。高炳亮等[8]研究了850℃下阴极电流密度与电流效率的相互关系:在阴极电流密度较低时(小于0.3A/cm2),电流密度的增大将提高电流效率,以后再增大电流密度,则其电流效率不再提高。
T.R.Beck等[9]选用NaF-LiF或NaF-KF-LiF-AlF3低温电解质体系使用Cu-Fe-Ni合金阳极,采取超细Al2O3悬浮的过饱和溶液,结合TiB2阴极进行了探索,结果显示,阳极腐蚀很小。石忠宁
等在750～850℃下进行电解测试,Cu-Ni-Fe合金阳极在所研究的电流密度范围内,高电流密度下其腐蚀率较小。Yang Jianhong等[10]采用KF-AlF3-Al2O3熔盐体系,其电解实验温度为700℃,阳极电流密度0.45A/cm2,电流效率约85%,所获原铝纯度达99.5%,主要杂质铜含量低于0.2%,认为惰性金属阳极在新的低温铝电解质体系中是十分有希望实现的。
2 低温铝电解有待解决的问题
要实现低温铝电解在实际生产中的应用,还需要进行更深入的研究,解决以下问题:
(1)在钠冰晶石体系中,Al2O3的溶解度和溶解速度随分子比和温度的降低而降低,过低的溶解速度将会导致Al2O3在槽底阴极沉积,钾冰晶石体系的应用虽有利于提高氧化铝溶解度和溶解速度,但要解决材料的抗钾渗透性能;
(2)碳化铝在电解质熔盐中的溶解度会随分子比和温度的降低而增大;
(3)电能消耗问题。由于温度的降低,分子比的减小,熔盐电解导率将下降,会引起电解过程槽电压的上升,增大电能消耗;
此外,还要解决低温电解过程中的热平衡,防止阴极发生固体结壳等问题。
3 低温铝电解展望
从目前的研究成果来看,钠冰晶石体系作为低温铝电解质体系是最具应用前景的,研究应主要集中于以下几个方面进行:
(1)进一步降低分子比,保持高温电解质性能的基础上,降低电解温度,即对新的电解质体系的研究,扩大低熔点电解质的选择范围;
(2)将现行研究的惰性阳极与低温铝电解相结合,开发新的铝电解工艺;
(3)在对低温电解研究的同时,对现有电解槽结构进行改进,开发新的电解形式,解决低温条件下Al2O3溶解速度缓慢的问题。
总之,要在现有研究成果的基础上,把握机遇,逐步将科研成果应用于实际工业生产中,并不断对各种新的铝电解工艺进行完善,实现低温铝电解工艺的实际应用将有新的局面。
参考文献
[1]W C Sleepy,N K ensington,C N Cochran.Bench scale
electrolysis of alumina in sodium fluoride-aluminium fluo2 ride melts below900℃[J].Aluminium,1979,55(9): 604
[2]K Grjotheim,H Kvande.Physico-Chemical properties of
low-melting baths in aluminium electrolysis[J].Metall., 1985,38(6):510
[3]邱竹贤.铝电解原理与应用[M].徐洲:中国矿业大学
出版社,1998:80
[4]Qiu Zhuxian,Ho Minghon,Li Qingfon.Aluminuium
Electrolysis at Lower Temperatures[A].H O Bohner.
Light Metals1985[C].Warrendale,Pa:TMS,1985:529 [5]A S oltheim,S Rolaeth,E Skybgakmoen,et al.Metal sol2
ubility in low temperature electrolytes in aluminium elec2 trolysis[J].Aluminium,1997,(27)3:173
[6]M Chrenkova,V Danek,A Silny,et al.Density,electri2
cal conductivity and viscosity of low melting baths for alu2 minium electrolysis[A].Hale W.Light Metals1996[C].
Warreudale PA:TMS,1996:227
[7]邱竹贤,王兆文,高炳亮.铝电解添加氯化钠的研究[J].
轻金属,2002(3):32
[8]高炳亮,杨宝刚,邱竹贤.冰晶石-氧化铝-氯化钡融盐
电解铝在850℃下的电流效率[J].轻金属,1999(9):28 [9]T R Beck.A Non-consumable Metal Anode for Produc2
tion of Aluminum with Low-temperature Fluoride Melts
[A].Evans J.Light Metals1995[C].Warreudale PA:
TMS,1995:355
[10]Y ang Jianhong,Hryn J N,Davis B R,et al.New Op2
portunities for Aluminum Electrolysis with Metal Anodes in
a Low Temperature Electrolyte System[A].Tabereaux A.
