溶胶—凝胶法在纳米材料制备中的应用

溶胶－凝胶法在纳米材料制备中的应用邢作云饶瑞孙国才（材料系，武汉４３００７４）（华中理工大学，武汉４３００７４）纳米材料是指由极细晶粒组成、特征维度尺寸在纳米数量级（１～１００ｎｍ）的固体材料．由于极细的晶粒和大量处于晶界和晶粒内缺陷中心的原子，纳米...     

高温高压合成翡翠的溶胶-凝胶法粉料制备的工艺方法探索

采用溶胶-凝胶法合成具有翡翠成分的玻璃料,再对其进行高温高压处理,实现玻璃体向晶质硬玉的转化,从而得到合成翡翠。从金属醇盐浓度、pH值、去离子水的添加量、水浴温度四个方面探讨了最佳凝胶条件。常规宝石学特征测试、偏光显微镜下岩矿薄片分析、X射线粉末衍射和傅里叶变换红外光谱表明,合成翡翠与天然翡翠的常规宝石学性质相近,其结晶矿物为硬玉,样品的结晶转化程度较好,具有硬玉的标准红外特征吸收峰。     

钾霞石制备体系碱性滤液的利用技术

为处理钾长石水热制备钾霞石所产生的碱性滤液,本文采用水热法,考察了氢氧化铝溶解时间、晶化时间、晶化温度、水碱比对钾霞石产率和白度的影响,并对合成钾霞石物相进行了表征。结果表明,合成钾霞石的最佳条件为,氢氧化铝溶解时间为1.5 h,晶化时间为4 h,晶化温度280℃,水碱比为1.8。XRD结果表明,产物为钾霞石粉体。傅里叶变换红外光谱表明,Al(OH)₃中的Al在水热条件下进入到Si—O骨架中形成了Si—O—Al官能团,从而印证了钾霞石的合成。差热分析结果表明,合成钾霞石具有良好的热稳定性。氮气吸附结果表明,合成钾霞石比表面积为5.18 m²/g,平均孔径为32.98 nm。实现了钾长石水热制备钾霞石所剩碱性滤液的资源化利用,并为钾长石水热制备钾霞石提供了一种母液循环的思路,使水热制备钾霞石工业化成为一种可能。     

溶胶-凝胶法的技术进展与应用现状

溶胶－凝胶法是一种在较低温度下即可得到希望的化合物的新方法。简述了溶胶－凝胶法的基本原理,总结了溶胶－凝胶技术发展现状,着重介绍了溶胶－凝胶技术在制备块状、纤维、涂层和薄膜、超细粉末及复合材料方面的应用现状。     

溶胶-凝胶法制备掺铈纳米TiO2光催化剂降解NO2-的研究

利用X射线粉晶衍射、扫描电镜、透射电镜等方法分析煅烧温度、保温时间等因素对以溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2及掺铈纳米TiO2光催化剂的相组成、晶粒大小的影响,煅烧温度升高使晶粒粒径增大并使物相组成发生改变,保温时间增加使晶粒粒径增大以及结晶度增高;利用所制备样品对亚硝酸盐进行光催化降解试验研究,结果表明样品的制备条件、光催化剂的晶粒大小、光催化时间对亚硝酸盐的降解率有重要影响,铈的掺入有利于提高亚硝酸盐的降解率,掺铈量在1％～3％范围内,亚硝酸盐的光催化降解率随掺铈量的增加而提高。     

溶胶凝胶法制备（Eu^2＋，Dy^3＋）SrAl2O4

采用无机盐溶胶-凝胶法制备了颗粒均匀的形态为针状的(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4纳米粉体.通过TG-DTA分析和X射线衍射和扫描电镜分析方法,对样品进行了微观结构和表面形态的表征.研究了纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体在不同烧结温度下固相反应过程和成相规律.实验结果表明,当样品的烧结温度为500 ℃时是单一的Sr(NO3)2晶相;750 ℃左右生成了Sr3Al2O6,并伴有少量SrAl2O4晶体;1 100 ℃是生成了结晶度良好的针状纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体.通过计算,样品粉体晶粒平均为80～100 nm.该晶体粒度随烧结温度升高而逐渐变大.     

