进行气体水合物研究

供稿：周雪冰成果简介中国科学院广州能源研究所天然气水合物重点实验室近期发布最新研究成果，利用高压原位拉曼测量技术成功获得了多种水合物形成/分解过程的原位拉曼图，揭示了气体水合物中气体分子的吸附和扩散特性。相关成果已在Energy Fuels, J. Phys. Chem. C, Chemical Engineering Journal, scientific reports等期刊上发表。背景介绍气体水合物是在一定压力和温度条件下在气-水混合物中自然形成的冰状固体化合物。在气体水合物晶体中，水分子依靠氢键相互结合在一起形成笼状晶格，而气体分子作为客体分子分布在晶格中并对水其稳定作用。例如，天然气水合物是人们在自然环境中发现的一类常见的笼状水合物，在科学和工业领域有着广泛的创新应用，有研究者就利用在海洋下形成的气体水合物来封存烟气中的二氧化碳。图1 气体水合物的三种主要的晶体结构。结构I（sI），通常由较小的客体分子（0.4–0.55nm）形成，是地球上最丰富的天然气水合物结构；结构II（sII），通常由较大的客体分子（0.6–0.7nm）和结构H（sH）形成，通常需要小分子和大客体分子形成。气体水合物的水合物热力学和动力学特性会直接受两种因素的影响：水合物中的气体种类、气体对水合物笼型结构的占有率。这也是气体水合物表征的重点。然而，由于晶体生长的环境条件比较苛刻，常规测量手段难以对上述表征重点直接观测。拉曼光谱能够根据气体水合物中客体分子的拉曼光谱特征峰和特征峰的峰面积来确定气体水合物的晶体结构，以及定量计算不同笼型结构中气体的孔穴占有率。近年来，耐低温高压的拉曼辅助测量装置的研发成功，水合物原位测量技术得以应用，这为研究气体水合物的形成/分解/置换等晶体结构的动力学行为提供了重要的研究途径。图文导读广州能源所天然气水合物重点实验室采用共聚焦拉曼光谱仪和原位拉曼光谱测量装置对甲烷、二氧化碳及其混合气体水合物的形成、分解和置换过程进行了测量和分析。实验中使用HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪，配备有开放式显微镜系统和高精度三维自动平台及Linkam BSC型冷热台，冷热台采用液氮冷却。图2 原位拉曼光谱测量装置1. 纯CO2、烟气和沼气中水合物的形成过程在271.6K温度下，以2800～3800cm-1的水分子拉曼特征峰为参考，对水合物相中气体的拉曼峰进行了表征和归一化。结果表明，水合物的形成过程首先是不饱和水合物核的形成，然后是气体持续吸附。在三种水合物形成过程中均发现，水合物核中的CO2浓度仅为对应饱和状态时的23-33%。在烟气合成水合物过程中，N2水合物相中的浓度在晶核形成时就达到饱和状态。在沼气合成水合物过程中，CH4和CO2分子会发生竞争吸附，而N2分子在水合物形成过程中几乎不发生演化。研究认为N2和CO2等小分子在水合物晶核形成过程中更为活跃，而CO2分子则在随后的气体吸附过程中发生优先吸附。[1]图3 271.6K下通过原位拉曼测量方法观察到的CO2、N2和CH4的特征峰图4 纯CO2水合物生长过程中的原位拉曼光谱。(a)CO2分子在水合物和气相中的拉曼特征峰 (b)水分子的拉曼特征峰2. CO2-CH4置换过程在273.2～281.2 K温度范围内对气态CO2置换CH4的过程进行了多尺度研究，并根据测量结果对基于气体扩散理论的水合物置换动力学模型进行了修正。原位拉曼测量发现，水合物大笼和小笼中的CH4连续下降，没有显著波动，这表明CH4的置换反应并非先分解再生成的过程。800小时的测量结果表明，置换过程首先是快速表面反应，随后是缓慢的气体扩散。温度的升高能有效提高水合物相的气体交换速率，增强水合物相的气体扩散。修正后的水合物置换反应动力学模型揭示了水分子的迁移率是限制了置换反应速率的主要因素。[2]图5 置换过程中CH4在水合物大笼和小笼中的比例变化图6 CO2置换水合物中CH4的原位拉曼光谱图7 水合物CO2-CH4置换反应机理示意图3. CH4-CO2混合气体水合物的分解过程对CH4-CO2混合气体水合物的分解过程进行了原位拉曼光谱测量并与纯CH4和纯CO2水合物的熔融过程进行了对比分析。研究结果发现，混合CH4-CO2水合物的晶体结构为Ⅰ型结构，且不随气体浓度的改变而发生变化。分解过程中，气体在水合物大笼和小笼中的特征峰强均会下降，同时峰面积之比始终保持稳定，表明水合物晶体以晶胞为单位解离。水合物晶体的分解时间具有随机性，与水合物粒子的多晶性质一致。有趣的是，在含有CH4的水合物中，水合物相中CH4和CO2的拉曼特征峰在水合物分解过程中出现了短暂的连续上升，表明位于样品颗粒内部的水合物发生了气体迁移扩散，这种现象的产生可以归因于水合物在样品颗粒内部的部分分解和“自保护”效应。[3]图8 CH4-CO2混合气体水合物在253K常压环境下分解过程的原位拉曼光谱图9 CH4（大笼: 2906cm-1）和CO2的在水合物中的特征峰（1383cm-1）随水合物分解的变化曲线。根据时间零点拉曼峰的强度，峰被归一化。总结展望拉曼光谱与表面增强拉曼光谱都是是非常强大的分析手段，凭借快速获取样品表面光谱信息的能力，拉曼测量技术在天然气水合物等矿物学领域颇受青睐。据了解，在接下来的研究中，天然气水合物重点实验室将应用原位拉曼测量技术对天然气水合物在多孔介质和添加剂等复杂环境中的反应动力学过程展开研究，以进一步揭示它的形成/分解/置换过程的动力学机理。中国科学院天然气水合物重点实验室简介中国科学院天然气水合物重点实验室是国内天然气水合物研究的重要基地。重点研究天然气水合物的物理化学性质、生长动力学、生成/分解过程等相关基础问题以及水合物开采、天然气固态储运、天然气水合物管道抑制、二氧化碳捕集与封存。联系作者周雪冰 Phone: 15002016003仪器推荐工欲善其事，必先利其器。本实验中全程使用了HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪进行原位拉曼光谱测量。作为升级版，LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪在保留了LabRAM HR所有性能的同时，实现了高度自动化。配备科研级正置/ 倒置显微镜，可实现UV-VIS-NIR 全光谱范围拉曼检测。焦长达到800mm，具有超高的光谱分辨率和空间分辨率。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪如果您对上述产品感兴趣，欢迎扫描二维码留言，我们的工程师将会及时为您答疑解惑。文献信息[1] Zhou, X., Zang, X., Long, Z. et al. Multiscale analysis of the hydrate based carbon capture from gas mixtures containing carbon dioxide. Sci Rep 11, 9197 (2021). 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41598-021-88531-x[2] Xuebing Zhou, Fuhua Lin, and Deqing Liang. Multiscale Analysis on CH4–CO2 Swapping Phenomenon Occurred in Hydrates. The Journal of Physical Chemistry C 2016 120 (45), 25668-25677. 文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.6b07444[3] Xuebing Zhou, Zhen Long, Shuai Liang et al. 1. In Situ Raman Analysis on the Dissociation Behavior of Mixed CH4–CO2 Hydrates. Energy & Fuels 2016 30 (2), 1279-1286. 文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.energyfuels.5b02119[4] Xuebing Zhou, Deqing Liang, Enhanced performance on CO2 adsorption and release induced by structural transition that occurred in TBAB26H2O hydrates, Chemical Engineering Journal, Volume 378, 2019, 122128, ISSN 1385-8947,文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719315220?via%3Dihub

中科院网站报道：应美国Lawrence Berkeley国家实验室的邀请，中科院可再生能源与天然气水合物重点实验室博士李刚和苏正于8月2日起程到美国Lawrence Berkeley国家实验室地球科学部开展为期三个月的合作研究，并于11月1日顺利返回广州。 　　在美期间，李刚和苏正与该实验室George Moridis教授和Keni Zhang博士合作开展了南海北部陆坡天然气水合物开采潜力数值模拟研究，同时进行了深入的学术交流活动。此次合作研究是前期双方达成共识的基础上开展合作研究和交流的第一步。李刚和苏正采用美国Lawrence Berkeley国家实验室开发的TOUGH+Hydrate数值模拟软件分别对2007年成功取样的南海北部神狐海域SH2站位和SH7站位海底天然气水合物藏进行了开采潜力的数值模拟研究。数值模拟过程中主要采用降压法和注热法相结合的开采方法，对垂直井和水平井开采海底天然气水合物的异同进行了比较，根据现有的海底水合物实地数据对井口产气产水速率进行了评价，并对海底沉积物的渗透率、水合物饱和度、海底温压条件以及盖层情况进行了参数敏感性分析，比较全面地评价了神狐海域天然气水合物藏的开采前景。合作研究期间，两人分别完成了题为Evaluation of Gas Production Potential from Marine Gas Hydrate Deposits in the Shenhu Area of the South China Sea: Depressurization and Thermal Stimulation Methods和Numerical Investigation of Gas Production Strategy for the Hydrate Deposits in the Shenhu area的学术论文。 　　合作结束后，重点实验室副主任吴能友和George Moridis教授就未来双方进一步合作的方式、方向和内容进行深入讨论。

青藏高原是地球上海拔最高的高原，被称为“世界屋脊”、“第三极”。青藏高原光照和地热资源充足。高原上冻土广布，植被多为天然草原。它扮演着重要的生态角色，影响着全球气候变化。这个区域的碳循环系统尤其引人注目。图片来源于网络，如有侵权请联系删除随着全球气候变暖，青藏高原的永冻层正在消融，导致大量的甲烷和其他温室气体被释放到大气中，从而影响了全球气候变化的速度。这种现象对人类社会和生态系统都产生了深远的影响，今天想向大家介绍的文章，正好与此相关。基于Picarro G2201-i碳同位素分析仪研究天然气水合物释放对青藏高原永冻层湿地甲烷排放的影响湿地甲烷排放是全球收支中最大的自然来源，在推动21世纪气候变化方面发挥着日益重要的作用。多年冻土区碳库是受气候变化影响的大型储层，对气候变暖具有正反馈作用。在与气候相关的时间尺度上，融化的永久冻土中的甲烷排放是温室气体收支的关键。因此，多年冻土区湿地甲烷排放过程与湿地碳循环密切相关，对理解气候反馈、减缓全球变暖具有重要意义。青藏高原是地球上最大的高海拔永久冻土区，储存了大量的土壤有机碳和天然气水合物中的热生烃。湿地甲烷排放源识别是了解青藏高原湿地甲烷排放和碳循环过程与机制的重要问题。基于此，来自中国地质调查局的研究团队于2017年测量青藏高原木里永冻层近地表和天然气水合层钻井（DK-8）的CH4和CO2排放量及其碳同位素组成（Picarro G2201-i碳同位素分析仪）。并计算CH4和CO2碳同位素分馏（ Ԑ C：δ13CCO2- δ13CCH4）。旨在为木里多年冻土湿地甲烷排放的重要来源-天然气水合物释放提供新的证据，揭示天然气水合物释放对湿地甲烷季节性排放的影响，进一步揭示钻井等人为活动对青藏高原多年冻土湿地甲烷排放的影响。研究区域位置【结果】DK-8中CH4含量、δ13CCH4 及Ԑ C土壤层中CH4含量、δ13CCH4 及Ԑ C【结论】热成因天然气水合物分解是湿地甲烷排放重要的源季节性湿地甲烷排放受人类钻井活动的影响天然气水合物释放的甲烷特征：【δ13CCH4】 -25.9±1.4‰~-26.5±0.5‰，【Ԑ C】-25.3‰~ -32.1‰δ13CCH4和Ԑ C值可以区分复杂环境中的热成因和微生物成因甲烷秋冬季节以热成因甲烷为主导，春夏季节微生物成因甲烷贡献较大随着天然气水合物资源的进一步探索和开采，天然气水合物分解对永冻层湿地甲烷排放的影响会更显著

各单位：经有关单位申报，泰安市纺织服装产业链商会（协会）标准化技术委员会通过初审、立项评审等程序，对《氢水合物水溶液 氢气含量的测定 气相色谱法》等7项TGIC团体标准计划项目予以立项。请各项目牵头单位按照《泰安市纺织服装产业链商会（协会）团体标准管理办法》的有关规定认真组织落实，并做好以下工作：一、成立标准起草工作组，制定工作计划，确保项目按期完成。二、加强调查研究和试验验证，试验方法要至少3家实验室比对，确保方法科学合理。征求意见稿送秘书处前，应先征求业内专家意见，并将专家意见汇总后一并报秘书处。三、请各项目牵头单位指定一名联系人（姓名、单位、手机、微信）报秘书处邮箱：zkgcbwh@163.com，并与秘书处保持密切沟通。欢迎与此批团标计划项目相关的企事业单位或个人参与标准编制工作。如有意向请联系秘书处，秘书处将根据填报情况进行协调和确定。关于下达《氢水合物 氢气含量的测定 气相色谱法》等 7项团体标准计划项目的通知.pdf

p style=" text-align: center " strong 科技部关于批准建设天然气水合物、认知智能2个企业国家重点实验室的通知 /strong /p p style=" text-align: center " 国科发基〔2017〕386号 /p p 　　国务院国有资产监督管理委员会、安徽省科技厅： /p p 　　企业国家重点实验室是国家创新体系的重要组成部分，主要任务是面向战略性新兴产业和行业发展需求，以提升企业自主创新能力和核心竞争力为目标，开展基础和应用基础研究及共性关键技术研发，研究制定国际标准、国家和行业标准，聚集和培养优秀人才，引领和带动行业技术进步。 /p p 　　为进一步完善企业国家重点实验室布局，科技部启动天然气水合物、认知智能企业国家重点实验室的建设工作。根据专家评审结果，经研究，现决定批准建设“天然气水合物国家重点实验室”、“认知智能国家重点实验室”2个实验室(名单见附件)。 /p p 　　请你们抓紧组织实验室依托单位编制《企业国家重点实验室建设与运行实施方案(2018 2022年)》 按照《依托企业建设国家重点实验室管理暂行办法》(国科发基〔2012〕716号)的规定和要求，落实有关政策和建设经费，组织相关单位凝练实验室发展目标、明确主要研究方向和重点、组织科研队伍、引进和培养优秀人才、完善和提升实验研究条件、建立“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，做好企业国家重点实验室建设与运行管理工作。 /p p 　　特此通知。 /p p 　　附件：批准建设的企业国家重点实验室名单 /p p style=" text-align: right " 科 技 部 /p p 　　附件 /p p style=" text-align: center " strong 批准建设的企业国家重点实验室名单 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 001.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/e5e38231-dfe9-46f0-838b-820c434027ca.jpg" / /p p & nbsp /p