T.Light Metals2004[C].Warreudale PA:TMS,2004: 321
设施蔬菜低温冷害和风灾的预防与补救措施 **市农技中心园艺站 设施蔬菜低温障碍是由低温引起的一类常见生理性病害，分为冷害和冻害两种。冷害是指温度在0℃以上，引起农作物的生育期延迟，或使生殖器官的生理机能受到损害，造成农业减产的气象灾害。当温度低于0℃以下，蔬菜的细胞间水分结冰，致使细胞破裂死亡引起的伤害称为冻害。由于设施本身的不足，加之气候的多变，设施蔬菜的低温冷害具有普遍性。 一、症状 低温的影响因温度的高低、持续时间的长短和作物生育期的不同而异，不同作物遭受冷害的温度也不相同。一般自根黄瓜8℃时根系停止伸长，冷害临界温度在10℃以下。嫁接黄瓜冷害临界温度在5－6℃，2－3℃下受害明显，0－-2℃时黄瓜冻死。茄子17℃以下生长缓慢，10℃以下引起生理代谢失调，7－8℃时茎皮组织受伤，-1－-2℃条件下冻死，15℃以下落花。辣椒植株遇有5℃低温时出现冷害症状，叶尖和叶绿出现水渍状斑块，叶组织变成褐色或深褐色，后呈青枯状。西甜瓜根系停止生长温度为8—10℃，5℃以下植株会受冻害，15℃以下时雌花不能正常开放。番茄和西葫芦在2－5℃就会出现冷害症状。如经低温锻炼，黄瓜可忍耐短时间2－3℃的低温，辣椒、茄子在5－7℃低温下，不受冻害。 二、预防措施 ⑴温室建设 选择适宜的棚型结构，规范温室建造技术。目前白银市推出的成型温室结构为7.0m、8.0m米跨度，其中8.0米跨度温室脊高4.0－4.2m，后屋面水平投影1.5m，主采光屋面为半径4.5m的圆弧，长5.0m，副采光屋面为直管，长3.05m，后屋面内侧仰角400，外侧角度8－100，以便安装卷帘机。温室坐北朝南或偏西50。经过多年的测定，证明该温室结构升温快、保温好、操作方便、土地利用率高，建造成本合理，适宜大面积推广。 ⑵保温措施 ①保证草帘厚度，草帘草把要致密，加大草帘覆盖密度，及时整修更换破旧草帘。②利用废旧棚膜或其它覆盖物在草帘外侧进行二层或多层覆盖。温室前沿外侧横立一排草帘保温。③设施进入口内外要张挂较厚的门帘，并在棚内门口走道4m内用棚膜围住，以免人员进出时冷空气与植株直接接触造成冻害。④严寒期温室内部进行二层覆盖。 ⑶增温措施 ①在设施内安装电炉：在走道位置每10－15m处安装一个1500－200W电炉进行加温，高度1.5m，用硬纸板或三合板护住电炉周围的秧苗、并注意防火。②安装碘钨灯：在走道立柱位置高1.5－1.7m处，每隔10－25m左右安装一个2000W的碘钨灯，亦可
植物学通报1997,14(2):1～8 Ch inese Bulletin of Bo tany 植物抗寒机理研究进展Ξ 沈 漫 王明庥 黄敏仁 (南京林业大学林木遗传和基因工程重点实验室,南京210037) 摘 要 本文综合概述了国内外有关植物抗寒机理研究的动态,主要讨论了植物抗寒性与细 胞膜系、酶系多态性及抗寒基因表达与调控之间的相关性。此外,亦提出了有关植物抗寒机制 研究领域值得深入研讨的问题。 关键词 植物抗寒性;细胞膜系;酶系;抗寒基因 AD VANCES IN RESEARCH ON CH I LL ING- RESISTANCE M ECHAN IS M S OF PLANTS Shen M an W ang M ing2x iu H uang M in2ren (F orest T ree and Genetic E ng ineering Op en ing L abora tory,N anj ing F orestry U n iversity,N an jing210037) Abstract T h is paper gives a general statem en t abou t the p resen t developm en t of ch illing2re2 sistan t m echan is m s of p lan ts at hom e and ab road,and it deals m ain ly w ith the relati on s be2 tw een the ch illing2resistance of p lan ts and cell m em b rane system,enzym e system diverisity and ch illing2resistan t gene exp ressi on and con tro l.In additi on,the paper po in ts ou t som e p rob lem s w o rth delib rating deep ly in the research field of p lan t ch illing2resistance. Key words Ch illing2resistance of p lan ts,Cell m em b rane system,Enzym e system diversity, Ch illing2resistan t gene 植物对环境变迁及不良环境有足够的适应性和抗抵能力,这种抗逆性既受系统发育的遗传基因所控制,又受个体发育中生理生态所制约。温度作为重要的环境因子之一,在植物遗传背景限制的前提下,对植物某些生长发育过程起着决定性作用。至今低温寒害对植物的伤害还没有找到根本的解决途径。因此,探索植物抗寒性的生理机制及其遗传因素,不仅在基础理论上具有重要意义,在解决生产实际问题上也具有广泛的应用价植。 近年来,国内外从细胞和分子生物学方面来研究植物的抗寒性,取得了一些重要结果,似乎找到了深入研究的突破口。为便于对植物低温反应和抗寒机制有一个较全面的了解,本文对这一领域的研究概况和进展作一个综述。 Ξ“八五”国家科技攻关课题《美洲黑扬胶合板林纸浆材新品种选育研究》一部分。
低温等离子体技术在表面改性中的应用低温等离子体中粒子的能量一般约为几个至几十电子伏特，大于聚合物材料的结合键能(几个至十几电子伏特)，完全可以破裂有机大分子的化学键而形成新键；但远低于高能放射性射线，只涉及材料表面，不影响基体的性能。处于非热力学平衡状态下的低温等离子体中，电子具有较高的能量，可以断裂材料表面分子的化学键，提高粒子的化学反应活性(大于热等离子体)，而中性粒子的温度接近室温，这些优点为热敏性高分子聚合物表面改性提供了适宜的条件。 1 形成装置及影响因素 选择适宜的放电方式可获得不同性质和应用特点的等离子体，通常，热等离子体是气体在大气压下电晕放电产生，冷等离子体由低压气体辉光放电形成。 热等离子体装置是利用带电体尖端(如刀状或针状尖端和狭缝式电极)造成不均匀电场，称电晕放电，使用电压和频率、电极间距、处理温度和时间对电晕处理效果都有影响。电压升高、电源频率增大，则处理强度大，处理效果好。但电源频率过高或电极间隙太宽，会引起电极间过多的离子碰撞，造成不必要的能量损耗；而电极间距太小，会有感应损失，也有能量损耗。处理温度较高时，表面特性的变化较快。处理时间延长，极性基团会增多；但时间过长，表面则可能产生分解物，形成新的弱界面层。 冷等离子体装置是在密封容器中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子