溶胶-凝胶法制备纳米荧光粉Y4Al2O9:Eu3+的初步研究

用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了纳米荧光粉Y4Al2O9: Eu3+,用X射线粉晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在900℃已经得到纯相的Y4Al2O9产物,并用透射电镜对其进行形貌和衍射分析,分析结果证明得到的产物为纳米粉末态晶体,产物Y4Al2O9:Eu3+粒径均匀,大致在20～50nm之间,平均粒径为30nm.并用荧光光度计对其荧光光谱进行了研究,光谱表明Eu3+在Y4Al2O9晶格中占据两种不同的位置.用λ =254nm的紫外光激发Y4Al2O9:Eu3+时,产生两条发光谱带,即由于5 D 0→7 F 1的跃迁产生在峰值λ =590nm处的橙色发光带,和5 D 0→7 F 2跃迁在峰值λ =610nm处的红色发光带.     

溶胶-凝胶法的技术进展与应用现状①

溶胶-凝胶法是一种在较低温度下即可得到希望的化合物的 新 方法。简述了溶胶-凝胶法的基本原理,总结了溶胶-凝胶技术发展现状,着重介绍了溶胶 -凝胶技术在制备块状、纤维、涂层和薄膜、超细粉末及复合材料方面的应用现状。     

溶胶—凝胶法制备纳米荧光粉Y4A2O9：Eu^3＋的初步研究

用溶胶－凝胶法（sol-gel)制备了纳米荧光粉Y4Al2O9:Eu^3 ，用X射线粉晶对其进行了物相鉴定，表明在900℃已经得到纯相的Y4Al2O9产物，并用透射电镜对其进行形貌和衍射分析，分析结果证明得到的产物为纳米粉末态晶体，产物Y4Al2O9：Eu^3 粒径均匀，大致在20－50nm之间,平均粒径为30nm。并用荧光光度计对其荧光光谱进行了研究，光谱表明Eu^3 在 Y4Al2O9晶格中占据两种不同的位置。用λ=254nm的紫外光激发了Y4Al2O9：Eu^3 时，产生两条发光谱带，即由于^5D0→^7F1的过产生在峰值λ＝590nm处的橙色发光带，和^5D0→^7F2跃迁在峰值λ＝610nm处的红色光带。     

溶胶-凝胶法合成水滑石及其原位有机硅烷嫁接研究

水滑石类层状双羟基化合物是自然界存在的唯一一类阴离子型粘土矿物。水滑石表面有丰富的羟基,具有较强的亲水性,不利于其在聚合物/纳米复合材料、环境污水处理、阻燃抑烟等众多领域应用。改善的方法主要有:有机插层、硅烷     

基于快速匹配法的VTI介质走时计算

地震波全波形反演是当今地质构造反演的潮流。在层析成像等为其提供初始模型的预处理中,地震波初至走时是一个非常重要的物理量。因而,高效高精度且稳定的走时计算方法对于各向异性建模具有重要的研究意义。为实现高效高精度且稳定的走时计算,首先利用扰动理论及泰勒公式将具有垂直对称轴的横向各向同性（VTI）介质程函方程展开,得到走时解;然后引入各向同性快速推进法（fast marching method,FMM）,运用改进后的迎风差分格式求取差分格式黏滞解获取单点走时。结合窄带推进技术,得到了一种新的基于快速匹配法的VTI介质走时计算方法。通过对均匀弱各向异性模型计算结果和解析值的对比,评估了其误差,相对误差稳定于0.5%以下。针对该方法的有效性和稳定性,对层状介质模型和盐丘模型反射波走时进行了试算,取得了较好的效果。理论分析和模型试算表明,该方法对VTI介质走时计算具有较高的精度,能够应用于各向异性层析成像和全波场偏移等研究中。     