center img style=" width: 285px height: 300px " title=" " alt=" " src=" http://upload.jxntv.cn/2018/0515/1526343227397.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 285" / /center p 　　钠离子水合物的亚分子级分辨成像。从左至右，依次为五种离子水合物的原子结构图、扫描隧道显微镜图、原子力显微镜图和原子力成像模拟图。图像尺寸：1.5 nm × 1.5 nm。 /p center img style=" width: 402px height: 300px " title=" " alt=" 中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src=" http://img002.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/35DDA1DE9EDE6FF980557BE1E5589178.jpeg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 402" / /center p 　　5月14日，在中科院物理研究所会议室举行的发布会上，北京大学物理学院教授江颖(左)和中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥（右）在回答记者提问。新华社记者 金立旺 摄 /p p 　　5月14日电，北京大学和中国科学院的一支联合研究团队日前利用自主研发的高精度显微镜，首次获得水合离子的原子级图像，并发现其输运的“幻数效应”，未来在离子电池、海水淡化以及生命科学相关领域等将有重要应用前景。该成果于北京时间14日由国际顶级学术期刊《自然》在线发表。 /p p 　　水是人类熟悉但并不真正了解的一种物质。水与溶解其中的离子结合在一起形成团簇，称为水合离子，盐的溶解、大气污染、生命体内的离子转移等都与水合离子有关。19世纪末科学家就开始相关研究，但由于缺乏原子尺度的实验手段以及精准可靠的计算模拟方法，水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点。 /p p 　　中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥与北京大学物理学院教授江颖带领课题组，在实验中首次获得了单个的水合离子，随后通过高精度扫描探针显微镜，得到其原子级分辨图像。这是一百多年来人类首次直接“看到”水合离子的原子级图像。 /p p 　　“观测到了最小的原子——氢原子，几乎已经达到极限，可以对原子核与电子的量子效应同时进行精确描述。”王恩哥说。 /p p 　　经过高精度观测，中国科学家还发现了水合离子的“幻数效应”，即包含3个水分子的钠离子水合物在表面上具有异常高的扩散能力。江颖介绍，该研究结果意味着，可以选择性增强或减弱某种离子的输运能力，在离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等应用领域具有重要的潜在意义。 /p p 　　“比如，可以通过对离子电池的电极材料进行界面调控，借助‘幻数效应’提高离子的传输速率，从而缩短充电时间和增大电池功率。”江颖说。 /p p 　 strong 　1.研发显微镜核心部件和方法，达到原子水平观测的极限 /strong /p p 　　这项工作的突破之一，是在国际上首次得到了水合钠离子的原子级分辨图像。中国科学院院士、北京大学讲席教授王恩哥说：“这可能就是原子水平观测的极限了。” /p p 　　为了得到这幅图像，科学家们面临着两个挑战：第一步，如何人工制备单个离子水合物?制作离子水合物非常容易——把盐倒入水中溶解就可以了——但它们相互聚集、相互影响，水合结构也在不断变化，要得到适合扫描探针显微镜研究的单个离子水合物是一件非常困难的事。 /p p 　　第二步，如何给离子水合物拍个原子级照片?实验制备出单个离子水合物团簇后，接下来需要通过高分辨成像弄清楚其几何吸附构型，也就是给它们拍个“原子照片”——由于离子水合物属于弱键合体系，比水分子团簇更加脆弱，因此针尖很容易扰动离子水合物，从而无法得到稳定的图像。 /p p 　　科学家们在之前研究的基础上，对扫描探针显微镜做了改造，自主研制了关键核心设备。这一研究的主要完成人、北京大学物理学院教授江颖介绍，为了制备单个离子水合物，他们基于扫描隧道显微镜发展了一套独特的离子操控技术，以制备单个离子水合物。江颖说：“首先用非常尖锐的金属针尖在氯化钠薄膜表面吸取一个氯离子，这样便得到氯离子修饰的针尖和氯离子缺陷。然后用氯离子针尖将一个水分子拉入到氯离子缺陷中，再将针尖靠近缺陷最近邻的钠离子，水平拉动钠离子，将钠离子拔出吸附在针尖上。最后用带有钠离子的针尖扫描水分子，从而使钠离子脱离针尖，与水分子形成含有一个水分子的钠离子水合物。通过拖动其他水分子与此水合物结合，即可依次制备含有不同水分子数目的钠离子水合物。” /p p 　　为得到离子水合物的“原子照片”，并保证不对其产生扰动，研究人员发展了基于一氧化碳针尖修饰的非侵扰式原子力显微镜成像技术，可依靠极其微弱的高阶静电力扫描成像。江颖给记者展示了图片：“这是国际上首次在实空间得到离子水合物的原子层次图像，从图中可以看到，不仅水分子和离子的吸附位置可以精确确定，就连水分子取向的微小变化都可以直接识别。” /p p 　　 strong 2.离子水合物的幻数效应有什么用 /strong /p p 　　江颖介绍，为了进一步研究离子水合物的动力学输运性质，研究人员利用带电的针尖作为电极，通过非弹性电子激发控制单个水合离子在氯化钠表面上的定向输运，发现了一种有趣的幻数效应：包含有特定数目水分子的钠离子水合物具有异常高的扩散能力，迁移率比其他水合物要高1~2个量级，甚至远高于体相离子的迁移率。 /p p 　　结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度。具体来说，包含1、2、4、5个水分子的离子水合物总能通过调整找到与氯化钠衬底的四方对称性晶格匹配的结构，因此与衬底束缚很紧，不容易运动 而含有3个水分子的离子水合物，却很难与之匹配，因此会在表面形成很多亚稳态结构，再加上水分子很容易围绕钠离子集体旋转，使得离子水合物的扩散势垒大大降低，迁移率显著提高。 /p p 　　江颖说：“我们可能都给孩子玩过按照空洞填积木的游戏，这个实验有点类似。氯化钠衬底就是预留好不同几何形状空洞的底板，而离子水合物就是这些积木，它周围结合的水分子数目决定了积木的几何形状。我们发现，包含1、2、4、5个水分子的水合物总能在底板上找到对应的空洞稳定下来，但含有3个水分子的离子水合物却没有合适的地方，只能浮在表面不停运动。” /p p 　　有评论认为，这一发现会在很多领域得到应用，“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径，并可以拓展到其他水合体系”。 /p p 　　江颖举了几个例子。比如生物离子通道的研究，“我们知道，人类的嗅觉、味觉、触觉等是靠生物离子通道来实现的。离子在这些通道中的输运速度非常高，而且在离子的筛选上有很强的特定性，从来不会乱套。过去我们认为这种高速度和特定性主要是由离子通道的大小决定的，但我们的研究结果对这个认知提出了挑战。生物离子通道的内壁结构有很多微观细节，或许是因为细节的不同，导致了不同的幻数效应，才出现了离子输运的选择性和高效性。”再比如离子电池的研究，“我们可以通过对电极材料表面的调控和裁剪，提高离子的传输速度，实现缩短充电时间、提升电池功率等目标。” /p p 　　王恩哥表示，这一研究是理论与实验相结合的范例，是科学家们在一个方向上持续不断研究的结果，“我们将在这个方向上持续努力下去，也希望其他学者参与进来，让我们对水、对水合物体系有更深入的了解”。 /p p 　 strong 　3.水合离子变得可以操控，能为我们带来什么? /strong /p p 　　据了解，这项研究工作得到了《自然》杂志三个不同领域审稿人的一致好评和欣赏。他们认为，该工作“会马上引起理论和应用表面科学领域的广泛兴趣”，“为在纳米尺度控制表面上的水合离子输运提供了新的途径并可以拓展到其他水合体系”。 /p p 　　王恩哥院士介绍，“该项研究的结果表明，我们可以通过改变材料表面的对称性和周期性，来实现选择性增强或减弱某种离子输运能力的目的。这对很多相关的应用领域都具有重要的潜在意义。” /p p 　　比如可以研发出新型的离子电池。江颖告诉记者，现在我们所使用的锂离子电池，其电解液一般是由大分子聚合物组成，而基于这项最新的研究，将有可能开发出一种基于水合锂离子的新型电池。“这种电池将大大提高离子的传输速率，从而缩短充电时间和增大电池功率，更加环保、成本也将大幅降低。” /p p 　　另外，这项成果还为防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等前沿领域的研究开辟了一条新的途径。同时，由该工作发展出的高精度实验技术未来还有望应用到更多更广泛的水合物体系。 /p center img style=" width: 450px height: 292px " title=" " alt=" 中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src=" http://img001.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/54A9FE512CB7D9448952615F391BE431.jpeg" height=" 292" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /center p 　　5月14日，在中科院物理研究所会议室举行的发布会上，中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥在介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄 /p center img style=" width: 450px height: 338px " title=" " alt=" 中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src=" http://img003.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/EAAEBB34B6CC5E08C49B2CBB7DE0F7A0.jpeg" height=" 338" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /center p 　　5月14日，在中科院物理研究所会议室举行的发布会上，北京大学物理学院教授江颖(左)和中科院院士、北京大学讲席教授王恩哥在回答记者提问。新华社记者 金立旺 摄 /p center img alt=" 中国科学家首次揭示水合离子的微观结构" src=" http://img003.21cnimg.com/photos/album/20180515/m600/A35A5DB342D4F1E05F79EE99F887BD42.jpeg" height=" 600" width=" 439" / /center p 　　5月14日，在中科院物理研究所会议室举行的发布会上，北京大学物理学院教授江颖在介绍研究成果。新华社记者 金立旺 摄 /p

Picarro G2401——利用后向轨迹模型估计北极大气温室气体的空间分布江苏海兰达尔 2023-04-03 10:58 发表于江苏收录于合集#温室气体3个#大气2个原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mma.6046摘要在这项研究中，我们使用了一种被称为FLA的被动风传感（遥感）数值技术来模拟大气组分浓度的平均有效场，并展示了方法和研究结果。用数值方法求解了假设扩散波峰数无限大的温室气体空间分布的拟二维重构问题。这项研究是基于2016年7月至2017年8月在喀拉海别雷岛对大气中甲烷和二氧化碳的现场测量。我们分析了北极地区甲烷和二氧化碳空间分布的差异和共同特征，甲烷的浓度随着从大陆移动到偏远海域而趋于下降，相反，对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到了较低的值，但随着远离海岸线而增加。对于这两种温室气体，2017年的平均大气浓度相对于2016年也有所增加。01观测介绍观测地点（别雷岛）位于俄罗斯亚马尔半岛以北5至10公里的喀拉海，于2016年至2017年夏季进行，测量站点建设在西北海岸（73.32°N, 70.05°E）。大气二氧化碳和甲烷的浓度测量使用Picarro G2401温室气体分析仪，该系统能够在连续无人值守的条件下进行高精度监测。根据工厂报告来看，Picarro G2401对二氧化碳和甲烷的测量精度分别为50ppb和1ppb（1σ，5秒测量平均）。在不使用参考气体的1个月内，最大漂移量为二氧化碳不超过500ppb，甲烷不超过3ppb。基于其低漂移和低校准频率的需求，该系统非常适应远程连续测量。02后向轨迹使用HYSPLIT4软件计算了不同月份下测量的4天后向轨迹（图1）。可以看出，气流的模式在每年和每月都有显著的变化。在2016年7月和2017年8月，都观测到了西西伯利亚中纬度地区的气团入侵。除2017年7月外，在其它月份，来自北极地区的气团都到达了别雷岛。图1 别雷岛监测站4个不同月份下的4天后向轨迹03研究结果图2为2016年和2017年二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场的模拟结果。二氧化碳浓度（图2A、B）和甲烷浓度（图2C、D）的空间分布的一般特征有根本上的区别。对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到较低的值，并且它们随着远离海岸线而增加。相反，在大陆及其邻近地区的甲烷浓度要高于偏远海域。这种空间分布上的差异是可以被解释的，因为甲烷的来源主要是大陆，包括各种自然和人为排放。例如，湿地和淡水系统被证明对北极地区的大气甲烷有重大贡献。主要的人为来源则是化石燃料燃烧和石油天然气工业。与此同时，在测量期间，陆地植被明显处于活跃的物候状态，这提供了强大的二氧化碳汇，因此其在陆地上的大气浓度较低。图2 不同年度月份二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场在模拟的不同区域，有许多高甲烷浓度的“点”是意料之外的，这种镶嵌分布的形成可能与长距离的气体传输和海面可能的排放有关。因为来自海洋的甲烷的一个强大来源是海底永久冻土层和大陆架水合物，它们在该地区的分布也不均匀。此外，2016年夏季在俄罗斯北极地区观测到的温度异常可能是2016年海面以上温室气体空间分布差异更大的原因。对2016年和2017年的平均有效场的比较表明，2017年的二氧化碳和甲烷浓度相对于2016年均有所增加。结论在这项研究中，我们证明了基于监测点现场测量和空气颗粒物轨迹来评估大气组分平均浓度场的可能性。模拟的甲烷和二氧化碳浓度场的情况如下。二氧化碳在整个大陆的浓度较低，随着远离海岸线而升高，甲烷浓度分布则相反。根据计算结果，得到了模拟区域内海面上甲烷浓度空间分布较高的镶嵌模式。2017年，两种温室气体（二氧化碳和甲烷）的大气浓度相对于2016年都有所增加。编辑人：陆文涛审核人：史恒霖

瑞士华嘉公司与晶云药物科技有限公司于3月24-25日在苏州联合举办的&ldquo 药物晶型研究与药物固态表征专题培训&rdquo 。 药物晶型研究和药物固态表征在制药业具有举足轻重的意义。一方面，不同晶型的同一药物，在稳定性，溶解度，和生物利用度等生物化学性质方面可能会有显著差异，从而影响药物的疗效。如果没有很好的评估选择最佳的药物晶型进行研发，可能会在临床后期产生晶型的变化，从而导致药物上市的延期而产生巨大的经济损失。由于药物晶型研究的重要性，美国药监局（FDA）对该领域的研发提出了明确要求，在IND和NDA中都要求对药物多晶型现象提供相应的研究数据。对于仿制药公司来说，如何研发出药物的新晶型从而能够打破原创药公司对晶型的专利保护，提早将仿制药推向市场，是近年来一个至关重要的问题，将直接影响到仿制药和原料药公司的市场和国际竞争力。另一方面，能否对药物进行正确的固态表征从而理解药物的固态性质（包括晶型稳定型，晶体表象，粒径分布，比表面积，无定形药物分散剂的稳定型，制剂溶出曲线，原料药和辅料的相容性，手性化合物的纯度等），将直接影响到原料药和制剂的研发和生产工艺，从而影响到药品的质量和销售价格。 药物晶型研究与药物的固态表征在欧美制药界已经是比较成熟并深受重视的领域，但在国内制药界尚属起步阶段。 晶云药物核心技术团队在药物晶型研究和药物固态表征领域拥有数十年的丰富经验，曾被邀请为许多全球和国内的制药公司提供该领域的专业技术咨询和培训。为了满足更多药物公司在该领域的技术需求，让更多的研发人员理解药物晶型研究和药物固态表征的原理和应用，并和同行沟通，更好的了解该领域的研发进展和发展趋势，晶云药物特决定在苏州举办此次为期2天的技术培训。培训的所有费用由晶云承担(除交通住宿外)。 培训课程： l 课程一 题目： 多晶型的控制和认知在原料药的工艺研发中的作用（3小时） 内容：  Ø 多晶型的控制和认知的重要性 Ø 无水多晶型体 i. 构建相图和解析相图 ii. 如何寻找最佳晶型（稳定和亚稳态晶型） iii. 如何有效的确定多晶型混合物中各种晶型的含量或比例 iv. 亚稳态晶型在制药业中的应用条件 v. 多晶型体在原料药上应用 Ø 水合物和溶剂合物 i. 识别和表征水合物及溶剂合物 ii. 水合物和溶剂合物在原料药中的应用及如何保存 iii. 针对水合物和溶剂合物的干燥工艺 Ø 药物多晶型的基本筛选流程 Ø 药物多晶型的稳定性及其热动力学研究 Ø 怎样生产并保持你所需要的晶型 Ø 实例分析 i. 混合晶型系统 ii. 在药品保存中形成了新的水合物/溶剂合物 iii. 如何放大不稳定的晶型的生产工艺 iv. 如何应对临床后期出现的晶型转化 主讲人： 陈敏华博士 l 课程二 题目： 药物多晶型的知识产权和法规（1小时） 内容： Ø 何时和为何要保护多晶型的知识产权 Ø 多晶型体的新药申批（NDA）需要什么信息及怎样填写新药申批 Ø 食品和药物管理局（以美国为例）对多晶型的要求及标准 Ø 如何开发仿制药的多晶型 主讲人：陈敏华博士 l 课程三 题目： 盐类药物的研究（45分钟） 内容：  Ø 什么是盐类药物 Ø 为什么要开发盐类药物 Ø 如何形成盐类药物 主讲人： 张炎锋博士 l 课程四 题目： 药物共晶体（45分钟） 内容： Ø 什么是共晶体 Ø 共晶体药物在制药中的基本应用 Ø 共晶体的稳定性 Ø 如何筛选药物共晶体及其放大工艺 Ø 在制药产业中形成共晶体的现象及其产生的影响 主讲人： 张炎锋博士 l 课程五 题目： 原料药的主要表征手段及对药物研发的重要性（2.5小时） 内容：  Ø 粉末衍射（XRPD） Ø 拉曼光谱 Ø 动态气相吸附(DVS) Ø 比表面积分析 (SA) Ø 表观密度 Ø pKa值的确定 Ø 测量LogD/LogP Ø 差示扫描量热仪及调制差示扫描量热仪 （DSC and MDSC） Ø 热重量分析仪（TGA） Ø 单晶衍射仪（SCXRD） Ø 偏振光显微镜 Ø 固态核磁共振（SSNMR) 主讲人： 陈敏华博士，张炎锋博士和张海禄博士 l 课程六题目： 手性药物的结晶拆分（1小时） 内容： Ø 手性药物结晶拆分的原理及工艺研发的流程和策略 Ø 手性药物结晶拆分在原料药生长中的重要性 Ø 实例分析: 对于不同种类的对映异构体系统（Conglomerate, Racemic compound, Solid solution）和非对映异构体(Diastereomer)进行手性拆分的不同策略的成功应用 Ø 手性分子结晶拆分的发展近况 主讲人： 陈敏华博士 培训安排： 时间：2011年3月24日-25日 地点：苏州工业园区仁爱路158号中国人民大学国际学院（苏州研究院）敬斋 注册报到地点：中国人民大学国际学院（苏州研究院）敬斋 学员人数：20-50人 日程安排： 日 期 时 间 活动内容 3月24号上午 8:00-9:00 注册报到 （含早餐） 9:00-9:20 欢迎致词 9:20-11:00 课程一 11:00-11:15 茶点休息 11:15-12:30 继续课程一 12:30-13:30 午餐 3月24号下午 13:30-15:00 课程二+课程三 15:00-15:20 茶点休息 15:20-16:20 课程三+课程四 16:20-17:30 讨论 17:30---- 自由社交和招待宴会3月25号上午 8:30-10:00 课程五 10:00-10:20 茶点休息 10:20-11:20 继续课程五 11:20-12:20 课程六 12:20-12:30 合影 12:30-13:30 午餐及自由活动 3月25号下午 13:30-17:30 参观晶云技术平台,了解各种仪器的实际操作和应用-理论结合实际 天气：苏州3月底天气凉爽，气候宜人，是一年中旅游的最佳时节，平均最低气温 12.2 ℃，平均最高气温 21.0 ℃。 华嘉客户报名方式（附回执）： 电话：4008210778 传真：021-33678466 邮件：helen.jiang@dksh.com 回执单 姓名 性别 人数 单位名称 详细地址 邮政编码 电话 传真 E-mail 留言： 备注：请尽快E-mail 或传真（021-33678466）确认 联系人： 姜丹 公司地址：上海市虹梅路1801号A区凯科国际大厦2208室 邮政编码：200233 电话：4008210778 ；传真：021-33678466 电子邮箱：helen.jiang@dksh.com