的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，这时会发出辉光，故称为辉光放电处理。辉光放电时的气压大小对材料处理效果有很大影响，另外与放电功率，气体成分及流动速度、材料类型等因素有关。 不同的放电方式、工作物质状态及上述影响等离子体产生的因素，相互组合可形成各种低温等离子体处理设备。 2 在表面改性中的应用 低温等离子体技术具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点，在表面改性中广泛的应用。 2.1 表面处理 通过低温等离子体表面处理，材料表面发生多种的物理、化学变化，或产生刻蚀而粗糙，或形成致密的交联层，或引入含氧极性基团，使亲水性、粘结性、可染色性、生物相容性及电性能分别得到改善。 用几种常用的等离子体对硅橡胶进行表面处理，结果表明N2、Ar、O2、CH4-O2及Ar-CH4-O2等离子体均能改善硅橡胶的亲水性，其中CH4-O2和Ar-CH4-O2的效果更佳，且不随时间发生退化［6］。英国派克制笔公司将等离子体技术用于控制墨水流量塑料元件的改性工艺中，提高了塑料的润湿率。 文献表明，用低温等离子体在适宜的工艺条件下处理PE、PP、PVF2、LDPE等材料，材料的表面形态发生的显著变化，引入了多种含氧基团，使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲水性，有利于粘结、涂覆和印刷。
低温固相合成的发展现状与研究进展 ??? 摘要：本文对低温固相合成这种无机合成新方法进行综述，介绍了我国近年纳米材料、发光材料、半导体材料的低温固相合成的技术研究现状,并对其发展方向提出展望. 关键词：低温固相合成；纳米材料；发光材料；半导体材料 Low-Temperature Solid-State Synthesis of Development Status and Research Progress ??? Abstract:This paper are reviewed some new method about the Low-temperature solid-State synthesis of inorganic synthesis. The Nano-materials Luminescent materials Semiconductor materials by solid state reactions at low temperature in recent years, these synthetic technologies are reviewed, and development direction for this field is put out. Key words:Low-Temperature Solid-State Synthesis；Nano-materials；Luminescent materials；Semiconductor materials 低温固相合成化学是室温或近室温(小于40℃)条件下的固－固相化学反应是近几年刚刚发展起来的一个新研究领域。相对于传统的高温固相反应而言，低温固相反应可以合成一些热力学不稳定产物或动力学控制的化合物，这对人们了解固相反应机理，尽早实现利用固相化学反应行定向合成和分子装配大有益处。此外，从能量学和环境学的角度考虑，低温固相反应可大大节约能耗，减少三废排放，是绿色化工发展的一个主要趋势。 目前，低温固相合成化学可以合成出二百多种簇合物，其中有些是利用液相不易得到的新型簇合物：如鸟巢状结构、双鸟巢状结构、半开口的类立方烷结构。利用低温固相反应方法可以方便地合成单核和多核配合物，还可以合成高温固相反应及液相反应无法合成的固配化合物等。利用低温固相反应可以合成各种功能材料，如非线性光学材料等，气敏材料等，还有化学防伪材料、生物活性材料，铁电材料，无机抗苗剂及荧光材料等。利用低温固相反应合成各种纳米材料是最近的研究热点，用该方法合成的氧化物、金属及合金等已在许多方面取得了应用。 1、低温固相合成方法合成纳米材料的发展现状与研究进展 1.1纳米氧化镍的低温固相合成及电容性能研究及展望 韩丹丹，景晓燕，王君，徐鹏程，李蕾，公敬欣通过低热固相反应法合成了纳米氧化镍，在不同温度热处理条件下研究氧化镍的结构、形貌及其作为超级电容器电极材料的电化学性能。采用XRD和SEM表征产物的结构特点，采用循环伏安和恒流充放电等方法表 征其电化学性能。XRD测试结果表明，所制备的氧化镍为立方相，且随着热处理温度升高，晶型趋于完整。SEM和电化学测试结果表明，高温热处理（>400℃）使样品团聚更为严重，导致电极材料利用率降低，质子传递阻力加大，比电容急剧下降；低温处理颗粒分布均匀，粒子间存在孔道，使电极具有较大的比容量（228 F/g）和良好的化学稳定性，在20 mV/s 快速扫描速率下，电极显示出良好的倍率特性。 纳米氧化镍可以做成超级电容器的电极，超级电容器具有更高的比电容量，可存储的比电容量为静电电容器的10倍以上。同时，它又具有传统化学电源无法比拟的高功率密度、长循环寿命及优越的脉冲充放电性能。因此对纳米氧化镍合成的研究有着重要的意义[1]。1.2纳米硫化镉低温固相合成的新方法研究 唐文华,邹洪涛,蒋天智,刘吉平以硫代乙酰胺(TAA)与氯化镉为原料,用低温固相反应合成纳
一、香蕉低温冷害的主要症状及对果实品质的影响？ 蕉叶、蕉穗因受冻输导组织被破坏，蕉叶干枯，蕉穗变黑，其中有部分霜水会渗入体内造成蕉心腐烂不能抽叶抽蕾。干燥低温的北风吹打香蕉的叶片和果实，虽不会使香蕉植株死亡，但危害香蕉嫩叶、叶片、幼果和老果，造成叶片或果实失水、变褐。 低温霜冻是香蕉生产中的大敌。霜冻对叶片的影响最大，在霜冻天气下，在叶片上会形成一层霜水，其温度很低，而使叶片受到冷害。其次是果实和假茎，叶片会变褐干枯，果实会变黑，假茎会褐变或渗水。霜冻时常夜晚温度低，白天有阳光、温度高，昼夜温差大，这样更会加剧危害程度。当最低气温降到零下2℃以下时，地面会出现重霜冻，蕉树则会出现大量死亡，给香蕉带来毁灭性的伤害。 二、为什么实验设计要设置重复？ 避免偶然性误差。 三、用乙烯利催熟应注意哪些事项？ 1、应在天气晴朗时喷施，以20-30度温度最适宜，气温低于20度，需适当增加用药剂量。施药后在5H内遇雨，应补喷。 2、乙烯利不能与碱性农药混用，也不能与碱性农药混用，也不能用碱性较强的水稀释，药液要现配现用。为了提高药效，可在水溶液中加0.1%的中性洗衣粉作表现活性剂。 3、要严格掌握药液的喷洒浓度，如用于山楂催熟超过800MG/KG会引起药害，造成树叶脱落，低于600MG/KG则不能达到应有的催熟目的。同时要注意作物品种、植株生长势情况，因地制宜地确定浓度。 4、作物后期施乙烯利时，要及时收获，以免造成催熟过度。有的果实在收获后仍有催熟效应，在采收时应有所兼顾。 5、有些作物不宜施用乙烯利，如西瓜摘后不能使用乙烯利，因为乙烯利产生乙烯的过程较长，会造成农药残留，人食用后则会引起腹泻，并且西瓜催红后并不能增加糖分。 6、在天气干旱、土壤肥力不足、植株生长矮小的作物，不宜施用乙烯利，以免影响植株正常生长。而对于生长旺、肥力足的田块，可适当增加使用浓度。 7、乙烯利对金属容器有腐蚀作用，与金属反应会放出氢气，遇碱时会产生易燃易爆气体，在清洗、检查和选用容器时应引起高度重视。
