碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

首页 > 专题

碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81443IP
点击量; 49323次
下载量

电氢耦合综合能源系统：韧性量化与多目标优化

作者(Author)：黄敬智, 肖宁, 黄夏楠, 林长锥, 胡臻达, 刘林, 吴念远, 字政宇, 林健, 谢珊, 景锐, 赵英汝

摘要：近年来,为提升能源系统韧性,电氢耦合综合能源系统的相关研究逐渐受到关注。提出了一种高时间分辨率(小时级)的能源系统韧性量化评价方法,并构建了一个自下而上的多目标优化模型,规划电氢耦合综合能源系统方案,旨在应对能源系统三难困境(经济−环境−韧性),评估电氢耦合技术在综合能源系统中的应用效益。以中国东南沿海某工业园区为案例,将文中提出的方法与模型应用于该园区的能源系统,根据极端事件对能源系统的干扰规律,在4种碳排放限制情景下进行多目标优化,以确定各情景下的最优方案。案例研究结果表明,由于目前电氢耦合技术应用成本较高,只有在对能源系统环境性和韧性均有要求下,电氢耦合技术应用才具有较大的价值。随着碳排放约束加强,经济性目标函数的净现值成本从全局情景的4.48×1010元上升至强碳排放限制情景的4.74×1010元,增长了5.80%。韧性指标则从5061.62MWh下降至4184.01MWh,减少了21%,电氢耦合显著提升了系统的环境性与韧性。最优化方案表明,氢储能不仅是跨季节长期储能的有效解决方案,其在短期储能中的独特优势同样值得关注。最后,将提出的韧性量化评价新方法与前人方法进行对比,可使优化方案净现值提高0.9%,系统最低供能水平提高5.19%,系统恢复能力提高12.57%。

免费下载

洁净煤技术

2024年第12期

640

162
露天煤矿排土场混交林土壤团聚体有机碳累积效应

作者(Author)：张小平, 李明超, 毕银丽, 李信

摘要：采矿活动导致土壤养分及碳库损失，针对露天矿长期植被重建后土壤养分状况尤其是有机质恢复情况的研究迫在眉睫。研究在黑岱沟露天煤矿北排土场上选择复垦近20 a的油松纯林和油松混交林，对复垦区团聚体稳定性及相关碳库恢复情况等进行了全面系统的研究。研究结果表明：油松混交林土壤团聚体稳定性优于油松纯林，0～10 cm表层土壤中，油松山杏杨树混交林团聚体稳定性最佳，油松杨树混交林次之；0～20、20～30 cm亚表层土壤中，杨树油松混交林平均质量直径和几何平均直径较大，分形维数最小，整体看相对于其它3种植被组合表现出更好的土壤结构稳定性；油松混交林土壤有机碳含量高于油松纯林，3种混交林中油松山杏杨树混交林提高效果最佳，比油松纯林高104.96%。混交林提高了惰性有机碳的占比，增强了土壤碳库的稳定性。同一土层土壤团聚体各粒径有机碳及其组分含量基本上表现为油松混交林样地高于油松样地，并且含量均随土层加深而逐渐降低。各粒级团聚体易氧化有机碳和惰性有机碳变化规律与团聚体有机碳变化规律相似，呈倒V型分布。0.25～2 mm粒级团聚体土壤有机碳和易氧化有机碳含量显著高于其他粒级。对总有机碳影响较大的因子是土壤全氮含量和平均质量直径；对易氧化有机碳含量影响较大的因子是全氮含量和pH，对颗粒有机碳含量影响较大的因子包括土壤全氮含量、速效钾含量和平均质量直径。土壤有机碳及活性碳含量与多样性指数、植被生物量、枯落物生物量均呈显著正相关关系。总体而言，研究结果表明黑岱沟露天矿排土场油松混交种植的修复效果优于油松纯林种植，且从土壤有机碳恢复效果看“油松+山杏+杨树“混交种植的修复效果最佳。