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前言物质在结晶时由于受各种因素影响，使分子内或分子间键合方式发生改变，致使分子或原子在晶格空间排列不同，形成不同的晶体结构。同一物质具有两种或两种以上的空间排列和晶胞参数，形成多种晶型的现象称为多晶现象(polymorphism)。许多结晶药物都存在多晶型现象，同一药物的不同晶型在外观、溶解度、熔点、溶出度、生物有效性等方面可能会有显著不同，从而影响药物的稳定性、生物利用度及疗效，此现象在口服固体制剂方面表现得尤为明显。药物多晶型现象是影响药品质量与临床疗效的重要因素之一。因此，对存在多晶型的药物进行研发以及审评时，应对其晶型分析予以特别关注。多晶型药物中的不同晶型的热力学稳定性不同，不稳定晶型的熔融温度可能显著低于热力学稳定的晶型；而一种晶型熔融后可能结晶形成另一种更稳定的晶型。对于很多药物材料来说，多晶型现象的存在是非常重要的，因为在服用药物后，它们对血液循环中有效成分的摄取，以及药物保质期等方面会产生重大影响。同一药物的某种晶型可能比其它晶型更易溶解或摄取，其释放时间也会有所不同，并可以通过一定类型和水平的特定多晶型来进行控制。另外，某些晶型的储存期可能更长；随着时间的变化，易于溶解的晶型可能转变为不易溶解的晶型，从而导致药物活性的改变。中国药典通则《9015药品晶型研究及晶型质量控制指导原则》中明确说明，当固体药物存在多晶型现象，且不同晶型状态对药品的有效性、安全性或对质量可产生影响时，应对原料药物、固体制剂、半固体制剂、混悬剂等中的药物晶型物质状态进行定性或定量控制。在“药品晶型质量控制方法”一节中，明确晶型种类相对鉴别方法为粉末X射线衍生 (PXRD)、红外光谱 (IR)、拉曼光谱 (Raman)、差式扫描量热 (DSC)、热重 (TG)、毛细管熔点 (MP)、光学显微 (LM)、偏光显微 (LM) 和固体核共振 (ssNMR) 等9种方法。其中，TG方法中新增的热重与质谱联用 (TG-MS) 可以实现不同晶型药品在持续加热过程中的失重量和失重成分以及结晶溶剂和其它可挥发性成分的定性、定量分析。中国药典通则《0981结晶性检查法》规定固态药物的结晶性检查可采用偏光显微镜法、粉末X射线衍射法和差示扫描量热法 (DSC)。其中新增的DSC法可实现对晶态物质的尖锐状吸热峰或非晶态物质的弥散状 (或无吸热峰) 特征进行结晶性检查。当相同化合物的不同晶型固体物质状态吸热峰位置存在差异时，亦可采用DSC法进行晶型种类鉴别。DSC 测量的是加热、冷却或等温条件下样品吸收和释放的热流信号。《化学仿制药晶型研究技术指导原则》（试行）结合我国仿制药晶型研究的现状并参考国外监管机构相关指导原则起草制定，阐明仿制药晶型研究过程中的关注点，涉及的晶型包括无水物、水合物、溶剂合物和无定型等。指导原则明确了可使用热分析法 (如DSC和TG) 和光谱法 (如IR和Raman) 作为药物晶型表征方法和晶型确证方法；晶型控制参照《中国药典》相关通则 (《9015药品晶型研究及晶型质量控制指导原则》和《0981结晶性检查法》) 对晶型进行定性和/或定量分析。珀金埃尔默DSC 8500采用独一无二的功率补偿型设计，测量真实的热流信号。相互独立的轻质双炉体设计，使得 DSC 8500既可以提供药物多晶型测定所需要的极高灵敏度，又可以提供非常卓越的信号分辨率。同时，由于功率补偿型DSC的小炉体设计，提供了快速升降温的可能，从而可以在测试中通过快速升温，抑制低温晶型熔融后的重结晶，进而得到真实的各晶型比例。珀金埃尔默DSC产品，除了在药物晶型研究上的优势，在药物分析与研究方面，还具有如下优势：1灵敏度高，可灵敏检测蛋白变性的微量放热；2量热准确度高，特别适合药品纯度检测；3专利的调制技术，可研究晶型的可逆和不可逆转变；4铂金炉体，特别适用于药物的易分解特性；DSC 8500差式扫描量热仪极高的灵敏度，可以检测很弱的晶型转变过程或者含量很低的晶型成分卓越的分辨率，可以更好地分离多种晶型的熔融峰最快的加热和冷却速率 (最高可达750°C/min)使用铂面电阻测温技术 (PRT) 测量样品温度，准确性和重现性优于热电偶非常稳定的基线性能具备StepScan DSC技术，可以直接分离可逆与不可逆的热过程或热转变最大程度遵从21 CFR Part 11法规实验1某药物材料DSC测试测试条件升温速率：3℃min-1/10℃min-1；样品质量：~3mg；样品盘：标准卷边铝盘；吹扫气；高纯氮气；温度范围：90℃~170℃实验2卡马西平多晶型DSC测试图5 不同升温速率下卡马西平DSC测试结果

主题：Quantitative Raman spectroscopic analyses of geologicalfluids 如何采用拉曼光谱定量分析地质流体 时间：2013年12月11日 15:00~16:30 地点：HORIBA 北京办公室（建国门外大街甲6号SK大厦1801室） 主讲人：Prof. I-Ming Chou (周义明教授) 网络直播：无法莅临北京现场的用户可就近选择HORIBA其他办公室，参加网络视频会议并进行交流 &diams 上海：天山西路1068号联强国际广场A栋1层D单元 &diams 广州：天河区体育东路138号金利来数码网络大厦1612室 报名联系: 联系人：Ms. Zhao 邮箱：shifang.zhao@horiba.com 电话：010-85679966-212 报名截止：12月9日（含当天） 注：本次讲座名额有限，有意者请尽快报名，额满为止。 报告摘要 Standards were prepared infused silica capillaries for the calibration of Raman systems for quantitativeanalyses of geological fluids, such as those found in fluid inclusions in minerals. The standards include fluids in unary (CH4, CO2), binary (CH4-CO2, CH4-H2O, CO2-H2O,CH3COOH-H2O) and ternary systems (CH4-CO2-N2). Three different ways of standards preparation were introduced andcompared. After calibrating the Raman spectroscopic system with some of thesestandards, it is credible to determine, for example, (1) the pressures of CH4 in fluidsamples, (2) the diffusion coefficient of CH4 in water at room temperature, and (3) the solubility of methanehydrate in water. Fluid standards prepared in fused silica capillaries arereliable for calibration of Raman systems and small enough to be used forinter-laboratory comparisons. 主讲人简介 周义明，男，1945出生，台湾省新竹县人。1974年毕业于美国约翰霍普金斯大学地球与行星科学系地球化学专业，获博士学位。先后担任美国约翰霍普金斯大学博士后、美国国家研究委员会、驻太空总署詹森太空中心博士后、美国洛奇电子公司首要科学家、美国内政部地质调查局研究地质学家、美国卡耐基学院、地球物理研究所访问学者，在包括《Science》在内的国际学术刊物上发表学术论文130篇。现为美国内政部地质调查局&ldquo 荣誉退职&rdquo 研究地质学家、中国科学院三亚深海科学与工程研究所一级研究员兼深海端环境模拟实验室主任。 曾任NorthAmerica Chinese Earth Scientists Association主席(1998-1999)，现任Overseas Chinese Earth Science and TechnologyAssociation主席 (1998至今)。 主要研究方向： (1) 矿物及气体水合物（包括天然气水合物）在不同的温度、压力、共存流体组分及氧逸度下的稳定性和物理化学性质。 (2) 地质流体的物理化学性质。 (3) 矿物及地质流体的热力学数据的取得、评鉴及应用。 关注我们： 邮箱：info-sci.cn@horiba.com 新浪官方微博：HORIBA Scientific 微信二维码：

中科院海洋研究所张鑫博士作为第一完成人与美国MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) 研究所合作，成功研制出基于深海ROV (Remotely Operated Vehicle) 缆控机器人的深海甲烷原位探测系统。相关研究成果已于近期发表在Geophysical Research Letters 杂志，并在第一时间被《自然》和《科学》杂志同时进行了报道和评述。 　　利用该项技术，科研人员在世界上首次获得了深海沉积物中甲烷的原位真实浓度，是传统采样测试结果的10-20倍，从而证明甲烷不仅存在于天然气水合物中，而且更广泛地大量赋存于深海沉积物中。在ROV的视频监控下，系统将钛合金探针插入深海沉积物中，抽取沉积物孔隙水，并使用深海激光拉曼光谱仪原位获得孔隙水中的甲烷浓度。同时，该技术还可以原位获取深海沉积物中溶解的硫化氢气体、pH值和硫酸根等多种海洋化学参数。 　　著名天然气水合物专家Ross Chapman教授认为，该项技术是“昂贵却实用的”。相关研究成果已在2009年AGU秋季会议和2010 Ocean Sciences会议上作了会议报告，还将于今年6月在西班牙召开的OCEANS 2011会议和今年7月在英国召开的第七届国际天然气水合物大会上作邀请报告，已经成为近期国际海洋界的研究热点之一。 　　深海沉积物中蕴藏着丰富的甲烷气体，其与水分子结合可以形成天然气水合物，在全球甲烷循环和气候变化中具有重要作用，并且是一种潜在的清洁能源，但一直缺乏有效的探测手段。 　　作为一种先进的海洋化学探测技术，该研究成果对于海洋地质和海洋化学研究中关注的沉积物海洋地球化学、天然气水合物原位探测和深海热液、冷泉生态系统研究具有很好的应用前景。 　　从海底取样(图片来源：MBARI) 　　张鑫在科研船上进行研究(图片来源：Nancy Barr/MBARI) 使用深海激光拉曼光谱仪原位获得孔隙水中的甲烷浓度(图片来源：张鑫/中科院海洋研究所)

日前，中国科学院合肥物质科学研究院智能所陈池来研究员团队王晗等研究人员在深海探测领域取得新突破——在前期深海质谱研究基础上，将水体溶解甲烷检测灵敏度提升500多倍，达到海洋及湖泊本底溶解甲烷检测水平，实现了从溶解甲烷异常事件监测到背景甲烷长期监测的跨越。甲烷作为仅次于二氧化碳的第二大温室气体，其排放对全球气候变化具有重要影响。每年从海洋、湖泊等水生态系统中排放的甲烷约占全球总量的53%，因此，有效监测海洋甲烷向大气的排放通量至关重要。此外，甲烷还是天然气水合物的主要成分，这种新型清洁能源被视为21世纪最具潜力的能源之一。因此，海洋甲烷监测对于海洋环境感知、甲烷异常区域发现、海洋能源勘探、海洋科学研究等均具有重要价值。由于海洋中的甲烷浓度低、变化大等特点，当前对海洋溶解甲烷的检测数据仍然很少，对海洋甲烷通量的估计还存在很大不确定性。深海质谱仪是实现海洋溶解气快速检测的重要海洋装备，因其检测灵敏度有限，也只能对特定区域或异常事件进行检测。2023年，陈池来研究员团队成功研制“智微号”深海质谱仪，并在南海某海域顺利完成多次海试，获得了海洋廓线重要溶解气信息。在前期工作基础上，为进一步提高检测灵敏度，团队针对样本水气高、检测仪器空间有限等问题，研制出小体积、低功耗的在线除水系统，同时优化进样气路设计，成功将其集成安装于深海质谱仪中。这一改进在维持目标检测气体高渗透通量的同时，将质谱仪的真空度提升超过2个数量级，将甲烷的检测灵敏度提升了超500倍，达到深海及湖泊等水域甲烷本底信号检测水平，有望实现海洋溶解甲烷的无差别监测，将为进一步实现甲烷通量计算、全球气候研究、冷泉发现等提供重要技术基础。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年5月,几个大国都发出了有关可燃冰的消息。中国18日宣布在南海试采可燃冰成功。此前,美国于12日宣布正在墨西哥湾开展可燃冰钻探研究,日本也于4日宣布从近海可燃冰中提取出了甲烷。此前包括俄罗斯、加拿大、印度等国家已经加入了这个开采行列。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/d7e78e9a-ab48-497d-af9c-7a47147be596.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 606px height: 82px " width=" 606" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 82" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 可燃冰的优点 /strong /span /p p 　　什么是可燃冰?中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员袁岚峰介绍,可燃冰的结构是甲烷为主的有机分子被包在水分子组成的“笼子”里,由于甲烷是天然气的主要成分,所以其学名是天然气水合物。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/d6819cd3-6d4f-44db-b5b5-e27a4d9b3142.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 可燃冰的结构 /strong br/ /p p 　　它之所以被称作“可燃冰”,一方面是因为既含水又呈固体,看来像冰,另一方面,甲烷与水分子结合很弱,外界稍加扰动就可以让其分离出来,很容易点燃。 /p p 　　甲烷是清洁燃料,燃烧后只生成二氧化碳和水,如果替代煤炭,将有助于解决空气污染问题。 /p p 　　可燃冰储量巨大,广泛分布于全球大洋海底、陆地冻土层和极地之下。有专家估计,其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍。因此,可燃冰是一种有重大战略意义的未来能源。 /p p 　　“目前全球生产模式主要依靠的传统化石能源总会耗尽,而可燃冰可能大大延长这个时间,为人类开发新能源提供缓冲。”袁岚峰说。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 大国竞相探索 /span /strong /p p 　　可燃冰的优点吸引了全球大国竞相研究开采手段。 /p p 　　美国能源部下属的国家能源技术实验室12日宣布,正与得克萨斯大学奥斯汀分校等机构合作,于5月在墨西哥湾深水区开展可燃冰开采研究,11日已经开始了一次钻探。 /p p 　　美国十分重视可燃冰研究,2000年曾通过《天然气水合物研究与开发法案》。此后美国能源部多次拨款支持可燃冰研究,最近一次是在2016年9月,宣布投入380万美元支持6个新的可燃冰研究项目。开展本次钻探的得克萨斯大学奥斯汀分校就是受支持的项目方之一。 /p p 　　日本经济产业省资源能源厅4日宣布,日本石油天然气金属矿物资源机构成功从日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出甲烷。此次试验开采海域位于爱知县和三重县附近的太平洋近海,估计该海域拥有的可燃冰储量达1.1万亿立方米,是日本天然气年消费量的约10倍。 /p p 　　这是日本第二次开采可燃冰。2013年,日本尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井,试验仅6天就被迫中断。本次试验持续12天后也因出砂问题中断,未能完成原计划连续三四周稳定生产的目标,12天产气量只有3.5万立方米。 /p p 　　《日本经济新闻》19日说,日本希望在21世纪20年代开始可燃冰商业化项目,但现在看来还需要时间研发相应技术。日本资源能源厅石油天然气课长定光裕树表示,由于日本开采试验没有达到目标,可能不得不调整商业化的时间。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 特殊国情加大开采难度 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　　 /strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及被冻土带，根据粗略估算，其资源量分别为64.97*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、3.38*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、12.5*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 、2.8*10 sup 12 /sup m sup 3 /sup 。其中南海北部陆破的可燃冰资源量达185亿吨油当量，相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍，达到我国陆上石油总量的50%。此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方千米，其资源估算达到4.1万亿立方米。而且在我国东海和台湾省海域也存在大量可燃冰。经过海内外专家学者多年探测研究证实中国台湾省西南面积约77000平方千米的海域蕴藏着极为丰富的可燃冰球。据科学家估算，远景资源至少有350亿吨油当量。并且已在南海北部神狐海域和青海省祁连山永久冻土带取得了可燃冰实物样品。 /span /span /p p 　　中国此次试采可燃冰成功,也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。截至18日,本次试采连续产气超过一周,最日高产量3.5万立方米,累计产气12万立方米。 /p p 　　但是可燃冰要商业化还有许多障碍,比如降低开采成本、降低环境影响等。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 现阶段的开采技术 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/5b267c40-309e-4c34-945f-fd962351f0ab.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 496px height: 433px " width=" 496" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 433" / /p p style=" text-align: center " strong 降压法开采原理 /strong br/ /p p span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　 span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 降压法是通过降低压力而使天然气水合物稳定的相平衡曲线移动，从而达到促使水合物分解的目的。一般是在水合物层之下的游离气聚集层中降低天然气压力或形成一个天然气空腔(可由热激发或化学试剂作用人为形成)，使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。在该方法中，由于没有额外的热量注人水合物开采层，分解所吸收的热量必须由周围物质提供，但是当水合物分解吸收的热量达到一定程度，水合物周围环境温度降低会抑制水合物的进一步分解研究表明，这种方法在气体全面分解过程中有利于控制开采气体的流量，适合于那些储藏中存在大量自由气体的水合物储层，是现有水合物开采技术中经济前景比较好的开采技术。 br/ /span /span /p p br/ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8c1160ce-86a8-4c95-b3eb-4b67c33ba6f1.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 493px height: 330px " width=" 493" vspace=" 0" hspace=" 0" border=" 0" height=" 330" / /p p style=" text-align: center " strong 综合法开采原理 /strong /p p 　　综合法是综合利用降压法和热开采技术的优点对天然气水合物进行有效开采。其具体方法是先用热激法分解天然气水合物，后用降压法提取游离气体。目前，这种方法已得到了人们的广泛推祟，已投产的俄罗斯Messoyakha气田和加拿大Mackensie气田均以该法为主要开采技术，其技术在国内具有良好的应用前景。 br/ /p p style=" line-height: 16px " img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/af556450-90e6-48f0-93cf-1eeee0ed2983.pdf" 新型洁净能源可燃冰的研究发展.pdf /a /p