低温等离子体表面处 理技术
Plasma and first wall Introduction Today I will talk about something about my study on the first wall in the tokamak. Firstly, I will show you that what the plasma is in our life thought the following pictures such as: Fig.1 Lighning Fig.2 Aurora Fig.3 Astrospace Just as the pictures mentioned above , they are all consist of plasma. But, what does have in the plasma, now our scientist had given a definition that the plasma state is often referred to as the fourth state of matter and contains enough free charged particles（negative ions 、positive ions）and electronics. Like the photo below. Fig.4 Plasma production Plasma production In our research, we produce the plasma through an ICP (inductively coupled plasma)
研究生课程论文封面 课程名称 材料制备与合成 开课时间 10-11学年第一学期 学院 数理与信息学院 学科专业 凝聚态物理 学 号 2009210663 姓名 朱伶俊 学位类别 理学 任课教师 李正全 交稿日期 成绩 评阅日期 评阅教师 签名 浙江师范大学研究生学院制
低温固相合成综述 目前，环境污染、能源过度消耗队地球及人类带来的危害已经越来越大。人们在发展经济的同时也在积极面对怎样克服对环境的污染，保护我们的生态平衡。近十几年来，由于传统的化学反应里在溶液或气相中进行，其反应需要能耗高，时间长，污染环境严重以及工艺复杂，因此越来越多的人将目光投向曾经被人类很早就利用过的固相化学反应。低温固相化学反应法是20世纪80年代发展起来的一种新的合成方法，并且发展极为迅速。其制备工艺简单，反应条件温和，节约能源，产率高，污染低等优点，使其再化学合成领域中日益受到重视。固相反应法已经成为了人们制备新型无机功能材料的重要手段之一。 1、低温固相合成的发展 固相化学反应是人类最早使用的化学反应之一，我们的祖先早就掌握了制陶工艺，将制得的陶器用作生活日用品。但固相化学作为一门学科被确认却是在20世纪初，原因自然是多方面的，除了科学技术不发达的限制外，更重要的原因是人们长期的思想束缚。自亚里士多德时起，直至距今80多年前，人们广泛相信“不存在液体就不发生固体间的化学反应”。直到1912年，Hedvall在Berichte 杂志发表了《关于林曼绿》（CaO和ZnO的粉末固体反应）为题的论文，有关固相化学的历史才正式拉开序幕。事实上，许多固相反应在低温条件下便可发生。早在1904年，Pfeifer等发现加热[Cr(en)3]Cl3或[Cr(en)3](SCN)3分别生成cis-[Cr(en)2Cl2]Cl和trans-[Cr(en)2(SCN)2]SCN；1963年，Tscherniajew等首先用K2[PtI6]与KCN固-固反应，制取了稳定产物 K2[Pt(CN)6]。虽然这些早期的工作已发现了低温下的固相化学反应，但由于受到传统固相反应观念的束缚，人们对它的研究没有像对待高温固相反应那样引起足够的重视，更未能在合成化学领域中得到广泛应用。然而研究低温固相反应并开发其合成应用的价值的意义是不言而喻的。 1993年Mallouk教授在 Science 上发表评述：“传统固相化学反应合成所得的是热力学稳定的产物，而那些介稳中间物或动力学控制的化合物往往只能在较低温度下存在，它们在高温时分解或重组成热力学稳定的产物。为了得到介稳固态相反应产物，扩大材料的选择范围，有必要降低固相反应温度。”可见，降低反应温度，不仅可获得更新的化合物，为人类创造更加丰富的物质财富，而且可最直接地提供人们了解固相反应机理所需要的实验佐证，为人类尽早地实现能动、合理地利用固相化学反应进行定向合成和分子装配，最大限度地发挥固相反
植物抗低温机理的分子生物学研究进展 摘要：笔者从不同的方面综述了植物低温抗性的分子生物学研究进展，对低温抗性的机理做了阐释，并且给出以后的研究方向和重点。 关键词：低温抗性细胞膜透性不饱和脂肪酸丙二醛保护酶系统 脱落酸钙调素低温诱导蛋白 温度在植物营养生长、生殖生长的过程中都具有重要的作用。对于温度的调控是改善植物生长环境，调节植物生长状态的一项重要措施。在自然环境下，植物对于低温的抗性，体现了植物在温度方面的适应性，体现植物物种、品种的生态位的广度。也影响着植物产品的质量和产量。植物的低温胁迫根据温度的不同范围分为两种类型：冷害，是指零上低温对于植物生理机制的影响所造成的伤害；冻害，是指零下低温对于植物生理机制的影响所造成的伤害。目前，对于植物影响较大的是冷害。【1~4】冷害的影响程度不仅取决于温度低的程度，也取决于植物受低温影响的时间的长度。温度越低，时间越长则冷害对于植物的影响越大。由于温度这一自然因素存在于植物体的整个生命周期中，因此，对于温度的调控，抗低温机制的研究就显得至关重要。以往的研究中，有对于低温敏感植物和低温驯化植物的对比研究，说明了对植物的低温驯化可以在一定程度上提高植物的抗低温能力。也有从水分的平衡，蛋白质，碳水化合物，氨基酸，核酸水平上的研究；还有从细胞壁的特性，细胞膜的结构的研究以及生长调节物质的影响。前面的这些的研究，都说明了植物对于低温的反应和这些条件对于植物抗低温机制的一些影响。然而所有这些因素都不是某一种因素的单独作用，而是多种因素共同作用，相互影响的结果，不同因素之间存在着互作、制约等的作用。上面的这些研究也只是停留在膜保护系统、冷调节蛋白的生理调节的水平。随着生物分子工程、基因工程方面的研究水平的不断提高，给植物抗低温的研究有提出了一个新的方向。特别是低温信号转导的研究，分子标记的应用，将进一步揭示低温适应性的调控机理。 1、通过影响植物细胞膜透性影响植物低温抗性 20世纪70年代，Lyons等提出细胞膜是低温冷害的首要部位，在低温条件下，植物细胞膜由液晶态转变为凝胶态，膜收缩，导致细胞膜透 性改变，膜酶和膜功能系统代谢改变，功能紊乱。【5】 膜脂中不饱和脂肪酸的含量，和植物的低温抗性呈正相关。膜脂的不饱和脂肪酸含量越高，膜脂的相变温度越低，膜脂的结构对于低温的 忍耐性越强。低温敏感植物和低温抗性植物相比，膜脂中的不饱和脂肪 酸含量低，在抗低温驯化过程中，膜脂中的不饱和脂肪酸的含量增加， 低温抗性增强。 在生物技术方面，近年来对于膜脂结构对植物低温抗性影响研究有了新的进展。Los等发现蓝细菌的desA基因与低温抗性有关。研究发现，