免费下载

煤炭科学技术

2024年第12期

61

0
煤系高岭石复合材料的制备及其吸附性能的研究

作者(Author)：刘瑞, 樊玉萍, 郭睿凤, 董宪姝, 马晓敏

摘要：工业废水中Pb（Ⅱ）和煤基固废会对生态环境造成极大破坏，研究Pb（Ⅱ）高效去除技术和煤基固废的高值化利用具有重要意义。提出以改性煤基高岭石嫁接壳聚糖新型复合材料CK-CTAC/CTS为吸附剂，采用吸附法实现对废水中Pb（Ⅱ）的去除。以煤系高岭石（RK）为原料，二甲基亚砜（DMSO）、甲醇（MeOH）和十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）为插层剂，经3次插层获得改性高岭石（CK-CTAC），通过共聚反应嫁接壳聚糖（CTS），制备CK-CTAC/CTS复合材料，并用批量试验法研究其对Pb（Ⅱ）的吸附性能和机理。XRD、SEM、BET分析表明，插层物CK-D、CK-M、CK-CTAC插层率分别达到93.8%、75.1%和66.5%，CK-D、CK-M插层前后形貌未发生明显变化，CTAC大分子结构和超声仪器能量输入使高岭石层间形貌变为管状，孔隙增多，比表面积增大4倍。XPS、FTIR结果表明，CK-CTAC/CTS具有丰富的官能团，可以有效吸附Pb（Ⅱ）。25 ℃溶液、pH=6时，经过100 min即接近吸附平衡状态。改性高岭石优良的空间结构和暴露的官能团为吸附提供了更多活性位点，壳聚糖丰富的氨基和羟基可以对Pb（Ⅱ）螯合吸附，协同促进，复合材料吸附性能高于单独的壳聚糖或高岭石。吸附动力学和热力学表明，复合材料对Pb（Ⅱ）离子的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温线模型，是一种单分子层、化学吸附为主的吸热自发过程，最大平衡吸附容量为195.37 mg/g。吸附试验证实了CK-CTAC/CTS在废水中去除Pb（Ⅱ）的适用性，为工业上去除Pb（Ⅱ）提供了一种高效可行的方法。

免费下载

煤炭科学技术

2024年第12期

91

2
六偏磷酸钠改性沸石处理矿井水中氨氮

作者(Author)：章丽萍, 虎翔, 王伟伟, 雷文波, 李蕙彤, 孙华冉, 战永祺, 连泽谕

摘要：我国部分矿区矿井水中氨氮（NH4+—N）存在超标问题，且去除矿井水中的NH4+—N要求越来越高，为了实现矿井水中NH4+—N的高效去除，对天然沸石（NZ）进行六偏磷酸钠（SHMP）浸渍改性，增强其对矿井水中NH4+—N的去除效果。结果表明：天然沸石经过0.1 mol/L SHMP溶液浸渍3 h制备出了六偏磷酸钠改性沸石（SHMP−NZ），在初始NH4+—N质量浓度5 mg/L、投加量2 g/L的条件下振荡吸附2 h后NH4+—N去除率可达到95.7%，相较于未改性天然沸石提高了39.9%。扫描电镜和比表面积测定显示改性后沸石孔隙变大，表面变得光滑松散，比表面积增加，微孔体积减小，介孔、大孔和平均孔径增加。X射线衍射和傅里叶红外光谱分析表明改性后沸石的基本骨架无明显变化。弱酸性或中性环境有利于SHMP−NZ吸附去除水中的NH4+—N，共存阳离子的影响由大到小排序为K+＞Na+＞Ca2+＞Mg2+。拟一级动力学、拟二级动力学和Elovich动力学非线性拟合表明，天然沸石和SHMP−NZ吸附NH4+—N更加符合拟二级动力学模型，对NH4+—N的吸附属于化学吸附（离子交换）过程，颗粒内扩散模型表明2种材料对NH4+—N的吸附涉及外扩散、内扩散和反应平衡3个阶段；Freundlich等温线模型表明，SHMP−NZ较天然沸石更易于吸附NH4+—N，Langmuir等温线模型可以较好地描述天然沸石及SHMP−NZ吸附NH4+—N的过程，相关系数R2分别为0.963 6和0.982 8，SHMP−NZ最大NH4+—N吸附量为11.03 mg/g，较天然沸石提升了88.23%；吸附热力学表明各试验温度下吉布斯自由能变（ΔG）均小于0，焓变（ΔH）和熵变（ΔS）大于0，是一个熵增反应，有利于NH4+—N的去除。SHMP−NZ吸附−解吸循环5次后，对NH4+—N的去除效率仍有89.7%。实际矿井水中低浓度NH4+—N的处理，改性沸石在投加量1 g/L，25 ℃条件下振荡吸附1 h后，出水满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质中氨氮的要求。