2017年5月18日，国土资源部中国地质调查局在南海宣布，我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。 这是一个历史性突破！ 天然气水合物（可燃冰）在全球分布非常广，资源量大，所以世界各国都在关注这方面的研究和试开采工作，包括美国、加拿大、日本、印度、法国都在科研攻关，国际竞争非常激烈。 当然法国顶尖拓普安（TOP INDUSTRIE）也不例外，公司长期致力于可燃冰相关实验设备的研究，现取得重大突破。法国顶尖拓普安（TOP INDUSTRIE）设计的天然气水合物开采实验模拟平台包括分集反应釜系统、温控系统、压控系统、高压实时相态分析系统，用于进行多孔介质中天然气水合物（可燃冰）生成特性与降压开采、热吞吐法开采、蒸汽辅助重力排水与蒸汽辅助反重力排水等方法的实验研究,运用视频监测及色谱分析的手段,监测水合物的形成和分解过程，为可燃冰的研究做出了巨大贡献。未来，法国顶尖拓普安（TOP INDUSTRIE）必将继续深入可燃冰相关实验设备的研究，开发新产品，改进已有产品，从而协助国家科研实现提高能源自给率，保障国家能源安全，同时缓解煤炭、石油等带来的环境污染问题这一愿景。

p 　　日前，我国新一代远洋综合科考船“科学”号在执行中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋关键区域海洋系统物质能量交换”的航次中，船上搭载的“发现”号遥控无人潜水器携带我国自主研发的拉曼光谱探针，在我国南海海域首次发现了裸露在海底的“可燃冰”，并证实其为天然气水合物。这一成果形成的研究论文日前在国际权威学术期刊《地球化学 地球物理学 地球系统学》上在线发表。 /p p 　　据中科院海洋研究所特聘研究员、课题负责人张鑫介绍，通过“发现”号无人潜水器携带的深海激光拉曼光谱探针，科考团队在我国南海约1100米的深海海底探测到两个站点存在裸露在海底的可燃冰。经拉曼光谱探针现场探测，证实其为标准的I型水合物。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 276" title=" QQ截图20170925083353.jpg" style=" width: 450px height: 276px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/90eac4cc-7b2e-4455-88be-da8921bd2583.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　据悉,“科学号”通过其配备的“发现”号无人潜水器携带自主研发的国际上首台可以直接插入天然气水合物的RiP拉曼光谱探针,在我国海域首次发现了裸露在海底的天然气水合物。这也是在国际上首次使用原位拉曼光谱数据证实快速生成的天然气水合物并非单一的笼型结构,其内部其实存在大量的甲烷、硫化氢等自由气体。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 421" title=" QQ截图20170925084236.jpg" style=" width: 450px height: 421px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/551c3e3d-f083-41df-83b4-b0f02884f980.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　据介绍，2014年—2015年，利用长基线水下定位技术和深海超高清视频技术，科研人员在南海圈定了裸露在海底的疑似“可燃冰”精确水下位置，但苦于没有相关的原位探测技术，无法验证此猜想。2015-2016年，科研人员自主研发了世界首台可以直接插入高温热液喷口(450 oC)进行原位探测的系列化拉曼光谱探针，可对深海热液流体、冷泉流体、“可燃冰”和沉积物孔隙水进行原位化学成分分析，成为了本次发现的主要高技术手段。原位探测技术可以避免传统取样方式由于从深海海底到海面之间巨大的温度、压力等环境因素变化导致的样品物理化学性质的变化，已成为国际深海研究的热点。 /p p style=" text-align: right " 　　（整理自央视新闻、科技日报、青岛早报等） /p p & nbsp /p

可燃冰 　　近日，青藏高原发现“可燃冰”的消息备受各方关注。这种“冰与火”奇妙结合的新型能源，是如何被发现的?为何在海拔高、自然环境严酷的青藏高原得以发现?它的发现经历了怎样的艰辛和曲折?又将带给人们怎样的希望和梦想?记者对此进行了深入的采访。 　　能源危机下的“新希望” 　　2009年6月，在海拔4000多米的祁连山南缘，一簇火苗的燃烧，成为一个足以令亿万国人为之沸腾的消息：地质工作者在此成功钻获“可燃冰”样品，我国成为世界上第一个在中低纬度冻土区发现“可燃冰”的国家。 　　“可燃冰”，又叫“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”，学名叫天然气水合物。它外表像冰，却遇火即燃，比人们平时使用的天然气更为纯净，使用方便、清洁无污染，是一种名副其实的绿色能源，全球公认的尚未开发的最大新型能源。 　　“可燃冰”在世界范围内分布广，资源量大。据科学家预测，“可燃冰”储量是现有天然气、煤炭、石油全球储量的两倍，是常规天然气的50倍。有科学家估计，海底“可燃冰”的储量够人类使用1000年。 　　据推算，目前已经发现的石油储备量还可用40年，天然气还可用70年，煤炭还可用190年，也正是如此，“后石油时代”用什么作为能源成了各国致力研究和勘探的问题。“可燃冰”的发现让陷入能源危机的人类看到了希望。 　　早在19世纪30年代，“可燃冰”即进入人类视野。1965年，苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现“可燃冰”矿藏，并引起多国科学家关注。率先开始勘测研究的是日本，如今，已拥有7口钻井，属于领先水平。美国则从2000年起将“可燃冰”作为政府项目，与各大学和私营公司合作，进行勘测和实地研究。据称到目前为止，美国政府已花费超过1500万美元。另外，加拿大、印度、韩国、挪威等国也纷纷开始投入勘探项目。 　　目前，世界上已经有30多个国家和地区开展“可燃冰”的研究勘探。我国于2002年同时启动海域和陆域“可燃冰”的研究和勘探，于2007年在南海发现了“可燃冰”。 　　据介绍，我国“可燃冰”的资源潜力为803.44亿吨油当量，仅占全球资源量的0.4%。接近于我国常规石油资源量，约是我国常规天然气的2倍。 　　“不放过任何一个地质信息” 　　事实上，“可燃冰”在我国陆域的“现身”可以追溯到40多年前，但由于种种原因，这种神奇能源在过去很长时间里与人们擦肩而过。 　　青海省木里地区地势高耸，群山连绵。这里海拔4100米左右，高寒缺氧、气候恶劣，然而却蕴藏着丰富的煤炭资源。据了解，有多家地勘单位自上世纪60年代以来在这一带冻土区从事勘查时，就多次发现不明气体，但均未做进一步研究。 　　据“可燃冰”项目负责人之一——中国煤炭地质总局青海煤炭地质105队队长、总工程师、教授级高工文怀军介绍，这一带“可燃冰”的发现最早可以追溯到2004年。这年11月，105队在这里进行煤炭勘查时，钻孔内开始涌出不明气体，点火燃烧，由于气体涌出量很大，影响到钻探施工，迫使这个钻孔因未见到可采煤层而报废。 　　但是地质人员并没有放过这一现象，那一瞬间，“可燃冰”这一名词在他们脑海中如灵光闪过。他们采集了这种气体进行分析，对涌气的孔段做了详实的记录，积累了可靠的原始地质资料。 　　地质工作者思考的是：这种气体和过去多次遇到的煤层气是否一样?抑或，它是一种新的尚不了解的物质?或者，它就是传说中的“可燃冰”?!他们期待着再次与这种神秘气体的相遇。 　　2006年5月，105队再次在这一地区进行煤炭勘查，又发现类似不明气体。地质人员细心观察发现，这种气体的涌出孔段不在煤层中，可以确定不是煤层气。那么它是什么呢?他们采样化验发现，这次发现气体的成分与前次大致接近。 　　之后，105队请中国地质科学院勘探技术研究所张永勤、中国科学院矿产资源研究所祝有海等权威专家就上述情况进行了交流、探讨，大家一致认为，该地区可能存在“可燃冰”。 　　2008年开始，105队与中国地质科学院资源所、勘探所共同合作开展《青藏高原冻土带天然气水合物调查评价》项目。11月5日，首次发现含天然气水合物岩心段，这一成果得到了国内外专家的学术认定。 　　在此基础上，国土资源部2009年又部署了一批钻探实验井，6月再次钻获“可燃冰”实物样品，经当今世界上最先进的激光拉曼光谱仪检测，显示出标准的“可燃冰”特征光谱曲线。此后施工中均发现“可燃冰”。 　　从2004年发现疑似“可燃冰”，到2006年基本确定“可燃冰”的存在，再通过2008—2009年的工作，经钻探取得样品，通过测试证实了在高海拔冻土区存在“可燃冰”的事实。 　　文怀军分析说：木里地区“可燃冰”是煤层气的水合物。其成矿机理大致是：煤层气向上溢散，而上面有冻土层的覆盖，在高压、低温的条件下二者形成“可燃冰”。它的成分除了甲烷，还有少量乙烷、丙烷等气体，是一种“新型可燃冰”，非常值得研究。 　　“可燃冰”在青海的发现，为我国增加了一个重要的新矿种，对我国战略能源意义重大。更有专家认为，“可燃冰”的发现可媲美当年发现大庆油田。 　　国土资源部总工程师张洪涛初略估算，我国陆域“可燃冰”远景资源量至少有350亿吨油当量，可供中国使用近90年，而青海省的储量约占其中的1/4。 　　克服高原极端天气条件 　　“在一定意义上，正是每一个地质工作人员在每一次的勘查中都坚持了‘对任何地质信息不放过’的认真工作态度，为‘可燃冰’发现奠定了基础。这一点来说，‘105队’木里项目组全体地质工作人员功不可没。” 　　文怀军感慨地说：“‘可燃冰’项目之所以能取得重大突破，不仅是各级领导、各个部门关心支持的结果，更是项目组成员及各协作单位团结拼搏、共同努力的结果，是集体智慧的结晶。” 　　自2003年以来，105队一直奋战在木里地区，克服了高寒缺氧、气候条件极端恶劣且装备落后、缺少后勤保障、生产条件差的不利因素。白天在风雪交加中紧张的卸车、立塔，晚间围着火炉卧雪观天，苦等黎明，头痛、胸闷、气短、腿肿各种高山反应对他们已成家常便饭…… 　　凭着战胜一切困难的信心和勇气，这些高原地勘人不仅战胜了自然，也战胜了自我，被誉为“特别能吃苦、特别能战斗，特别能团结、特别能忍耐、特别能奉献”的“高原铁军”。 　　说起这个，105队的当家人——队长文怀军有一肚子的苦水：“七八月都下雪，把帐篷都压塌了。”但就是在这样艰苦的生产、生活条件下，来自各地的科学家、专业技术人员和施工人员，齐心协力、不辱使命，用“小米加步枪”的干法，仅用较少的资金投入，成功实现了我国陆域“可燃冰”的重大发现，是一个典型的投入少、产出大的项目。 　　据了解，105队1950年建队，1965年从吉林省成建制调入青海。他们提交的各类煤炭资源储量高达38亿吨，占青海已探明储量的74%。长期的地质工作，使他们积累了大量的基础地质资料，掌握了该地区的地层沉积和构造规律，同时培养了一批具有专业水平的各类技术人员，为“可燃冰”的重大发现提供了技术资料和队伍等多方面的保障。 　　青藏高原蕴藏神奇宝藏 　　青海之所以成为我国陆域“可燃冰”的首个“现身地”，与这里独特的地理地貌环境有密切关系。 　　首先，青海有着面积广、厚度较大的冻土带资源，为“可燃冰”的存在提供了地质条件。 　　其次，青海木里有着丰富的煤炭资源，为“可燃冰”的形成提供了可能的资源条件。 　　第三，青海木里的交通条件和后勤保障措施是我国大面积冻土带地区中条件较好的，这为“可燃冰”发现提供了有力支持。 　　文怀军说，青海木里煤田含“可燃冰”岩层段埋藏浅，只有130-300多米，这为“可燃冰”开采带来很大有利条件。并且这里的冻土层较薄，只有80-120米，也为将来的工程和科研带来极大便利。“‘可燃冰’的开发有望在这里取得突破。” 　　“不过，这将是一个比较漫长的过程。”文怀军说，因为“可燃冰”开采面临的环保问题较为严峻，需要研究探索如何既能开发利用，又不伤害环境。特别是在生态脆弱的青藏高原。 　　神奇的大自然，蕴藏着奥秘无限，等待着人类的科学探索。探索无限，人类的希望也无限。