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当达到气体的放电电压时，气体被击穿，放电过程中整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体，目前这种技术主要应用于废气处理工业中，有些小伙伴对于整个处理工艺和流程比感兴趣，下面就来一起学习一下。 低温等离子体的工艺技术原理： 异味气体从气体收集系统收集后首先进入除水器中进行水气分离，然后再排入等离子体反应器单元，在该区域由于高能电子的作用，使异味分子受激发，带电粒子或分子间的化学键被打断，产生自由基等活性粒子，这些活性粒子和O2反应达到消除异味目的。同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH 自由基、活性氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质也会与异味分子反应，使其分解，从而促进异味消除。净化后的气体经排气筒高空排放。 低温等离子处理工艺主要是利用放电来产生很多的高能粒子，然后对分子进行降解、氧化、裂解以及电离。近年来，低温等离子处理工艺成为国内外重视的
一个重点问题。将低温等离子处理工艺应用到低浓度、大风量有机废气处理中，具有处理量大、低能耗等优点。但是，这种处理工艺在应用的过程中会产生很多副产物，不能够完全将有机废气降解为水和二氧化碳。 低温等离子废气处理工艺，低温等离子废气处理技术采用双介质阻挡放电形式产生等离子体，所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍，初用于氟利昂类、哈隆类物质的分解处理，后延伸恶臭、异味、有毒有害气体处理。该技术节能、环保，应用范围广，所有化工生产环节产生的恶臭异味几乎都可以处理，并对二恶英有良好的分解效果。 低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
低温等离子体介绍 基本概念 等离子体是物质存在的第四种状态。它由电离的导电气体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。 事实上等离子体就是由上述大量正负带电粒子和中性粒子组成的，并表现出集体行为的一种准中性气体，也就是高度电离的气体。无论是部分电离还是完全电离，其中的负电荷总数等于正电荷总数，所以叫等离子体。 等离子体的分类 1、按等离子体焰温度分： （1）高温等离子体：温度相当于108~109 K完全电离的等离子体，如太阳、受控热核聚变等离子体。 （2）低温等离子体： 热等离子体：稠密高压（1大气压以上），温度103~105K，如电弧、高频和燃烧等离子体。 冷等离子体：电子温度高（103~104K）、气体温度低，如稀薄低压辉光放电等离子体、电晕放电等离子体、DBD介质阻挡放电等离子体、索梯放电等离子体等。 2、按等离子体所处的状态： （1）平衡等离子体：气体压力较高，电子温度与气体温度大致相等的等离子体。如常压下的电弧放电等离子体和高频感应等离子体。 （2）非平衡等离子体：低气压下或常压下，电子温度远远大于气体温度的等离子体。如低气压下DC辉光放电和高频感应辉光放电，大气压下DBD介质阻挡放电等产生的冷等离子体。 什么是低温（冷）等离子体？ 冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组
有机、无机废气和恶臭处理技术 市场拓展人员培训教程 （宋文国，男，1968年出生，高级工程师，从事于节能环保项目多年。邮箱：,手机：） 一、行业废气概况 煤化工废气 煤制焦过程废气 焦化废气主要来源于装煤、炼焦、化产回收等过程。装煤初期，煤料在高温条件下与空气接触，形成大量黑烟及烟尘、荒煤气及对人体健康有害的多环芳烃。炼焦时，废气一方面来自化学转化过程中未完全炭化的细煤粉及其析出的挥发组分、焦油、飞灰和泄漏的粗煤气，另一方面来自出焦时灼热的焦炭与空气接触生成的CO、CO2、NOx等,主要污染物包括苯系物（如苯并芘）、酚、氰、硫氧化物以及碳氢化合物等。 煤制气过程废气 煤制气废气的来源主要是气化炉开车过程中由于炉内结渣、火层倾斜等非正常停车而产生的逸散，另外，还有炉内的排空气形成部分废气、固定床气化炉的卸压废气、粗煤气净化工序中的部分尾气、硫和酚类物质回收装置的尾气及酸性气体、氨回收吸
收塔的排放气。这些废气的主要成分包括碳氧化物、硫氧化物、氨气、苯并芘、CO、CH4等，有些还夹杂了煤中的砷、镉、汞、铅等有害物质，对环境及人体健康有较大的危害。 煤制油过程废气 煤的液化可分为直接液化和间接液化。煤直接液化时，经过加氢反应，所有异质原子基本被脱除，也无颗粒物，回收的硫可以获得元素硫，氮大多转化为氨。煤间接液化时，催化合成过程中的排放物不多，未反应的尾气（主要是CO）可以在燃烧器中燃烧，排放的废气中CO2和硫很少，也没有颗粒物的生成。煤液化过程对环境造成的影响较小，主要的污染物是液化残渣，这是一种高碳、高灰和高硫物质，在某些工艺中占到液化原料煤总量的40％左右，需进一步处理。 煤燃烧过程废气 煤燃烧过程主要污染物有粉尘与烟雾、SO2为主的硫化物、N2O、NO、NO2、N2O3、 N2O4等氮氧化物、Hg、Cd、Pb、Cr、As、Se、F等有害微量元素、产生温室效应的CO2等。煤直接燃烧的能量利用率低，环境污染严重。 石油化工厂废气 化工厂在生产过程中会产生大量的废气，比如：氨、三甲胺、硫化氢、二氧化硫、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和硫化氢等无机废气；还有VOC类：苯、甲苯、二甲苯、丙