免费下载

煤炭科学技术

2024年第12期

34

0
宁东涉煤产业区煤电化场地特征与分区管控

作者(Author)：冯晓彤, 冯建权, 石智宇, 任予鑫, 董霁红

摘要：我国是世界最大的煤炭生产国和消费国,开采历史悠久,在许多煤炭产区逐渐形成采选、发电、化工等涉煤产业集聚区。随着涉煤产业快速发展,涉煤场地扩张以及煤基固废排放等造成的土地退化、土壤污染等问题日益严峻,涉煤场地类型识别与分区管控策略的提出是实现区域能源资源-低碳发展-生态保护的关键。研究以宁东煤电基地涉煤产业区为对象:确定宁东煤电基地涉煤产业区特征地物的信息特征与解译标识,提出区域尺度与场地尺度的特征地物提取指标体系,包括煤炭场地、煤电场地、煤化工场地等;基于Landsat遥感影像进行区域尺度场地类型识别,采用土地利用动态度和土地利用转移矩阵分析涉煤产业区时空演变及差异性,2003—2023年煤电场地从无到有、煤炭场地增加了10.68%、煤化工场地则增加了26.33%,宁东煤电基地涉煤产业区煤电化场地呈迅速扩张趋势;基于2023年10m分辨率的Sentinel-2遥感影像进行场地尺度格局分析,得出2023年煤炭场地68.38km2、占比6.88%,空间分布呈现随机性;煤化工场地49.03km2、占比4.93%,呈现显著空间聚集;煤电场地24.28km2、占比2.44%,空间分布相对集中;采用DP-SIR(Driving-Pressure-State-Impact-Response)模型进行生态风险综合评估,涉煤产业区生态风险指数平均为0.602、风险较低,2003—2023年矿区生态风险下降65.66%,生态管控向好趋势明显。提出5种分区管控模式,即生活聚集区、生态维护区、生产监测预警区、损毁修复重建区、其他调控区的分区管控策略。研究为宁东涉煤产业区煤电化场地特征识别提供理论方法支持和基础数据,对煤电化场地治理及区域生态修复具有重要意义。