从中国科学院物理研究所获悉，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员陈小龙、副研究员金士锋、博士研究生郝木难等，联合北京科技大学副教授郭中楠、天津大学工程师殷博昊、中国科学院青海盐湖研究所研究员马云麒、郑州大学工程师邓丽君等，在嫦娥五号带回的月球样本中，发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水，揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。该研究成果近日在学术期刊《自然-天文学》（Nature Astronomy）在线发表。月球上是否存在水，对于月球演化研究和资源开发至关重要。对1969年至1972年采集的阿波罗样品的研究表明，月壤中未发现任何含水矿物。此后，月球不含水成为月球科学的基本假设，这对认识月球火山演化、月地起源等问题产生了重要影响。1994年，研究人员通过克莱门汀探测器对月球两极进行观测，提出极区永久阴影区的月壤中可能存在水冰。2009年，月船一号搭载的月球矿物绘图光谱仪发现，月球表面存在太阳风导致的羟基和/或水分子信号。同年，月球观测和传感卫星以2.5公里/秒的速度撞击了月球永久阴影区，而对撞击尘埃的遥感测量显示了水的信号。近年来，遥感数据表明月球光照区有水分子存在的迹象。针对当年采集的阿波罗月球样品，科学家运用高灵敏度的表征技术，在部分玻璃和矿物中发现了百万分之一量级的“水”（H+、OH-或H2O），但没有水分子存在的确凿证据。富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1和成分组成我国嫦娥5号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩，是迄今为止纬度最高的月球样品，为月球水的研究提供了新机遇。我国科研人员开展的这项研究基于单晶衍射和化学分析发现，这些月球水和铵以一种成分为（NH4,K,Cs,Rb）MgCl36H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水，水分子在样品中的质量比高达41%。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰。晶体的电荷密度可以清晰地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。地球上，该矿物是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成。这为月球上的水和氨的来源提供了新线索。ULM-1是如何被发现的？中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心副研究员金士锋说，科研人员在1.5克细如尘埃的月壤中筛选了数千个晶体颗粒，绝大多数是已知矿物。ULM-1晶粒大小和月壤里大部分颗粒大小差不多，直径仅有零点几毫米。科研人员在挑选样品时发现， ULM-1质地非常软且外观透明，猜测其中含有水。研究基于单晶衍射和化学分析发现，这些月球水和铵以一种成分为NH4MgCl36H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水，水分子在样品中的质量比高达41%。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰。晶体的电荷密度可以清晰地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。地球上，该矿物是由热玄武岩与富含水和氨的火山气体相互作用形成。这为月球上的水和氨的来源提供了新线索。“我们认为，ULM-1是月火山喷发的产物，其中的水是月球本身的水。”金士锋说，目前认为月球“水”的来源主要有几种可能：一是太阳风粒子与月表物质相互作用产生的羟基物质；二是撞击月球的彗星或陨石带来的水和含羟基物质；三是月球原生水。科研人员推测，几十亿年前，月球火山喷发时，喷出的水蒸气、氨、氯化氢等气体和月壤反应，形成了ULM-1。为了确保这一发现的准确性，该研究进行了严格的化学和氯同位素分析。纳米二次离子质谱数据表明，该矿物的Cl同位素组成和地球矿物显著不同，与月球上的矿物相符。研究人员对该矿物化学成分和形成条件进行分析，进一步排除了地球污染或火箭尾气作为这种水合物的来源。该六水矿物的存在为月球火山气体的组成给出了重要的约束。热力学分析显示，当时月球火山气体中水的含量下限与目前地球中最为干燥的伦盖火山相当。这揭示了复杂的月球火山脱气历史，对探讨月球的演化过程具有重要意义。这种水合矿物的发现揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同，这种水合物在月球高维度地区（嫦娥5号采样点）非常稳定。这意味着，即使在广阔的月球阳光照射区，也可能存在这种稳定的水合盐。这为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。

2009年梅特勒托利多自动化化学 中文在线研讨会系列：在线跟踪沥青质、石蜡、乳液及油类悬浮液 诚邀您参加免费在线研讨会——在线跟踪沥青质、石蜡、乳液及油类悬浮液—— 我们将定在2009年10月14日（星期三），时间上午10点和下午3点于网络同步举行。 在线研讨会日期/时间 在线跟踪沥青质、石蜡、乳液及油类悬浮液，2009年10月14日，北京时间上午10点 在线跟踪沥青质、石蜡、乳液及油类悬浮液，2009年10月14日，北京时间下午3点 注册参与在线研讨会 在黑色原油或浓稠的钻井流体中测量颗粒及液滴的分布 通常情况下，气、液、固烃类物质在管路中的流体是由石蜡、沥青质、气体水合物、乳液、无机颗粒、气泡等颗粒和液滴组成的复杂多相体系。安全可靠、成本有效的运输及分离过程在石油开发、钻井、生产过程中起到至关重要的作用。 在极端温度及压力条件下，多相管路中的流体常使离线取样和分析难以处理，更会使有代表性的取样变得既困难又费时。通过稀释或分散等手工方式来取样时，往往会改变或破坏多相体系的组分。因此，离线测量的方式往往不能进行工艺过程的实时优化和控制。 本期在线研讨会涉及针对下列主要颗粒及液滴的工艺过程，如何进行在线研究而不需要取样分析： • 了解原油中沥青质沉淀及沉积作用 • 通过在线液滴表征技术提高油-水及水-油的分离作用 • 在钻井流体中监测颗粒分布以尽量缩短停工期并优化分离效率 • 观测气体水合物的形成并确保相同的流动速率 • 研究无机物沉淀从而预防放大生产中的问题 您是否对该在线研讨会感兴趣呢？您也许会对另外两场在黑色原油或钻井流体中在线测量颗粒及液滴以及在石化行业中优化流动保障及分离作用的历届在线研讨会感兴趣。 本活动解释权归梅特勒托利多所有

近日，国际学术期刊《Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》在线发表了题为“Development and deployment of lander-based multi-channel Raman spectroscopy for in-situ long-term experiments in extreme deep-sea environment”的文章，报道了中国科学院海洋研究所成功研制国际首套多通道深海拉曼光谱探测系统，实现了冷泉喷口流体、天然气水合物动力学过程、冷泉生物群落的长期原位观测与现场实验，在我国南海冷泉区域构建首套深海原位光谱实验室。 　　研究团队前期研发的探针式深海激光拉曼光谱探测系统已常态化应用到深海沉积物孔隙水、冷泉和热液喷口流体、化能合成生物群落内部流体、天然气水合物以及冷泉和热液喷口系统附近岩石矿物的原位探测与定量分析。但是，随着对深海热液和冷泉系统研究的深入，科学家逐渐认识到深海热液或冷泉系统是有机统一的整体，冷泉和热液活动在时间和空间上都具有强烈的不均匀性。已有的深海原位拉曼光谱仪的探测是短期瞬时且相对独立的，难以捕捉冷泉和热液系统等高动态和非均匀环境中不同目标之间的动态规律和潜在联系。 　　为此，研究团队研制了国际上首套深海多通道拉曼光谱探测系统（Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs），研发光路切换技术，实现了主要光学器件（如激光器、光谱仪、光电传感器等）的分时复用（如图1所示），结合系列化拉曼光谱探针，实现了深海热液、冷泉系统中流体、固体、气体等不同相态目标物的长期原位监测。 图1 多通道拉曼光谱探测系统关键光学器件布局图和光路切换原理示意图 　　为了明确甲烷在深海冷泉喷口附近的转换通道以及冷泉区域的甲烷释放通量，研究团队使用深海多通道拉曼光谱探测系统搭载深海坐底长期观测系统（Long-term ocean observation platform, LOOP）于2020年、2021年、2022年前后3次布放于我国南海北部的台西南冷泉区域（如图2所示），实现了冷泉喷口流体中主要成分、天然气水合物与深海环境的耦合变化过程、冷泉生物群落内部甲烷氧化过程的长期原位探测与现场实验，成功建设国际首套深海原位光谱实验室，并常态化运行。 图2 Mulit-RiPs搭载LOOP连续三年（a：2020年；b：2021年；c：2022年）布放于我国台西南冷泉区域对深海原位实验进行探测与分析 　　论文第一作者为海洋所副研究员杜增丰，通讯作者为海洋所研究员张鑫。研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国科学院战略性先导专项等项目联合资助。

p 　 据央视报导，中科院海洋研究所的“科学”号考察船执行中科院海洋先导专项期间，通过其配备的“发现”号无人潜水器携带自主研发的RiP拉曼光谱探针，在我国南海海域首次发现了裸露在海底的天然气水合物，并证实其为标准的I型水合物。昨日，这一成果在国际权威学术期刊《地球化学、地球物理学、地球系统学》在线发表，标志着其获得了国际权威认可。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/6a5a6d46-e024-493c-9cd5-d3d24a1a7133.jpg" title=" 图片4.jpg" / /p p 　　我们的星球超过一半的区域被2000米以上的深海海水所覆盖。深海海底不但蕴藏着丰富的石油、天然气、天然气水合物、金属结核、热液和硫化物等矿产资源，还存在着极端生命现象(深海生物基因资源)，这些资源具有重大的经济和战略价值。随着陆地能源的日趋紧张，深海探测与资源开发技术在海洋环境研究和深海资源的开发进程中发挥了不可替代的作用。可以说，谁先掌握了深海调查探测与资源开发的先进技术，谁就掌握了世纪海洋战略发展的主动权。 /p p 　　从19世纪末英国“挑战者号”第一次实现环球海洋科学考察以来，深海一直是国际海洋科学研究的前沿和孕育重大科学发现的摇篮。特别是第二次世界大战以后，以美国为代表的世界强国高度重视“蓝海战略”，极大增加了对深海研究的投入。 /p p 　　受制于深海探测装备的落后，我国在深海探索与研究中长期处于“望洋兴叹”地步，与海洋大国地位不符。 /p p & nbsp 2000 年以前我国主要是围绕地质构造和海底矿产资源开展了部分勘查工作。进入21 世纪以来，随着我国国力的增强，深海研究也逐步实现由单一资源调查(多金属结核)向探测与科学研究相结合的综合科学考察的战略性转变。2005 年我国首次在西南印度洋发现热液喷口，2007 年证实了天然气水合物在南海的大量存在并进而启动“南海深部过程演变计划”，以及后续启动的“973”计划“西南印度洋洋中脊热液成矿过程与硫化物矿区预测”、“典型弧后盆地热液活动及其成矿机理”等，推动了我国深海研究的发展。而“蛟龙”号7 000 m 载人深潜器的研制成功，标志着我国在深海研究方面的实力提升。特别是，随着“科学”号海洋综合考察船的投入使用和中科院 A 类战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”的实施，实现了我国深海大洋科考能力跨越式发展。 /p p 　　据中科院海洋所研究员张鑫介绍，此次重要发现就是自2013年我国启动中科院战略性先导科技专项“热带西太平洋关键区域海洋系统物质能量交换”五年以来，在深海冷泉和可燃冰原位探查方面积累的丰富经验和成果的集中体现。 /p p 　　天然气水合物俗称“可燃冰”，一般分布在深海沉积物或者大陆永久冻土中，而裸露在海底表面的可燃冰需要大量的深海冷泉流体作为气源，因此极难存在，在全球也鲜有报道。 /p p 　　2014年—2015年，利用长基线水下定位技术和深海超高清视频技术，我国科研人员在南海圈定了裸露在海底的疑似可燃冰精确水下位置，但苦于没有相关的原位探测技术，无法验证此猜想。2015年—2016年，我国科研人员自主研发了世界首台可以直接插入高温热液喷口(450℃)进行原位探测的系列化 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " RiP拉曼光谱探针 /span /strong ，成为我国南海海域首次发现了裸露在海底的天然气水合物发现的主要高技术手段。“有了这枚探针，我们无须取样，直接让‘发现’号水下机器人带着探针下海，就可以当场进行化学成分分析，探测出可燃冰。” /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/aabfdd5a-23cf-4609-9f8d-59d6f3a73418.jpg" title=" 图片2.png" / /p p 　　2016年9月，张鑫作为首席科学家，带领科考队员在我国南海约水深1100米处发现了两个站点存在裸露于海底的可燃冰，一个站点分布在冷泉化能极端生物群落中，成为这些生物的能量源，另一个站点位于一个活动的冷泉喷口内壁。而且，科研人员在国际上首次使用原位拉曼光谱数据，证实快速生成的可燃冰并非单一的笼型结构，其内部存在大量的甲烷、硫化氢等自由气体。 /p p 　　原位拉曼分析是一种原位或远程分析样品的方法，无需把样品提取出来，也不需要把样品带到拉曼光谱仪所在现场。据了解，远程原位拉曼常常通过光纤来实现，由光纤把拉曼探头耦合到拉曼光谱仪上(可以距离分析点几百米远)。一束光纤用于把激光传输到样品上，另一束光纤则把样品的拉曼信号传到标准的拉曼光谱仪和探测系统。两束光纤都连接到一个小巧紧凑的拉曼探头上，探头把激光聚焦到样品上，并收集拉曼信号。 /p p 　　此次深海探测“可燃冰”使用的拉曼光谱原位定量探测系统(RiP系统)由中科院海洋所自主研制，依托深海ROV平台开展近海底原位探测，在突破激光拉曼光谱仪及探针等关键器件技术攻关后，进行了系统轻型化改造和双控制系统的升级。RIP系统采用的拉曼光谱具有非接触、无损并且可多组分同时探测的优点，尤其适用于深海热液喷口、海底冷泉等极端环境下的原位物质成分探测与分析。 /p p 　　再探海斗深渊，屡破世界纪录。我国南海“可燃冰’的探测发现证实，海斗深渊不再是中国科学家的禁区，中国科学家有能力在这一世界前沿科学领域开创性地开展科研工作，为人类科技进步作出应有贡献。 /p

工作人员为仪器设备的吊装做准备工作。　吴涛　摄中国科学院海洋研究所(简称“中科院海洋所”)7日发布消息称，经过近三年的试验验证，依托自主研发的世界首套深海多通道拉曼光谱探测系统搭载深海坐底长期观测系统，该所研究团队在南海构建了中国首个深海原位拉曼光谱实验室，并实现了对冷泉(海底天然气渗漏)喷口流体、天然气水合物(可燃冰)动力学过程、冷泉生物群落的长期原位观测与现场实验。研究团队负责人、中科院海洋所研究员张鑫表示，其团队自2008年开始使用拉曼光谱系统对深海热液、冷泉活动的理化环境进行相关研究。此次构建的深海原位光谱实验室实现了深海热液冷泉探测从“看一看”到“测一测”的跨越。科考船回收仪器设备。中科院海洋所供图张鑫介绍说，受成本限制，此前使用的基于ROV(遥控无人潜水器)等深潜器的单通道拉曼光谱探测系统，存在单点、间断探测等不足，无法适应深海热液冷泉不同喷口流体成分各异、非稳态的热液冷泉流体连续喷发等实际应用情景，因此需要一个针对深海热液冷泉活动理化环境开展坐底式的长时、连续、多点原位探测系统，实现对深海的长期原位观测与可控实验。张鑫说，作为深海原位光谱实验室的核心部件，由该团队自主研发的世界首套深海多通道拉曼光谱探测系统，创新采用光学系统分时复用技术设计，通过光路切换开关，切换4个通道的拉曼探头与激光器、光谱仪等光学器件的光学通路，实现4个通道的拉曼探头对舱内关键光学器件的分时复用，进而实现对深海热液、冷泉系统中流体、固体、气体等不同相态目标物的长期原位监测。同时，该系统具备在线调试、离线自容模式，可根据深海目标物及探测环境的实际情况决定光谱探测参数、制作模板文件，且可实现自动开关机，并按照模板文件采集光谱，完成光谱采集后自动保存光谱，适应深海长期布放。据介绍，深海原位光谱实验室的搭建是在深海ROV的辅助下完成的，深海多通道拉曼光谱探测系统上4个通道的拉曼探头会被深海ROV放置在不同的探测区域，实现对深海热液冷泉物理化学环境进行长期原位观测。探测完毕后，将再次借助深海ROV收回探头，等待科考船对其完成回收。张鑫说：“深海热液喷口流体对海洋环境的影响范围可达四千余公里。深海探测可辅助研究热液冷泉等极端环境对于海洋生态与全球气候变化的影响，并可探究生命是否起源于海洋等科学假说。”据悉，该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国科学院战略性先导专项等项目联合资助。目前，该深海原位拉曼光谱实验室已在中国南海实现了冷泉喷口流体中主要成分、天然气水合物与深海环境的耦合变化过程、冷泉生物群落内部甲烷氧化过程的长期原位探测与现场实验，并在深海冷泉、热液等区域常态化运行。