浅谈低温冷害对水稻的影响 【摘要】概述了水稻低温的危害, 冷害的生理基础、遗传机理、并展望了水稻孕穗期耐冷性的研究前景。 关键词：低温危害、冷害生理、遗传机理 水稻是仅次于小麦的世界第二大粮食作物，年播种面积约1.8 亿hm2，产量约占世界粮食总产的1/3。水稻是一种喜温作物，对温度非常敏感［1］。在水稻广泛种植的温带、热带、亚热带地区，冷害也会频繁发生，这不仅影响了水稻生产的稳定，也威胁到世界粮食安全。我国所有稻区均有冷害发生，一般每4 ～5 年就发生1 次较大规模的冷害，使我国灾年年损失稻谷50 ～ 100 亿kg［2］。东北三省的稻区平均每3 ～ 4 年就会遭遇1 次较大规模的冷害，长江中下游及华南地区的水稻除了受“倒春寒”的危害而造成早稻烂种、烂秧外，还存在“寒露风”的危害，影响晚稻的抽穗与结实。为了克服低温对水稻的不利影响，除了采取一般的农业措施外，选用耐冷品种是减轻低温冷害最经济、最有效的措施之一。因此，培育抗冷性水稻品种并应用于生产，保持水稻持续高产、稳产，是当今水稻耐冷育种迫切需要解决的问题之一。关注水稻安全生产对于中国农业的可持续发展具有十分重要的作用。本文从低温危害、冷害生理、遗传机理综述了水稻孕穗期冷害的研究进展, 为选育和鉴定耐冷性水稻品种提供参考。 1.水稻低温的危害 1.1水稻低温冷害的概念 水稻低温冷害是指水稻遭遇发育所需最低临界温度以下的温度, 造成水稻的生理损伤, 导致水稻不能正常生长发育而使产量降低。水稻生育期中有4个时期最易受冷害影响, 分别是芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期, 其中孕穗期冷害与水稻产量具有密切的关系。孕穗期冷害是指水稻进入生殖生长到开始抽穗开花期间受到低温的影响, 导致花粉发育不正常继而影响正常开花授粉形成空壳的一种冷害[4]。这类冷害常在日本东北部及北海道、菲律宾北部、印度北部山区、印度尼西亚山区、尼泊尔、美国加利福尼亚州和我国的东北、云贵高原粳稻区及长江中下游地区的晚稻中发生. 1.2水稻低温冷害类型 水稻在生长发育过程中，经常会遇到低温和光照不足，由此引起种子发芽不良、烂秧、幼苗生长缓慢、不育、成熟不良，最终导致产量减少。根据发生特点可将水稻冷害划分为障
技术介绍 --低温等离子体 低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。 “QHDD-Ⅱ”低温等离子体工业废气处理成套设备和技术作为一种新型的气态污染物的治理技术是一个集物理学、化学、生物学和环境科学于一体的交叉综合性电子化学技术，由于能很容易使污染物分子高效分解且处理能耗低等特点，是目前国内外大气污染治理中最富有前景、最行之有效的技术方法之一，其使用和推广前景广阔，为工业领域VOC类有机废气及恶臭气体的治理开辟了一条新的思路。 低温等离子体废气处理技术与其他废气治理方法优缺点对比 表1-2 几种废气处理工艺的适用范围及优缺点 工艺名称原理适用范围优点缺点 掩蔽法采用更强烈的芳香气味与臭气掺和，以掩蔽臭气，使之能被人接收适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合，恶臭强度左右，无组织排放源可尽快消除恶臭影响，灵活性大，费用低恶臭成分并没有被去除，麻痹了对原有污染物的感知 热力燃烧法在高温下恶臭物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体净化效率高，恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染，催化剂中毒 催化燃烧法
水吸收法利用臭气中某些物质易溶于水的特性，使臭气成分直接与水接触，从而溶解于水达到脱臭目的水溶性、有组织排放源的恶臭气体工艺简单，管理方便，设备运转费用低产生二次污染，需对洗涤液进行处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对水溶性差的物质等处理效果差 药液吸收法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分，工艺较成熟净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染 吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体净化效率很高，可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量 生物滤池恶臭气体经过除尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床，恶臭气体由气相转移至水—微生物混和相，通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉目前研究最多，工艺最成熟，在实际中也最常用的生物脱臭方法,又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。净化效率高，处理费用低占地面积大，易堵塞，填料需定期更换，脱臭过程很难控制，受温度和湿度的影响大，生物菌培训需要较长时间，遭到破坏后恢复时间较长。 生物滴滤池原理同生物滤池式类似，不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料。只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上，而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况池内微生物数量大，能承受比生物滤池大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，造成压力损失小，而且操作条件极易控制占地面积大，需不断投加营养物质，而且操作复杂，受温度和湿度的影响大，生物菌培训需要较长时间，遭到破坏后恢复时间较长。 洗涤式活性污泥脱臭法将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触，使之在吸收器中从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质有较大的适用范围可以处理大气量的臭气，同时操作条件易于控制，占地面积小设备费用大，操作复杂而且需要投加营养物质 曝气式活性污泥脱臭法将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质适用范围广，目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理活性污泥经过驯化后，对不超过极限负荷量的恶臭成分，去除率可达%以上。受到曝气强度的限制，该法的应用还有一定局限