Fast multipole displacement discontinuity method (FM‐DDM) for geomechanics reservoir simulations

The displacement discontinuity method (DDM) is frequently used in geothermal and petroleum applications for modeling the behavior of fractures in linear‐elastic rocks. The DDM requires O(N²) memory and O(N³) floating point operations (where N is the number of unknowns) to construct the coefficient matrix and solve the linear system of equations by direct methods. Therefore, the conventional implementation of the DDM is not computationally efficient for very large systems of cracks, often limiting its application to small‐scale problems. This work presents an approach for solving large‐scale fracture problems using the fast multipole method (FMM). The approach uses both the DDM and a kernel‐independent version of the FMM along with a preconditioned generalized minimal residual algorithm to accelerate the solution of linear systems of equations using desktop computers. Using the fundamental solutions for constant displacement discontinuity in a two‐dimensional elastic medium, several numerical examples involving fracture networks representing fractured reservoirs are treated. Numerical results show good agreement with analytical solutions and demonstrate the efficiency of the FMM implementation of the DDM for large‐scale simulations. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

世界铼资源供需现状及展望

铼在地壳中的丰度低且分散,多伴生于钨钼矿中,现有方法常采用碱熔富集,流程长且繁琐,亟需开发一种简便快捷的检测方法。本文建立了逆王水微波消解钨钼矿石样品,8-羟基喹啉沉淀分离钨钼元素,与电感耦合等离子体质谱联用的检测方法。结果表明：0.0500g样品,2.80mL逆王水即可实现铼元素的全部溶出,0.20mL有机沉淀剂8-羟基喹啉（3%）在乙酸-乙酸铵缓冲体系（pH 4.5）中可选择性沉淀钼、钨元素,有效消除基体元素钼、钨（沉淀率>95%）对Re定量干扰,同时不引入新干扰元素。相比现有分离富集前处理流程更加简便快捷,前处理时间缩短为现有方法的1/4;该方法对Re的检出限为6.9ng/g,采用国家一级标准物质钼矿石（GBW07238）、钼矿石（GBW07285）、铼钼矿石（GBW07373）和钨锡铋矿石（GBW07369）对方法的准确度进行了验证,测定值与推荐值吻合,相对误差为0.71%～6.07%,RSD＜5%。本方法建立的“消解-分离富集”处理流程所需时间从常规的8～12h缩短至2h左右,在准确定量矿石样品中Re的同时简化了样品前处理流程,快速的样品处理及低廉的测试成本有助于关键稀有金属矿产的开发利用。

     

水中氢氧同位素不同分析方法的对比

采用在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS和离线的Dual-inlet IRMS分析方法分析水样中氢氧同位素组成.对比两种分析系统结果表明,运用离线的Dual-inlet IRMS测定氢同位素,精密度均小于1‰,比在线的连续流Gasbench Ⅱ-IRMS重现性和精度好;运用离线的Dual-inlet IRMS和在...     

水文地质参数识别的快速和谐搜索算法

将一种新的启发式和谐搜索算法(harmony search algorithm,HS)引入到水文地质领域。在对其音节调整步骤进行改进的基础上,提出快速和谐搜索算法(Fast harmony search algorithm,FHS),并将FHS算法与MODFLOW结合,用于水文地质问题的参数识别。算例研究表明,FHS算法较其他多种算法具有更强的全局搜索能力、更快的收敛速度及求解精度,可用于地下水数值模型的参数反演。     

防斜打快技术在海拉尔易斜地层的研究与应用

针对海拉尔地区地层倾角大、断层多、岩性软硬交替、自然造斜率高等特点,绘制井斜高发区域及层位,明确易发生井斜层位,通过优选防斜、纠斜钻具组合及相应的钻进参数,同时结合随钻井斜预警系统和垂直钻井系统,形成一套海拉尔地区易斜地层的防斜打快技术,对于提高钻井速度、缩短钻井周期具有重要的指导意义。     