2011年5月，美国康塔仪器公司（Quantachrome Instruments）在中科院广州能源研究所材料物性分析测试平台项目中标，与英国马尔文公司联合成为该分析测试平台的唯一供应商，该平台涵盖了多孔材料的比表面，密度，大孔、介孔和微孔分析，静态化学吸附和动态化学吸附分析以及从1000微米到1纳米的粒度分析能力，包括代表性取样装置。 中国科学院广州能源研究所是从事清洁能源工程科学领域的高技术研究与发展的研究所。目前形成了以太阳能、海洋能、生物质能、地热能、固体废物能及天然气水合物，能源战略为重点方向的学科布局，建立了中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室和广东省新能源与可再生能源研究开发重点实验室。国内已与广东、湖南、北京、江苏等地开展院地合作，大力推广应用生物质气化发电、地热热泵新技术、太阳能光热利用技术及城市垃圾处理系统等，并形成产业化。 美国康塔仪器公司是国际著名的材料特性分析仪器专业制造商，在四十多年的发展历程中，始终致力于粉体及多孔物质测量技术的创新，硕果累累。美国康塔仪器公司研制出世界第一台商用气体膨胀法真密度分析仪，第一次将连续扫描注汞技术应用到压汞仪中，发明世界第一台多站自动比表面和孔隙度分析仪......；至2005年，研制出最新一代、也是目前 唯一一台可以进行静态和动态、物理和化学吸附、具有微孔分析能力的全自动比表面和孔隙度分析仪&mdash Autosorb系列。2010年3月1日，正式推出了至今最先进的双站微孔分析仪&mdash &mdash Autosorb-iQ。美国康塔，一直走在粉体及多孔物质分析技术的前列。 美国康塔仪器公司一直非常重视新技术的推广和新理论的开发普及和应用， 本次有幸中标该项目,也是该公司一直专注材料物性分析市场,紧跟技术发展前沿,不断提升技术服务水平的必然结果。 中科院广州能源所材料物性分析测试平台将建设成为华南地区首屈一指的公共分析测试平台，也将成为Quantachrome Instruments在华南地区最全面的材料物性分析仪器展示基地。

p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 11月至今，大连理工大学在中国政府采购网上连续发布了7篇采购公告，预算2019万元采购高分辨拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、气相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱联用仪、流式细胞仪等多台仪器设备。仪器信息网编辑发现，以上项目均为“单一来源”采购，且无一国产入选。 /span /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　高校为何青睐单一品牌?来看看大连理工大学给出的原因及相关说明: /span /p p 　　 strong 大连理工大学流式细胞仪单一来源公告 /strong /p p strong 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 　预算金额：134.62万元(人民币) /span /strong /p p 　　大连理工大学精细化工国家重点实验室拟开展用于细胞中的荧光探针方面的研究，主要工作是研发具有特异性好，串色少，样品损伤小的新一代高效荧光探针，使其可以应用于细胞的标记表达，在癌症治疗方面发挥重要作用。 /p p 　　基于该项目研究内容，流式细胞仪购置需求如下： /p p 　　1. 声波和流体动力学双重聚焦 /p p 　　2. 4个激光器能检测14个荧光通道以上 /p p 　　3. 正位移式注射进样 /p p 　　4. 单一软件具有多种荧光补偿功能 /p p 　　5. 一键开关机，清洗消毒程序自动进行。 /p p 　　经调研，国内无此类实验设备。国际上可以提供同类产品的主要有Life，BD，Beckman等几家公司。Life公司的Attune NxT采用声波和流体动力学双重聚焦技术，其分析速度是传统流式仪器的10倍，并且在最高流速下仍能保证最佳的灵敏度 配置4根大功率固态平顶激光器，保证最佳的激发效率，配置16个独立光学检测器，能检测14个荧光通道 正位移式注射泵定量进样，无需辅助微球直接进行绝对计数 软件与硬件完美兼容，软件除了可以操控仪器内部各个硬件，还具有强大的分析功能，支持线上补偿、线下补偿、单管补偿、样本补偿、自动补偿等多种补偿方式 内置清洗液和关机液，一键式开关机，清洗消毒程序自动进行。能够满足采购需求。BD 公司的LSRFortessa非常局限的流体动力学聚焦技术，在做肿瘤细胞的凋亡等实验中，非常容易造成机器堵塞 4根高斯分布的激光器，激光光斑能量分布较散，荧光的激发效率较差 正压式进样设计，造成样品测试时噪音巨大，设备体积也大 单一软件只能提供在线，离线补偿两种补偿模式 无自动关机清洗程序。不能满足采购需求。Beckman公司的CytoFLEX S采用流体动力学聚焦和蠕动泵式上样的组合，极其容易造成样品堵塞的情况 非常规的激光器仪器造成设备光学灵敏度和分辨率均低于业界标准。不能满足采购需求。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 因此，只有Life的Attune NxT流式细胞仪能够满足本项目的技术需要，只能采用单一来源采购方式进行采购。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学气相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱联用仪单一来源公告 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　预算金额：188万元(人民币) /strong /span /p p 　　环境暴露组学成为近年来国际环境健康研究的前沿，其在筛选环境污染的生物标志物，识别污染物的代谢路径和毒性通路上具有优势，有助于全面剖析化学品环境暴露产生的有害效应。从我校环境学科建设的系统性和先进性角度，拟建设环境暴露组和代谢组学研究的基础平台，发展环境暴露组和代谢组学研究的相关技术，建设研究团队，为我校环境学科培育一个新的研究方向。 /p p 　　目前，在环境污染物暴露分析中，挥发性有机物、半挥发性有机物、持久性污染物众多，且大气、水、土壤和生物等环境基质复杂，未知组分众多(& gt 1000种)，不仅需要正确定性，还需要准确定量，以评估环境污染物的环境风险。在实际检测过程中经常遇到基质干扰大、共流出严重、灵敏度不够、未知组分难以准确确认等分析难题。目前主流的分析仪器气相色谱-单四极杆质谱系统(GC-MS)对环境样品中复杂组分的分析能力有限，质量分辨率低，非常容易出现因结构性质相近(如苯类同系物)，保留时间和定量离子相同导致错误的物质定性，定性错误也就意味着后续的定量都会存在重大错误。 /p p 　　为了有效提高环境样品分析中定性和定量的正确率和准确率，需要采用质量高分辨，数据采集速率快，质量精度高，检测灵敏的质谱系统才能保证对未知化合物的准确定性和定量。此外，单级质谱仪在对未知化合物进行定性分析后，无法再进一步提供对结构确证的分析手段，而二级质谱模式的质谱仪可以进一步对特征离子进行定性，也可以有效降低定性的错误，并提高定量的精度。因此，环境暴露分析需要具备以下性能指标的质谱系统： /p p 　　1、气相色谱-质谱系统，且具有二级串联质谱功能，如MS-MS或QTOF /p p 　　2、高质量分辨率：& gt 20000 FWHM@271.9867 m/z /p p 　　3、具有高分辨的环境污染物和农药的数据库。 /p p 　　通过系统调查整个色谱质谱分析仪器市场，目前只有气相色谱-四级杆串联飞行时间质谱仪(GC-QTOF)可以同时满足以上性能指标，该类仪器也是目前进行挥发性有机物、半挥发性有机物分析最有力的技术和设备。但我国国内尚无该类设备生产，也无法采用其他国产设备可以替代，需要购买进口设备。在进口产品中，市场上有串联质谱功能的质谱仪公司有安捷伦公司，热电公司，岛津公司和布鲁克公司。 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 但目前同时满足(1)具有飞行时间高分辨的能力，(2)具有串联质谱的功能，(3)具有高分辨的环境污染物和农药的数据库的只有安捷伦公司一家，只能采用单一来源采购方式进行采购。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学活体和组织快速多光子荧光成像系统采购项目单一来源公告 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　预算金额：360万元(人民币) /strong /span /p p 　　大连理工大学精细化工国家重点实验室拟开展活体及在体和组织以及细胞等多光子荧光探针方面的研究，主要工作是研发具有特异性好，串色少，样品损伤小的新一代高效荧光探针，使其可以应用于活体、在体、组织、细胞等多生命体结构的标记表达，在癌症治疗方面发挥重要作用。 /p p 　　对于生命体的荧光探针成像，尤其是活体及在体成像，由于研究对象处于成活状态，需要将活体或在体按照日常状态正立固定观察，这就需要采用正置性显微成像系统。需要快速在极短时间内完成成像，成像速度要求512× 512时常规扫描速度在15幅/秒以上，高速扫描512× 512时在30幅/秒以上，512× 32时在430幅/秒以上，并且需要所有扫描速度的扫描视野数相同。需要高效率的可以深层次成像的脉冲激光器等光源，要求所有激发光激光器全部是固体激光器，保证长使用寿命，要求激发光强度控制等级在0.1%级，且要有激发光强度反馈控制装置保证激发光强度的准确性和实验的可重复性。需要长工作距离的水介质物镜，并同时保证分辨率。生命体涵盖细胞，组织，在体，活体等形态，需要从宏观到微观，不同倍率的成像。需要高速度，高灵敏度，高分辨率的成像。 /p p 　　经调研，国内无法生产此类实验设备。国际上可以提供同类产品几家公司中，奥林巴斯公司此类设备的参数是常规扫描速度512× 512时在16幅/秒，高速扫描速度512× 512时在30幅/秒，512× 32时在438幅/秒，并且所有扫描速度的扫描视野数相同，均为18 配备高效率的可以深层次成像的MaiTai DeepSee固体脉冲激光器，激发光强度控制等级在0.1%级，并且有激发光强度反馈控制装置 25× 水介质物镜，工作距离是2.0 mm，NA值为1.05，同时保证水介质物镜的长工作距离和高分辨率。能够满足采购需求。其他公司提供的此类产品的常规扫描速度512× 512 时是7幅/秒，两种高速扫描模式，一种高速扫描速度512× 512时是28幅/秒，另一种高速扫描速度512× 512时是40幅/秒，但是不同扫描速度的扫描视野数不同，分别是20、13、7，无512× 32时参数(但512× 16时最高仅是428幅/秒) 激光器控制等级1%，无激发光强度反馈 有25× 水介质物镜，虽然工作距离是2.5 mm，但NA值只有0.95，分辨率不够。不能满足采购需求。另有其他公司同类产品常规扫描速度512× 512 时是13幅/秒，高速扫描速度512× 512 时是19幅/秒，无512× 32时参数(但512× 16时最高仅是430幅/秒) 激光器大部分是气体激光器，激光器控制等级1% 没有25× 水介质物镜，只有20× 水介质物镜，工作距离是1.7 mm，NA值为1.0，工作距离和分辨率均不够。不能满足采购需求。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 因此，只有奥林巴斯公司的活体和组织快速多光子荧光成像系统产品能够满足本项目对扫描速度，激光器类型及控制精度，水介质物镜的工作距离和分辨率等技术要求的需要，只能采用单一来源采购方式进行采购。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学X射线光电子能谱仪项目单一来源公告 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　预算金额：620万元(人民币) /strong /span /p p 　　大连理工大学精细化工国家重点实验室拟采购一台X射线光电子能谱仪设备。该项目拟从事催化剂材料(高温、高压下催化剂的性能)、太阳能转换材料(研究钙钛矿材料、有机太阳能电池材料等组分及能带信息)、光电功能材料(OLED材料等)、碳素材料以及纳米材料(金属、金属氧化物、半导体材料)等研究工作对材料的结构、成分及各组成的化学状态进行深入解析，对有效利用清洁太阳能资源以及环境保护等方面具有重大意义。 /p p 　　该项目要求实验设备达到超高真空条件下(真空度优于5× 10-8 Pa)或者高温、高压条件下(1200K@7ba)实现材料表面(& lt 10nm)的元素组成(包含H元素)尤其是元素价态的定性及半定量的分析。这对于催化剂相关样品确定催化剂活性中心、半导体界面处的载流子复合中心及实现相应的缺陷钝化具有不可替代的作用。要求配套的紫外光电子能谱(UPS)和反射电子能量损失谱(REELS)附件能够对半导体的能带位置进行确定，从而指导高效光电转换器件的构建。多数样品表面成分与体相差异造成材料性能的差异，设备中所带的原位X射线荧光光谱仪(EDXRF)功能可对此类样品原位的进行表面和体相成分分析，可以解决此类样品的分析问题。 /p p 　　国内目前无厂家生产此设备，国际上目前主要有三家生产商：赛默飞世尔科技有限公司，日本岛津公司，日本Ulvac-Phi公司，其型号分别为EscalabXi+，Axis Supra，Versa Probe III。日本岛津公司、日本Ulvac-Phi公司两家生产的设备均无法实现EDXRF原位X射线荧光光谱仪功能，也无法实现同轴的REELS反射电子能量损失谱功能。无法满足大连理工精细化工国家重点实验室各种储氢能源材料、有机材料H元素测试，无法实现表面体相存在差异的材料的原位EDXRF测试实现精细解析。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 因此，只有赛默飞世尔科技有限公司的ESCALAB Xi+型X射线光电子能谱仪产品能够满足本项目原位X射线荧光光谱和同轴REELS反射电子能量损失谱技术要求的需要，只能采用单一来源采购方式进行采购。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学超低温时间分辨电子顺磁共振波谱仪采购项目单一来源公告 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　预算金额：385万元(人民币) /strong /span /p p 　　大连理工大学精细化工国家重点实验室开展人工光合作用，染料敏化太阳能电池，有机光电转化，分子荧光探针，光催化材料，燃料电池和锂电池等方面的研究，对绿色能源和疾病诊断有重大意义。需要购买一台超低温时间分辨电子顺磁共振波谱仪(EPR)设备。鉴于该项目中涉及的研究对象中分子激发态自由电子的浓度含量非常低，存在的寿命也很短，要求EPR波谱仪具备超低温、高灵敏度和时间分辨等功能。性能指标要求液氦温度(3.8k)，信噪比达到3000：1以上，时间分辨率达到ns级别。国内没有厂商能生产该类型的仪器。国外其他厂商提供的同类产品灵敏度约为420：1(信噪比)，时间分辨是约1 ms，因此在灵敏度和时间分辨率这两项重要指标都达不到实验要求。而Bruker公司该两项指标:灵敏度是3000：1(信噪比)，时间分辨是80 ns，达到我校科研测试要求。 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 因此只有布鲁克公司的E500电子顺磁共振波谱仪设备能够满足科研工作需求，特申请以单一来源方式采购该设备。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学体三维测速系统采购项目单一来源公告 /strong /p p 　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　预算金额：187万元(人民币) /strong /span /p p 　　大连理工大学化工机械与安全学院拥有国家安监总局“石油化工爆炸机理和安全泄放技术科技研发平台”(全国仅15个)，承担了国家科技重大专项、国家科技重点支撑计划等科研项目。为拓展研究领域，加强在工业介质爆炸与抑爆技术及装备、高效流体热功转换技术及装备、多相流热固耦合作用机理等方向上的科研实力，提升理论研究成果水平，提出购买此套实验设备。 /p p 　　鉴于此套设备需要应对的复杂特殊测试要求，以及使用目的和意义的重要性，购置的实验设备需要满足特定的技术指标要求。经过大量的国内外调研和用户走访，提出采用单一来源采购方式的主要原因有： /p p 　　(1)必须保证能够实现气体和液体的冷态流场、带有火焰的反应流场的测量与诊断，并保证在以后较长年限内仍具有一定的先进性和延续性。经过对体三维测速系统的调研，只有德国LaVision公司具备在气、液相冷态流场和带有火焰的反应流场实现空间诊断的能力。 /p p 　　(2)研究内容和研究目标要求火焰OH-自发光(OH- Chemiluminescence)形态和3D空间流场能够并行同步测量，且流场和火焰测量能够集成至统一平台，具备对两种测量过程进行时序控制功能。经调研，只有德国LaVision公司能够基于Tomo PIV系统平台，整合升级成火焰OH-自发光测量分析系统，能够在DaVis软件平台上对流场和火焰实现同步测量与分析。 /p p 　　(3)在空间流场测量过程中，为提高空间分辨率和流场重构质量，要求采用PIV技术(自相关和互相关算法)而非PTV技术(粒子直接追踪)确定速度矢量，允许较宽泛的示踪粒子布撒密度范围，粒子密度不低于0.15PPP。德国LaVision公司采用PIV技术，示踪粒子密度能够达到0.17PPP以上，高浓度的重构粒子能够保证获得速度场高空间分辨率,能够最充分地提取流场的速度信息。 (4)为了更准确的描述流场空间形态，特别是获得如孔洞、褶皱、拉伸与扭转等三维信息，要求体三维测速系统配置3台以上的CCD相机，且相机之间能够实现0° -180° 任意阵列角，能够按照测量场地实际情况进行灵活布置。只有德国LaVision公司能够实现多台相机的联合工作，相机位置摆放灵活，可升级到12台相机配置，进一步提高空间分辨率。 /p p 　　(5)空间诊断的重要一环是利用靶板对空间坐标进行标定，德国LaVision公司拥有自标定专利技术，可以通过软件算法修正用标定板标定产生的误差(最大允许硬件误差达12个像素)。对应靶板拍摄一次，即可完成空间标定过程。经调研，其他厂家提供的同类产品标定过程复杂，需要多次拍摄校正，标定精度低，直接影响了流场重构质量和可靠性，不满足使用需求。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 综上所述，经多方调研和论证，只有德国LaVision公司提供的Tomographic PIV产品能够全面满足使用要求，故只能从唯一供应商处采购。 /span /p p 　　 strong 大连理工大学高分辨拉曼光谱仪采购项目单一来源公告 /strong /p p span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 　　预算金额：145万元(人民币) /strong /span /p p 　　大连理工大学海洋能利用与节能教育部重点实验室拟开展利用置换法开采天然气水合物的相关研究。研究内容主要包括在分子水平研究二氧化碳对天然气水合物的置换作用，二氧化碳以及多孔介质对水合物结构类型、填充度、置换效率的影响。分子水平的研究有助于深入探明水合物生成、分解动力学，对水合物资源开发利用，以及水合物技术开发具有重要的理论指导意义。拉曼光谱能够表征物质的组成和结构的微小变化，是水合物相关研究工作不可或缺的重要设备，因此提出了高分辨拉曼光谱仪的购置需求。 /p p 　　拟采购的高分辨拉曼光谱仪将用于低温、高压条件下的原位水合物生成，拟开展的研究需要进行原位实验，即拉曼光谱仪需与原位反应池联用，有别于常规的常温常压下容易操作的拉曼光谱研究 拟开展的研究需要仪器具备共焦光路设计，采集反应池中的拉曼信号，屏蔽反应池窗片及周围环境中的杂散光干扰，共焦针孔大小需连续可调，以保证最优的共焦性能和通光量。堀场(中国)贸易有限公司是法国HORIBA公司在国内的直属贸易公司，提供的法国HORIBA公司生产的LabRAM HR Evolution型高分辨拉曼光谱仪采用了真共焦光路设计，共焦针孔10-1000um连续可调，是唯一能够满足我们实验需求的供应商。 /p p 　　对比市场上其他拉曼光谱仪供应商，国内厂家提供的型号不具备共焦设计，国外厂家所提供的拉曼光谱仪共焦针孔大小固定，不能调节。以上均不满足需求。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 因此，只有堀场(中国)贸易有限公司的LabRAM HR Evolution型拉曼光谱仪能够满足本项目“采用真共焦光路设计，共焦针孔连续可调”的技术要求的需要，只能采用单一来源采购方式进行采购。 /span /p