煤与生物质共热解的研究进展 1研究背景 目前，国内外对单独的煤或生物质热解气化研究都相对比较成熟，由于煤是由生物质经几千万年以上转换而得来的，研究表明，生物质特性和利用方式与煤炭有很大的相似性。如果能将两者热解过程有效地结合起来，实现生物质与煤的共热解，势必能扬长避短，得到更好的效果。热解是生物质与煤利用技术中具有共性的重要问题。 煤在500°C热解产物以焦炭为主；在500~650°C快速热解产物以焦油或生物油为主；在800~1100°C以可燃气为主。 影响生物质与煤热解过程及产物的因素有：①生物质或煤的物料特性；②热解终温的高低；③升温速率的快慢。生物质与煤的混合共热解，既能克服生物质能量密度低的问题，又能发挥生物质本身的特点，实现高附加值化工产品的富集。在对煤与生物质的热解研究中，目前对于催化热解机理，升温速率影响，混烧方式以及反应动力学进行了较多的研究，其中对于二者的混合共热解成为重要课题。 2生物质与煤共热解特性及动力学研究 目前，国内外对生物质与煤共热解研究主要在于二者的协同作用。对于协同作用问题，主要存在两种观点：一种认为生物质与煤共热解时存在协同作用；另一种是二者不存在协同作用 2.1 单独生物质和煤的热失重曲线比较. 图2-1[1]比较了生物质和煤的热失重曲线，可以看出，煤和生物质的DTG 曲线图中都出现了两个峰，也即脱水峰和脱挥发分峰。在50~200℃的低温阶段，煤和生物质都出现不同程度的脱水峰，这是由于煤和生物质本身都含有水分所致，物料所含水分越高，该段TG 曲线变化越明显。随着热解温度的上升，煤和生物质进入热解主要失重阶段。此段生物质的失重率急剧增大，且生物质的总热解转化率明显高于煤，这与两者的组成成分和分子结构有关。由于生物质与煤组成结构不同，其热解过程也大不相同。生物质是由纤维素、半纤维素以及木质素通过相对较弱的醚键(R-O-R)结合，其结合键能较小(380～420kJ/mol)，在较低的热解温度下就断裂。因此，成分中含有较多纤维素和半纤维素的玉米秸秆（CS）在220℃左右就已开始热解，并在540℃左右就已基本热解完毕。而成分中含有较多木质素的木屑（SD）的热解起始温度稍高于CS，在230℃左右开始析出挥发分，并在590℃左右就已基本热解完毕。煤主要是C=C 键(键能为1000kJ/mol)相连的多环芳香碳氢化合物构成的大分子芳香聚合物，分子结合较强，在较低温度下很难断裂，因此煤热解温度较高。从表2-1 工业分析可知，生物质的挥发分含量要远远大于煤。以上因素都可能导致生物质更高的总热解转化率。 从DTG 曲线来看，两种生物质的挥发分开始析出温度为在225℃左右，其最大热解峰温分别为340℃左右（CS）和370℃左右（SD）左右，两种煤的挥发分开始析出温度分别为350℃左右（LC）和440℃左右(MC)，其热解峰温分别约为470℃（LC）和580℃（MC）。煤的挥发分开始析出温度比生物质要高130~210℃，其主要热解阶段温度比生物质要高130~240℃。可见，生物质和煤的热解过程中主要热解阶段温度相差较大，当煤开始热分解时，生物质的大部分已经热解掉了。 因此，使两种物料在相同或相近的温度范围内共热解，生物质中富裕的氢才会尽可能有效的被煤利用而使两者共热解过程中发生协同效应。
综合评述水稻低温冷害遥感监测 技术与方法进展 王连喜1 秦其明2 张晓煜1 (1.宁夏气象防灾减灾重点实验室,银川 750002;2.北京大学地球与空间科学学院) 提 要 根据国内外水稻低温冷害遥感监测和遥感灾损评估研究进展情况,分析了水稻低温冷害遥感监测的可行性和各种方法的优缺点,提出了低温冷害遥感监测方面需要开展的相关研究领域和需要解决的几个问题。 关键词: 低温冷害 遥感 灾损评估 引 言 天气变化具有瞬时性、不可逆性、可被破坏性和可改造性。它对国民经济的各行各业都或多或少地产生着影响,但对农业的影响最大。据研究,在各种自然灾害造成的损失中,灾害性天气、气候和农业气象灾害等气象灾害占60%以上,每年气象灾害给农业造成的直接经济损失就达100亿元左右。如今,随着科学技术的迅速发展,国民经济水平的提高,国民经济各部门对气象条件的敏感度和依从性越来越大,不利的气象条件对国民经济所造成的影响及带来的损失与危害也越来越大。 低温冷害俗称哑巴灾,是指在农作物生长季节,0℃以上低温对作物的损害。低温冷害可分为三种,即延迟型冷害、障碍型冷害和混合型冷害。低温冷害在春、夏、秋季都可发生。在宁夏,其影响程度仅次于干旱灾害,其危害的作物主要是水稻、玉米。 如果我们能对低温冷害的发生进行快速、客观、准确地监测与评估,就可为各级党政部门组织防灾减灾、指挥生产等提供科学依据,从而获取最大利益或将损失减少到最低限度。 卫星遥感具有范围广、周期短、信息量大和低成本的特点,卫星遥感资料应用于监测与灾害损失评估时具有如下特点:(1)遥感数据为面数据,(2)通过遥感可获取多时相信息,(3)具有较高的空间或时间分辨率,(4)多光谱(可见光、红外、微波),(5)数字化存贮, (6)信息的积累与处理不妨碍数据的进一步观测与收集,(7)可获得遥远无人区或偏僻区域的信息,(8)一旦遥感监测网建成,则数据的观测费用可大大降低。目前用于监测与灾害损失评估的卫星主要是太阳同步极轨、地球同步气象卫星和地球资源卫星,使用较为普遍的是TM和NOAA的AVH RR资料, TM资料主要用于面积估测和植被分类, NOAA资料主要用于各种灾害的实时与动态监测。 用遥感技术监测低温冷害,一方面要监测温度,尤其是最低气温,这要求一定的监测精度,通常要求监测温度的精度小于1℃,甚至小于0.5℃。因为,作物发生障碍型冷害与否,直接与温度的高低有关,1℃的气温差别往往会带来两种不同的危害结果。而且,低温冷害的发生往往与低温的持续时间有关,这对于只监测瞬时数据的遥感手段来讲,比较难反映出低温的持续时间。延迟型冷害更是长期温度偏低带来的结果,用遥感手段来实现一定时期内低温的累计比较困难。除此之外,还要了解作物具体的分布和长势,实 — 3 —
辉光放电电晕放电介质阻挡放电射频放电滑动电弧放电射流放电大气压辉光放电次大气压辉光放电 辉光放电(Glow Discharge) 辉光放电属于低气压放电(low pressure discharge)，工作压力一般都低于 10mbar，其构造是在封闭的容器內放置两个平行的电极板，利用电子将中性原子和分子激发，当粒子由激发态(excited state)降回至基态(ground state)时会以光的形式释放出能量。电源可以为直流电源也可以是交流电源。每种气体都有其典型的辉光放电颜色(如下表所示)，荧光灯的发光即为辉光放电。因此，实验时若发现等离子的颜色有误，通常代表气体的纯度有问题，一般为漏气所至。辉光放电是化学等离子体实验的重要工具，但因其受低气压的限制，工业应用难于连续化生产且应用成本高昂，而无法广泛应用于工业制造中。目前的应用范围仅局限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等。 部分气体辉光放电的颜色 Gas He Ne(neon) Ar Kr Xe H2N2O2 Air Cathode Layer red yellow pink --