免费下载

绿色矿山

2024年第04期

147

4
惰性粉体抑制瓦斯/煤尘复合爆炸特性及机理研究

作者(Author)：纪文涛, 张国涛, 杨帅帅, 徐子晖, 毛文哲, 王燕

摘要：瓦斯/煤尘复合爆炸是一个耦合了均相燃烧与异相燃烧的复杂过程，燃烧主控机制动态变化，爆炸机理更加复杂，导致其相比单相瓦斯或煤尘爆炸具有更高的爆炸敏感性和爆炸强度，严重制约着煤矿的安全生产。为了防治瓦斯/煤尘复合爆炸灾害，选取碳酸氢钠和碳酸钙两种惰性粉体，在20 L球型爆炸装置中开展了惰性粉体抑制瓦斯/煤尘复合爆炸实验。通过系统的改变瓦斯和煤尘浓度配比，对不同浓度惰性粉体作用下瓦斯/煤尘复合体系最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率变化规律进行分析，并对比分析不同惰性粉体抑制瓦斯/煤尘复合爆炸性能之间的区别和联系。研究结果表明，碳酸氢钠和碳酸钙对不同浓度配比的瓦斯/煤尘复合体系爆炸均具有抑制作用，其中碳酸氢钠不仅可以通过分解吸热、延缓煤尘热解、降低煤尘分解速率等物理抑制方式来抑制瓦斯/煤尘复合爆炸，还可以通过消耗爆炸反应的关键自由基的化学抑制方式来抑制瓦斯/煤尘复合爆炸，而碳酸钙只能以物理吸热的方式抑制爆炸，因此碳酸氢钠对瓦斯/煤尘复合体系爆炸的抑制效果优于碳酸钙，具体表现为碳酸氢钠可完全抑制所有工况，碳酸钙仅能完全抑制瓦斯浓度低于8%时的瓦斯/煤尘复合工况。另外，2种惰性粉体对瓦斯/煤尘复合体系爆炸压力的抑制效率随着体系中瓦斯浓度的提升先升高后降低，当瓦斯浓度为6%、煤尘浓度为100 g/m3时抑爆效率最高；对瓦斯/煤尘复合体系爆炸压升速率的抑制效率随着体系中瓦斯浓度的提升逐渐升高，对浓度为10%的纯瓦斯爆炸时抑爆效率最高。

免费下载

煤炭科学技术

2024年第11期

51

0
水热技术处理抗生素菌渣的研究进展

作者(Author)：周腾, 宋英今, 颜蓓蓓, 陶俊宇, 穆兰, 裴乐庚, 曾雅美, 陈冠益

摘要：文章首先介绍了抗生素菌渣的组成、性质、危害和处理现状，总结了水热技术的定义、原理以及控制参数；然后阐述了水热技术在去除菌渣中残留抗生素、抗性基因和稳定重金属方面等的无害化作用，讨论了水热后的菌渣作为厌氧发酵原料、肥料、固体燃料、生物油和生物炭的资源化应用；最后根据当前研究存在的不足，提出了若干建议并展望了未来的前景，以期为水热技术处理抗生素菌渣的发展与推广应用提供参考。

免费下载

可再生能源

2024年第11期

62

10
东部草原露天矿区接种AMF对植物−土壤养分积累及本土DSE定殖的影响

作者(Author)：解琳琳, 毕银丽, 刘涛

摘要：东部草原不同草种存在不同的生存空间比例，接菌对草原草本生长及竞争关系的研究对于揭示接菌对草原生态演变具有重要意义。针对内蒙古锡林浩特市胜利露天矿区土壤贫瘠、植被生长困难等现状，利用不同草种配比种植模式并结合微生物−丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi，AMF)接菌方式，旨在探明植物−真菌联合对矿区排土场土壤改良与植被恢复效应，并筛选适宜矿区排土场生态恢复的最佳种植模式。结果表明：影响土壤和植被恢复的主导因素分别是种植方式和接菌处理，综合影响力表现为：接菌作用 > 种植方式，矿区排土场的生态复垦中，接种AMF对植物−土壤养分积累具有积极的提升作用。豆科与禾本科相对权重为1∶3 + AMF的种植模式不仅能促进土壤改良，加速土壤养分的累积，还能很好地促进植物生长和养分吸收，是适合该区域排土场生态修复的最佳组合模式。此外，接种AMF影响了试验区的本土真菌中深色有隔内生真菌(Dark Septate Endophytes，DSE)在植物根系中的定殖，人工植物种植及接种AMF后，DSE定殖强度相比于自然恢复区有下降趋势；AMF定殖情况均呈现一级根系 > 二级根系，接种AMF降低了DSE在一级根系中的定殖，提高了DSE在二级根系中的定殖，AMF和DSE分别在植物一级根系和二级根系的生态位中占据优势，该环境下AMF与DSE存在位点竞争。DSE总定殖率与土壤质量和综合质量指数显著正相关，一定程度上DSE总定殖率的提高有助于土壤中营养积累和区域综合质量的提升。研究表明在露天矿区排土场生态复垦中加入AMF对修复效果具有积极的正向作用，为排土场使用微生物−植物配置复垦技术提供了数据支撑。

免费下载

煤炭学报

2024年第11期

135

1