2020年4月16日，我司北京东方德菲仪器有限公司被德国BOROSA公司正式授权为中国区独家代理，BOROSA公司是一家专门研发、生产声悬浮装置的创新企业，该公司研发生产的高压声悬浮系统，荣获2015年度德国工业奖研发类第一名，且特许使用德国工业奖标志。在此特向您推荐BOROSA公司生产的L800高温高压声悬浮系统。 L800高温高压声悬浮系统是一款将声悬浮与高压釜完美结合在一起的实验室设备，它的优势在于其精心设计的悬浮技术--在压力 20Mpa 下,温度在-20℃到 180℃范围内，样品随时都可以进入悬浮模式。用户可以在不同的压力、温度下研究非接触、无污染样品的性质，如：样品的相变过程，颗粒的形成过程等。 L800 的可视高压釜采用钛合金材料及蓝宝石视窗，既耐高压又耐腐蚀，确保了 L800 高品质的性能。 L800 高温高压声悬浮装置是单液滴谐振模式的测量装置 特别适合悬浮液滴传质过程机理（即分子扩散作用）的精密测量。L800 声悬浮系统应用范围非常广泛：气体水合物的测量，结晶与颗粒形成过程的研究，凝胶化和非接触熔化的研究等等。L800 是研究极端条件下物质相变过程的重要测量工具，它不愧为获得德国工业奖的产品！L800 使用自主研发的声悬浮专用测量软件，界面友好，功能强大：- 自动识别悬浮的液滴- 自动分析液滴的外观轮廓- 测量和记录轴对称液滴的体积- 自动列表保存时间、温度、压力、体积、液滴的轴向直径和径向直径等重要测量参数- 根据体积-时间图，计算物性参数，如：扩散与传质系数L800 性能优势- 声悬浮+高压 20Mpa+温度-20℃---180℃- 无接触、无污染测量，避免器壁对液滴的影响及器壁对分析信号的干扰- 从扁圆形到球形，液滴形状可控- 高精准的实时测量，无器壁干扰，分析检出限提高 1-3 个数量级- 无噪音，无声音污染- 操作简便，即插即用，只需简单培训，即可掌握L800 配置组成• 钛合金声悬浮主机 • 可视高压样品室• 蓝宝石水晶视窗×3 • 液滴注射单元• 热绝缘体 • 高压室的专用支架• 三通阀 • 模拟压力表 精密控制阀及泄压阀• 压力变送器 • 热电偶• 手动加压杆 • 高速相机• 12mm 变焦头 • 可控 x/y/z 轴相机支架• 频率发生器 • 功率放大器-扩频仪• 电脑，27"触控屏及 office 软件 • 全套密封件• 旋转接头 • 铝合金外壳及玻璃推拉门L800 应用领域- 传质过程的机理研究- 均质形核的研究- 液滴凝胶化的研究- 结晶过程的研究- 纳米材料自组装的研究- 气体水合物的研究- 可燃冰的研究- 与荧光光谱结合研究浓度与相平衡L800 常见问答 FAQs问：在 L800 的高压装置里能悬浮多大尺寸的液滴答：可以悬浮直径 0.7mm-4mm 的液滴。问：液滴如何注射到声压节点答：在驻波场的声压节点处安置有毛细管，液滴通过螺杆活塞泵注入毛细管，到达驻波场压节点处。问：适合研究什么样的液体？溶液？浆料？答： L800 既可以研究溶液，也可以研究浆料。流体，溶液，固体（例如 PVP，PEG， cacao，sugar， NaCl，CO 2 -hydrate） 都可以研究。问：在 L800 里，如何控制/影响传质现象的？例如：在干燥过程中 ，是通过自然对流来控制传质过程，还是通过诱导气体对流来控制传质过程呢？答：在 L800 里，传质现象的控制是通过自然对流来实现的。 当液滴悬浮时，系统可以以0.2 MPa/min 和 5 K/min 的最大速率改变压力和温度，从而产生自然对流，液滴仍可保持位置不变，液滴周边的气体流速大约是 0.3m/s。问：驻场声波对液滴内传质过程的影响如何？答：L800 通过实验，没有发现驻场波对液滴内传质有负面影响。如您对高温高压声悬浮系统感兴趣，可以随时与我们联系，东方德菲联系电话：400-860-5168转0629

方解石可以在多种地质环境中形成。方解石U-Pb年代学在诸多地学领域具有较大应用前景，如古气候、沉积学、成岩作用、断裂时代、成矿过程以及油气运移等方面。 　　早期方解石U-Pb定年主要基于同位素稀释法(ID)，然后采用热电离质谱(TIMS)或多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)进行测定。然而，这种分析方法耗时长，成功率低，需要样品溶解以及U和Pb的化学分离；其空间分辨率差，不适合用于具有环带变化的样品，因此未得到广泛应用。 　　自2014年激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)首次应用于化石中方解石胶结物U-Pb定年以来，该技术在解决一系列关键地质问题中得到广泛应用。与ID-TIMS相比，LA-ICP-MS具有空间分辨率高、分析速度快等优点，能快速测得样品的U-Pb比值。但方解石U含量普遍较低( 　　基于此，研究建立了LA-SF-ICP-MS方解石U-Pb定年技术。采用国际标准物质Duff Brown Tank、JT和ASH-15对方法的分析精度和准确度进行了验证(图2)。通过改善的灵敏度，空间分辨率达到85-110微米，可以对大多数方解石进行U-Pb定年。研究还进一步证明，基于LA-ICP-MS二维元素成像技术选取样品定年区域可提高方解石U-Pb定年的成功率。 　　副研究员兰中伍及其合作者将该技术应用于埃迪卡拉纪盖帽碳酸盐岩上。Marinoan冰川杂砾岩和其上部的盖帽碳酸盐岩是支持雪球地球假说(snowball Earth)直接的岩石学证据，该岩石组合指示了古气候由冷到暖的变化，是多学科领域关注的前沿和焦点。前人从这套盖帽碳酸盐岩内陆续开展了沉积学、地层学、地球化学和地球生物学等方面的工作，但其复杂的沉积结构和异常低的δ13Ccarb值( 　　通过对方解石进行U-Pb定年，在Tera-Wasserburg图解中得到了636.5 ± 7.4 Ma 下交点年龄(图4)。传递衰变常数和标样误差之后，年龄误差为17.8 Ma。因此，采样层位的沉积时代为636.5 ± 7.4/17.8 Ma。该年龄和前人从盖帽白云岩内白云石中测得的U-Pb年龄629.3 ± 16.7/22.9 Ma以及火山灰锆石U-Pb年龄635.23 ± 0.57 Ma在误差范围内相一致。新的年龄数据表明方解石在埃迪卡拉纪早期形成，不可能在埃迪卡拉纪晚期或者寒武纪热液活动中形成。 　　方解石REE组成总体上表现出La，Y和Gd正异常(δGd=1.1-1.96)，高Y/Ho比值(大多数44)(图5)。Eu以正异常为主(δEu=1.02-1.38)，少量表现出负异常(δEu=0.79-0.96)。高Y/Ho比值为海水沉积的特征，Eu正异常说明有热液活动的影响。从REE配分型式上可以看出有些方解石可能是从海水中形成的。这种情况下，甲烷的厌氧氧化(AOM)形成了方解石、黄铁矿、硫酸钡、铁氧化物，以及盖帽白云岩中的负δ13Ccarb值。负δ13Ccarb方解石和盖帽白云岩近于同期形成，甲烷水合物去稳导致甲烷泄露到大气中，引发冰川融化。有些方解石可能是在埃迪卡拉纪早期(ca. 632 Ma)热液活动中形成的。 　　研究成果发表于Science China Earth Sciences和Geological Magazine。研究工作得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、岩石圈演化国家重点实验室开放基金、古生物学与地层学国家重点实验室开放基金，以及地质过程与矿产资源国家重点实验室开放基金的共同资助。 图1.三种锥组合(S + H、Jet + H和Jet + X)在不引入N2和引入少量N2条件下206Pb和238U的信号强度图2.ASH-15的下交点年龄和U含量结果图，其中下交点年龄结果以Tera-Wasserburg图表示；U含量变化以相对概率的形式表示。蓝色虚线为固定上交点207Pb/206Pb为0.832的等时线；黑色实线为未固定上交点的等时线。在不同时间内，共进行了2次独立分析图3.三峡地区九龙湾剖面陡山沱组底部葡萄状白云岩内矿物共生组合(BSE图像)。多种形态的方解石胶结物和黄铁矿充填在等厚状白云石内部的孔洞和裂隙内，后期被石英胶结物所包裹图4.方解石Tera-Wasserburg谐和图。回归线的上交点代表普通铅组成，下交点代表样品的年龄图5.葡萄状白云岩内方解石的REE配分型式

近日，美国明尼苏达大学药学院药理学科学家，利用MFI，在权威杂志Journal of ControlledRelease（IF：7.901）发表文章：Freezing-induced ProteinAggregation - Role of pH Shift and Potential Mitigation Strategies, J Control Release. 2020 Jul 10 323:591-599. --研究背景--在设计用于肠胃外给药的蛋白质药物产品中，聚集体的产生，除了在外观上引起不适之外，最重要的是它们具有细胞毒性作用，或是引起机体免疫原性应答。美国和欧洲药典对肠胃外药物产品中的不溶性聚集物有规定：对于小剂量的肠胃外药物，通过光阻法测量的小颗粒（≥10μm）和大颗粒（≥25μm）的推荐药典规范分别为≤6000/container和≤600/container。因此，预防和减轻蛋白质聚集对于维持蛋白质药物产品的安全性，功效和质量至关重要。药品加工步骤中，如纯化，搅动，冻融，填充，冻干，制剂成分，运输压力，都有可能将天然蛋白质转化为聚集体。而蛋白质溶液在配制为药物产品之前，通常以冷冻状态保存很长一段时间，所以，因反复冻融而产生的蛋白聚集体更应引起关注。蛋白质制剂如缓冲液可确保制剂的pH值在整个保质期内都保持在所需范围内。但在低温过程中，某些缓冲区的有效性可能会受到影响。例如，当冷冻含有磷酸二氢钠和磷酸二钠的水溶液（即磷酸钠缓冲液）时，磷酸氢二钠的选择性结晶导致冷冻浓缩液的pH降低，从而引起蛋白聚集体的产生。因此，本文旨在研究，在不同缓冲溶液的冻融循环过程中，两种模型蛋白质（牛血清白蛋白（BSA）和β-半乳糖苷酶（β-gal））聚集体的产生，以及这两种蛋白对缓冲液pH值变化的影响。同时，评价了添加的非结晶溶质对pH值变化的影响，以及pH改变对蛋白质聚集行为的影响。--研究结果--使用MFI表征冷冻和解冻后蛋白颗粒的形成利用MFI检测发现，无论何种缓冲液，BSA（10mg/mL）在制备和立即分析时均显示出较低的颗粒数。当这些溶液经受五个冻融循环时，在许多系统中颗粒数量都有小幅增加。但冻融循环在磷酸钠缓冲液（100mM）中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖（纤维二糖（一种还原糖）被用作模型非结晶溶质，一种冷冻保护剂）后，在磷酸钠缓冲液（100mM）中导致的颗粒数有明显缓解。利用MFI检测发现，β-gal（10mg/mL）在水中冻融后的颗粒数（?100,000）急剧增加，表明该蛋白质对PH值的极端敏感性。同样，β-gal在磷酸钠缓冲液（100mM）中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖后，在磷酸钠缓冲液（100mM）中导致的颗粒数有明显缓解。低温pH测定将PBS和磷酸钠（100mM）冷却后，发现pH值变化幅度相似。当磷酸钠浓度为10mM时，冷却时的pH值变化不明显。而蛋白质的添加（10mg/mL）可以降低了PBS和磷酸钠（10mM）中pH值变化的幅度。当磷酸钠浓度很高（100mM）时，蛋白质的作用就不那么明显了，这表明，低蛋白浓度（10mg/mL）似乎不足以抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH偏移。低温XRD测定研究结果发现，当将磷酸钠缓冲溶液（10和100mM）冷却时，在-15°C时Na2HPO4• 12H2O结晶明显（分别参见图4B和4C）。而BSA的添加，可以使Na2HPO4• 12H2O的峰强度降低，特别是在较低的缓冲液浓度（10mM）下更为明显。这与观察到的BSA对缓冲溶液pH值变化幅度的影响密切相关。此外，纤维二糖的添加完全抑制了缓冲盐的结晶（图4D），以及冰峰的强度也受到了抑制。这些结果揭示了非结晶溶质在蛋白质制剂中的附加作用。通过抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH值变化，这些赋形剂可防止蛋白质不稳定性。热分析结果显示，当将BSA添加到PBS中时，在-54.4℃出现玻璃化转变温度（Tg′），随后在-22.4和0.1℃出现两个吸热峰。玻璃化转变温度反映了冷冻浓缩物组成发生了改变。BSA仅对100mM缓冲液的热行为有明显影响，导致Tg’（-47°C）和结晶温度（-30°C）降低。同时，纤维二糖的添加有望改变冷冻浓缩物的成分，这在Tg’（-34°C）中有所体现。结论：磷酸盐缓冲液被广泛用于肠胃外蛋白质制剂中。但在冷冻过程中，磷酸氢二钠（十二水合物）的选择性结晶会降低冷冻浓缩液的pH值，从而导致蛋白质聚集。可以通过降低缓冲液浓度来减小pH偏移。同时，BSA和β-gal可以通过对缓冲液结晶的抑制，减少pH的变化，但其作用程度要取决于缓冲液浓度。其它非结晶性赋形剂（纤维二糖）的添加，可通过抑制缓冲盐结晶，来提高蛋白质的稳定性。