red-brown pink red pink Negative Glow pink orange dark-blue green orange-green thin-blue blue yellow-white blue Positive Column Red-pink red-brown dark-red blue-purple white-green pink red-yellow red-yellow red-yellow 次大气压下辉光放电(HAPGD)产生低温等离子体 由于大气压辉光放电技术目前虽有报道但技术还不成熟，没有见到可用于工业生产的设备。而次大气压辉光放电技术则已经成熟并被应用于工业化的生产中。次大气压辉光放电可以处理各种材料，成本低、处理的时间短、加入各种气体的气氛含量高、功率密度大、处理效率高。可应用于表面聚合、表面接枝、金属渗氮、冶金、表面催化、化学合成及各种粉、粒、片材料的表面改性和纺织品的表面处理。次大气压下辉光放电的视觉特征呈现均匀的雾状放电；放电时电极两端的电压低而功率密度大；处理纺织品和碳纤维等材料时不会出
第40卷第10期 煤炭科学技术 Vol.40No.102012年 10月 Coal Science and Technology Oct． 2012 煤催化热解技术研究进展 郝丽芳1，李松庚1，崔丽杰2，柯娅妮 2 （1.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190； 2.中国科学院研究生院北京100049） 摘 要：基于低温热解以及催化热解方式可以实现低阶煤的高效利用，阐述了用于煤催化热解的催化剂种类及其催化机理；总结了催化热解应用研究过程中催化剂的选择依据；根据催化剂在煤中分散程度和负载方式不同，介绍了目前煤催化热解工艺中ICHP 工艺、多段加氢热工艺、流化床热解工艺、逆流式煤催化热解工艺的特点。最后根据煤热解以及催化热解的特点，提出催化热解的研究重点在于煤分级转化技术的过程调控原理和催化剂定向制备原理。关键词：低阶煤；催化剂；催化热解；热解工艺中图分类号：TQ530.2 文献标志码：A 文章编号：0253－2336（2012）10－0108－05 Research Progress of Coal Catalytic Pyrolysis Technology HAO Li-fang 1，LI Song-geng 1，CUI Li-jie 2，KE Ya-ni 2 （1．National Key Lab of Multi Phase Complex System ，Research Institute of Process Engineering ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ； 2．Graduate School ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ） Abstract ：Due to the low temperature pyrolysis and the catalytic pyrolysis method could have a high efficient utilization of the low rank coal ，the paper stated the type of the catalysts applied to the coal catalytic pyrolysis and the catalytic mechanism．The paper summarized the selection basis of the catalysts in the applied study process of the catalytic pyrolysis．According to the dispersion degree of the catalyst in coal and the different loading mode ，the paper introduced the features of the ICHP technique ，multi stage hydrogenation heating process ，fluidized bed pyrolysis technique ，adverse flow type coal catalytic pyrolysis technique in the present catalytic pyrolysis technique．Finally according to the coal pyrolysis and catalytic pyrolysis features ，the study key of the coal catalytic pyrolysis should be the process adjustment principle of the coal grading conversion technology and the directional preparation principle of the catalyst．Key words ：low rank coal ；catalyst ；catalytic pyrolysis ；pyrolysis technique 收稿日期：2012－05－14；责任编辑：代艳玲 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51104137，51174284） 作者简介：郝丽芳（1978—），女，山西长治人，助理研究员，博士。Tel ：010－82544963，E －mail ：lfhao@https://www.doczj.com/doc/9210816560.html, 网络出版时间：2012－10－1809：32：34；网络出版地址：http ：//https://www.doczj.com/doc/9210816560.html, /kcms /detail /11.2402.TD.20121018.0932.027.html 引用格式：郝丽芳，李松庚，崔丽杰，等．煤催化热解技术研究进展［J ］．煤炭科学技术，2012，40（10）：108－112． 低阶煤储量占我国全部煤炭储量的46%以上，对低阶煤进行低温热解，可充分利用煤分子结构中含氢的潜在优势及丰富的芳香结构以获得液态和气态产品，是一种煤的高效利用方式。近年来，随着循环流化床燃烧技术的发展，将煤热解与半焦燃烧相结合，旨在实现煤炭资源分级利用的热解集成技术的推广，但涉及热解油气产品利用的技术尚未实现商业化，面临的主要问题是热解油品质低（重质焦油组分多）、高温气固分离和油尘分离困难等。其中，重质焦油组分的生成会导致管路堵塞和油尘分离困难，是工艺应用中的核心问题。重质焦油本质上是由煤热解过程中自由基片段的缩聚产生 的，因此，通过低温催化热解影响热解过程中物料的反应历程，实现产品的定向转化，可改善焦油的品质。因此，经催化剂作用改变煤热解产物组成，防止重质焦油生成，是低阶煤热解技术研究中的关键问题。 1煤催化热解机理 煤的热解过程一般包括：基本结构单元中弱键破裂，生成自由基反应，若温度足够高，部分结构单元蒸发，部分结构单元缩合成高分子物质留在半焦中；氢传递反应，使结构单元经自由基反应而缩合，蒸发出来的结构单元通过氢传递变得稳定；高 8 01