Automatic Modeling of (Cross) Covariance Tables Using Fast Fourier Transform

Covariance models provide the basic measure of spatial continuity in geostatistics. Traditionally, a closed-form analytical model is fitted to allow for interpolation of sample Covariance values while ensuring the positive definiteness condition. For cokriging, the modeling task is made even more difficult because of the restriction imposed by the linear coregionalization model. Bochner's theorem maps the positive definite constraints into much simpler constraints on the Fourier transform of the covariance, that is the density spectrum. Accordingly, we propose to transform the experimental (cross) covariance tables into quasidensity spectrum tables using Fast Fourier Transform (FFT). These quasidensity spectrum tables are then smoothed under constraints of positivity and unit sum. A backtransform (FFT) yields permissible (jointly) positive definite (cross) covariance tables. At no point is any analytical modeling called for and the algorithm is not restricted by the linear coregionalization model. A case study shows the proposed covariance modeling to be easier and much faster than the traditional analytical covariance modeling, yet yields comparable kriging or simulation results.     

Hydrothermal synthesis of pyrochlores and their characterization

Pyrochlores, microlites, and U-betafites of pyrochlore group minerals were obtained from mixing experiments of the corresponding oxides and fluorides by hydrothermal synthesis at T = 800 °C and P = 200 MPa in the solution of 1.0 M NaF. The presence of U⁴⁺ in pyrochlore does not affect the cell parameter, which for the phases of pyrochlore–microlite series is 10.42 ± 0.01 Å. In a system with an excess of UO₂, pyrochlores and microlites, containing uranium up to 0.2–0.3 atoms per formula unit (apfu), are formed. In the uranium-free system of betafites composition, perovskites and Ti-bearing pyrochlores are formed. U-pyrochlores of betafite series, containing 2Ti = Nb + Ta in moles, have cubic cell parameters of 10.26 ± 0.02 Å and U⁴⁺ isomorphic capacity of 0.4–0.5 apfu. In the pyrochlore structure, U⁴⁺ may substitute for Ca²⁺ and Na⁺ cations in the eightfold site. In pyrochlores of pyrochlore–microlite series, Ca²⁺ is replaced by U⁴⁺, while in pyrochlores of betafite series, U⁴⁺ replaces Na⁺. Phases with pyrochlore structure, containing U⁵⁺ and U⁶⁺ in the sixfold site, usually occupied by Nb⁵⁺, Ta⁵⁺, and Ti⁴⁺, are formed under oxidizing conditions (Cu–Cu₂O buffer). They are characterized by low content of Nb⁵⁺, Ta⁵⁺ (<0.1 apfu), and anomalous behavior of the crystal lattice (compression, instead of expansion). Under natural conditions, the formation of pyrochlores containing a significant amount of U⁵⁺ and U⁶⁺ is unlikely.     

方正地区防斜打快技术研究与应用

针对方正地区地层倾角大、自然造斜率高、钻井速度慢、钻进周期长等特点,绘制井斜高发区域及层位,明确最易发生井斜地层为宝一段与新乌组,通过优选防斜、纠斜钻具组合及相应的钻进参数,同时结合复合钻进和垂直钻井系统,形成一套方正地区易斜地层的防斜打快方法,对于提高钻井速度,缩短钻井周期具有重要的指导意义。     

起伏地形频率域可控源电磁二维快速正反演

起伏地形频率域可控源电磁正反演研究受到众多学者的关注和重视,目前普遍实用的为未考虑地形的二维正反演算法程序。本文基于积分方程法正演和多场源、多频率、对比源反演算法,开展起伏地形条件下频率域可控源电磁二维快速正反演研究。通过引入层状参考模型、将地形与目标体整体作为异常场剖分区域,实现起伏地形可控源电磁正反演计算。针对包含地形在内的大尺度剖分区域引起的大型计算代价问题,采用快速傅里叶算法提高正反演计算效率。通过与现有正反演算法进行模型算例对比,验证了本文采用方法的可行性与有效性。