“‘我国石油还能开采40年’的说法不科学，该数据是拿探明的存储量除以每年的消费量简单得出的，而实际上每年都有新的石油、天然气等资源被勘探出来。” 　　近日，五位中科院院士——地质学家李德生、物理化学家田昭武、无机化学家徐如人、真菌学家庄文颖、电工学家严陆光，与20位青年科学家在天津大学畅谈能源和资源的可持续发展。 　　李德生等在会上建议，解决我国未来能源安全问题，应在开源节流的基础上，从加强科学研究和人才培养等方面入手。 　　开源节流 突围困局 　　李德生介绍说，我国实际石油的存储量为332亿吨，目前已探明84亿吨 天然气资源量为22万亿立方米，2010年年底探明5.71万亿立方米，尚有五分之四未被探明 煤层气资源量为11万亿立方米，目前探明量仅占1%。 　　研究结果表明，照目前的开采速度，常规矿物能源可以一直持续到22世纪。 　　尽管如此，李德生表示，我国能源发展仍面临着不小的压力，未来除保证一定的化石能源产量外，我国也应重视发展如页岩气、页岩油等非常规油气资源。 　　虽然页岩气与页岩油开发存在高成本、高消耗、高污染以及低产出的问题，但李德生表示，“这些非常规资源一定会为我国的能源资源发展作出贡献” 。 　　田昭武、严陆光也指出，未来能源资源“开源”仍须在太阳能、风能、生物质能等新能源技术领域多做功课。 　　而要使能源资源实现可持续发展，要“开源”，更须“节流”。 　　李德生指出，我国已提前10年打破了2020年能源消耗量的红线——去年，国内原油消费量已达4.5亿吨，超过2020年消耗量达4.2亿吨的红线 目前汽车保有量也远超预计，达2亿多辆，远超2020年达到1亿辆的红线。 　　“这么多的汽车等于是把化工厂搬到城市里，这对于城市环境的损害非常大。因此，解决这个问题是我们降低交通能耗、减少环境污染的重点。”田昭武表示。 　　技术为基 加强应用 　　“在能源科学研究方面，产学研一体化是研究的前提。”田昭武表示。 　　他认为，我国当前在太阳能等能源开发技术方面已掌握较高技术，但科研与应用之间还存在很多隔阂，难以缓解能源紧缺的现状。 　　以电动汽车为例，由于未能很好地解决电池在能量、成本、寿命等方面的问题，电动车尚不能被广大用户接受。 　　在可再生能源开发方面，我国的风能、太阳能虽然产能较强，但由于与电网的输电能力不匹配，很多时候，生产出来的电力无法进入电网，被白白浪费。 　　严陆光指出，除新能源以外，核聚变能、天然气水合物、深层地热能、海洋能等4类能源的未来可利用空间也十分巨大。 　　然而，按照目前相关研究的进展情况，核聚变能预计下个世纪才能使用 位于海洋深处的天然气水合物，属于新型化石能源，存储量比化石能源还高，但当前面临的最大难题是如何开采。 　　以人为本 重在创新 　　“我国生物质能源研究和其他国家处于同一起步阶段，因此，科研人员不应一味地跟风作研究，要结合当前的国家重大需求独立创新。”庄文颖表示，青年科学家应尽力寻找有较大研究潜力和良好应用前景的研究方向。 　　她同时指出，优秀的人才是关系到实现能源资源开发利用与促进可持续发展的重要因素。她希望青年科学家和高校教师提高对青少年科普教育的重视程度。 　　徐如人指出，当前的很多基础问题在我国学术界没有得到充分的重视，这将严重制约我国今后的科研创新工作。 　　他举例说，我国稀土资源虽然很丰富，但主要用于出口，很少被科研单位利用。 　　他建议相关领域的青年学者要对诸如稀土材料功能与结构关系等基础问题进行更加深入的研究。 　　“这些问题都是制约能源研究进一步发展的障碍，希望年轻人仔细研究需求与市场，通过技术创新解决我国能源资源发展的困境。”徐如人说。

低场核磁共振技术具有快速无损测量的特点，在多孔介质孔隙结构表征与基础物性研究方面具有很大优势，应用于天然气水合物研究已有近20年历史，核磁测井也成为天然气水合物钻探测井的常用手段，是测定天然气水合物储层原位渗透率的有效方法。天然气水合物是一种国际公认的潜在替代能源，也是我国第173号矿种，在南海有着广泛的分布和可观的储量。在水合物的检测方法中，NMR以其快速、无损、绿色、在线、数据形式丰富等特点受到诸多青睐。2017年和2020年，我国先后在南海北部成功实施两轮天然气水合物试采，产气效率远超预期，但是要达到商业开采水平仍需要克服多重挑战。其中，含天然气水合物土的渗透率测定及其演化过程预测是面临的重多挑战之一，迄今为止也并未得到很好的解决。近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所吴能友所长团队，通过测定不同天然气水合物含量条件下含天然气水合物土的横向弛豫率，揭示了不同孔隙赋存形式天然气水合物对横向弛豫率的影响规律，基于此对渗透率预测及孔隙结构表征提出了修正建议，为含天然气水合物土低场核磁共振技术定量分析提供了重要的科学依据，对解决含天然气水合物土的渗透率测定问题有重要的指导意义。文章《Nuclear Magnetic Resonance Transverse Surface Relaxivity in Quartzitic Sands Containing Gas Hydrate》发表在《Energy & Fuels》上，感兴趣的读者可自行查看。该研究采用的低场核磁共振系统由青岛海洋地质研究所与苏州纽迈分析仪器股份有限公司联合研发，型号为MesoMR23-060H，该中尺寸核磁共振成像分析仪，搭配低温高压系统，主要用于天然气水合物、冻土冻融等过程的研究。近两年来，液体、固体、低场以及成像核磁，连续波和脉冲顺磁共振波谱均取得明显进步。为了进一步促进波谱学的健康发展，加强学术交流与合作，了解波谱新技术和交叉学科的最新进展，由北京理化分析测试技术学会波谱专业委员会主办，中国科学院大学协办的“2021年度北京波谱年会”将于2021年5月14日-16日在北京世纪金源香山商旅酒店召开。本次会议以“不断进步的磁共振波谱”为主题，在液体、固体、低场和成像核磁共振波谱、连续波和脉冲电子顺磁共振波谱以及国产化仪器研发等方面进行经验交流报告。会议交流形式包括大会报告、分会报告和墙报等。会议特别邀请了活跃在我国的青年专家知名专家作波谱前沿技术与应用新进展报告，期间组织波谱厂家进行新产品技术报告及仪器展示。旨在提高波谱学开发和应用水平，推动波谱技术交流与推广。大会报告报告最新的磁共振方法和应用，技术报告以应用和技术支持为主，青年论坛以在读和刚刚毕业学生为主，墙报展示最新进展。会议将评选优秀青年报告和墙报，并给予适当物质和精神奖励。会期两天，诚邀波谱工作者和相关专业的学者积极参与！2021年度波谱年会日程安排.pdf

01 概述全球经济严重依赖于能源，能源供应我们的食物生产、建造我们的家园并驱动我们的交通工具。没有能源，我们所熟悉的许多事物将会停止运转。随着中国和印度等国家经历快速经济增长，能源需求以及化石燃料的成本持续上升。为了满足这一增长的需求，开发替代能源来源变得越来越重要。研究与开发对于此过程至关重要，需要最高等级的设备来获得准确可靠的结果。Teledyne ISCO 注塞泵是开发替代燃料的绝佳工具，从实验室规模到试验工厂都能派上用场。能源来源或用于燃料和化学品的原材料可以分为两类：传统的和非传统的。传统能源来源是通过现有技术获得的，例如石油（原油）、煤炭和天然气，而非传统来源则需要更新和/或更复杂的技术，通常需要更大的投资。非传统能源过去在成本上不具备竞争力，但随着能源价格的上涨，现在可能成为一种可行的替代品。非传统能源来源包括：&bull 页岩油（美国）&bull 油砂/重油（委内瑞拉-加拿大）&bull 生物质（任何植物或动物材料）&bull 甲烷水合物替代性或非传统燃料可以从任何传统来源中提取，例如煤炭，而不是石油。然而，这一术语通常更多地用于指代来自可再生能源的可再生燃料，如生物质。可再生燃料包括：&bull 乙醇&bull 生物柴油&bull 非化石甲烷&bull 氢气02 石油（原油）自 1858 年在加拿大安大略省的石油泉首次钻探油井以来，石油的使用已大大扩展。如今，90% 的车辆使用的燃料都源自石油，全球的需求预计还将上升，这将给石油生产带来更大的压力。油井的生产寿命在达到某个高点后会开始下降。在这一点上，可以采用如增强型石油回收（EOR）等技术来维持石油生产水平。评估可能的技术需要复制油藏条件（如温度和压力）进行测试。这种称为岩心驱替的测试，能确定岩石对各种流体的渗透性，并需要使用高性能注射泵等精密设备。 我们每天使用的物品都来自常规和非常规石油。世界对原油的依赖远远超出汽油和其他燃料等更明显的需求。来自石油的其他产品包括许多药物和软膏、塑料、化妆品和洗涤剂。橡胶制品、防腐剂、密封剂和铺路材料也来自石油。世界的石油供应以及我们获取石油的能力，对这些以及其他许多日常产品的成本和可用性产生了深远的影响。03 油页岩油页岩含有干酪根，一种沉积岩中发现的复杂有机化合物混合物，从中可以提取液态烃。干酪根不是原油，但可以被加工成原油替代品，或称为合成原油（syncrude），然后进一步加工成常用的石油产品。这一过程本身需要能源投入，这影响了其与原油的成本竞争力。油页岩矿床遍布全球，但世界上已知储量的 64% 集中在美国。随着世界能源价格上涨，油页岩将受到更多关注。04 细砂油砂主要位于加拿大和委内瑞拉，由类似糖浆的石油（沥青）组成，其开采和加工难度远大于传统石油。因此，需要采用非常规技术进行提取，如露天开采和原位开采。最常见的原位过程涉及用蒸汽加热沥青，降低粘度，使其能以更传统的方式被泵送出来。提取后，必须将沥青升级为较轻的合成原油，以便通过标准管道运输并进一步精炼。由于技术上更具挑战性、能源密集度更高，因此成本也更高，使得油砂成为一种非常规石油来源。05 煤炭煤炭满足了全球 25% 的能源需求，尤其是电力生成方面。不幸的是，它也是最大的二氧化碳排放源。按照目前的消耗率，世界的煤炭储量可以持续超过预计的 150 年。世界上超过 50% 的煤炭储量位于美国、俄罗斯、中国和印度。拥有超过 25% 的可开采煤炭，美国拥有世界上最大的煤炭储备。除了作为主要的热能和发电能源外，煤炭还有许多其他潜在用途。例如，煤炭是替代原油产品如化学品、汽油和柴油燃料的一种可行原料。将煤炭转化为其他产品使用的最常见过程是煤制液体（CTL）和气化（合成气）。CTL 创造了一种合成原油，可以通过传统方式进一步加工。合成气，也称为水煤气，可以直接替代天然气，或通过费托合成过程进一步加工成其他燃料、化学品或塑料。尽管煤炭目前是二氧化碳排放的主要来源，但目前正在进行研究，通过从发电厂或转化过程中捕获二氧化碳，并将其封存在地质构造中来减少这些排放。由于在转化过程中二氧化碳始终被包含，因此移除相对容易，从而成本效率高。全球范围内，采用减排/封存技术的公司可以通过税收节省和/或减排积分来抵消其成本。然后，二氧化碳可以被封存或用作提高石油或天然气采收率的技术，这具有双重好处，即提高采收率和进一步减少二氧化碳排放。煤制液体煤制液体（CTL）可以是一种直接技术，使用溶剂在热量和压力下溶解粉状煤炭，从而创造出一种合成原油，这种原油可以进一步加工成燃料和化学品。合成原油具有使用现有炼油厂和分配系统的潜力优势。06 天然气天然气主要由 70-90% 的甲烷组成，用于发电厂、家庭供暖、运输和塑料制造。天然气通常位于油田中，提供了部分石油位移压力。非常规天然气典型情况下，非常规天然气包括那些不使用先进技术难以开采的沉积物。非常规天然气包括：&bull 深层气（深度在15,000英尺或以下的沉积物）&bull 致密气（被限制在不透水的地质构造中，如非多孔岩石）&bull 含气页岩&bull 煤层甲烷&bull 甲烷水合物煤层煤层通常包含被困的天然气，这些气体曾经通过焚烧处理，但现在有许多用途。甲烷水合物甲烷水合物由被困在冰冻水晶体中的甲烷（天然气）组成。它们存在于海底沉积物中，以及加拿大和俄罗斯的永久冻土区域。也被称为“燃烧的冰”，如果能够开发出恢复这种能源的方法，这个潜在的燃料来源可能为世界提供大量的能源。07 合成气气化是一种将含碳原料（如煤或生物质）转化为合成气的过程，合成气由一氧化碳和氢气组成。合成气，曾被称为“水煤气”，在 20 世纪 50 年代前的美国和 70 年代的英国常被用于烹饪和供暖。与天然气相似，合成气可以直接用作相对清洁的燃料，或通过费托催化转化过程进一步加工成液体形式。煤或生物质的气化是通过以下吸热“水煤气”反应实现的：C + H2O → H2 + CO合成气的形成也可能是天然气转化为氢气的中间步骤：CH4 + H2O → CO + 3H2除了 CO 和 H2，合成气还可能含有二氧化碳和氮气，因此必须进一步净化才能用于生产化学品和燃料。一氧化碳和 H2 可以加工成甲醇和其他化学品。液态气化的一个缺点是，净化和转化过程能源密集，因此涉及额外的成本，以转化为燃料。费托合成过程费托合成过程涉及一氧化碳的氢还原反应，通过催化化学反应将气化得到的合成气转化为各种液态烃：(2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH2O（其中n是正整数）这些液态烃随后可以进一步加工成合成油或燃料。生物质气化（BG）与费托合成（FT）过程的结合因其在生产可再生生物燃料方面的巨大潜力而备受关注。08 乙醇乙醇，或称谷物酒精，主要用作燃料或燃料添加剂。乙醇通过特定类型的酵母发酵生产，这些酵母将糖代谢为乙醇和二氧化碳，反应如下：C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2在巴西，大多数乙醇由甘蔗制成，而在美国，乙醇由玉米制成，玉米也是一种相对供应不足的食品。目前，正在研究从木质纤维素生产乙醇，木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成。这种类型的乙醇，称为纤维素乙醇，可以由非食品来源生产，如柳枝稷和木屑。09 甲醇甲醇可以是各种化学和燃料产品的原料。它也可以直接用作燃料或作为汽油添加剂，类似于乙醇。目前，大多数甲醇是由化石燃料（如煤和天然气）衍生的合成气生产的。它也可以很容易地扩展到非常规来源，如油砂、油页岩、煤层甲烷、致密气、甲烷水合物和生物质。通过以下反应，生物质替代方案将使甲醇成为一种可再生资源：生物质 → 合成气（CO，H2）→ CH3OH10 生物柴油生物柴油是一种通过将植物油或动物脂肪化学转化为脂肪酸甲酯（酯交换）制成的生物燃料，可以单独使用或与传统柴油混合使用。虽然生产生物柴油有几种方法，但最常见的是涉及甲醇和氢氧化钠的间歇过程：特别是在美国和加拿大，生物柴油最常见的标准是ASTM D6751。符合性测试通常需要气相色谱仪。11 甘油生物柴油的广泛使用导致了全球甘油过剩，甘油是植物油酯交换反应的一种副产品。甘油有许多常见用途，包括化妆品、药品、食品和饮料、溶剂、肥皂、润滑剂和纺织品。然而，正在进行研究以确定其他用途，如氢气和乙醇生产以及燃料添加剂。甘油的其他转化方法包括：氧化、氢化、氢解、醚化和缩合。12 热解/加氢作用在生物燃料行业，脂肪酸甲酯必须转化为碳氢化合物，以便更好地与现有炼油厂基础设施相兼容。热解是在没有氧气的情况下加热和分解有机材料的过程。快速热解，涉及非常快速的加热，是这个过程的更高效版本。碳氧键分解成更热力学稳定的二氧化碳，从而产生碳氢化合物。热解相比气化的一个优势是它需要较少的热量，因此能量消耗更少。一个缺点是高水分含量，必须在进一步处理前去除。加氢是指分子氢的催化反应，以去除氧键，从而产生碳氢化合物。这两个过程都产生了最终结果为更简单的化合物，然后可以进一步精炼成可再生的生物燃料，以及精细化学品和脂肪。引用1) U.S. Department of Energy. 2008.2) OilSands Discovery Centre. “The Oil Sands Story.” Feb.20083) Hagenbaugh, Barbara. June 2006 “High Cost of Oil CouldPut Many Jobs at Risk.” USA Today. June 2008.