Mg2+掺杂对H1.6Mn1.6O4锂离子筛吸附性能的影响

对由碱金属和过渡金属组成的阳离子骨架尖晶石结构,其碱土金属离子掺杂位点及对性能的影响一直缺乏研究。本文通过水热法合成了Mg~(2+)掺杂的尖晶石型Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4(LMMO)经脱模后,得到Mg~(2+)掺杂的尖晶石型锂离子筛H_(1.6)Mn_(1.6)O_4(HMMO)。样品表征结果表明LMMO、HMMO及吸附之后的样品(r-LMMO)均呈现尖晶石结构。相同实验条件下,HMMO对锂的吸附容量为25.6 mg/g (未掺杂为25.8 mg/g),抗溶损研究发现r-LMMO溶损率为4.4%(未掺杂为5.4%)。在保持较高吸附容量条件下,掺杂显著提高其结构稳定性。Langmuir和pseudo-second-order模型能够很好的拟合HMMO对Li~+的吸附过程,DFT计算结果表明Mg~(2+)替换了16d位置的部分Li~+,使得Mg-O键强于Li-O键从而增强了吸附剂的结构稳定性。     

掺杂锡的纳米二氧化钛的合成、表征及光催化性能

以Ti(OC4H9)4和SnCl4.5H2O为原料,乙醇为溶剂,离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([Bmim][BF4])为表面活性剂,12%的氨水为沉淀剂,采用共沉淀法合成了不同形态的掺杂锡的二氧化钛。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、同步热分析仪(TG-DSC)、紫外—可见吸收光谱仪(UV-Vis)、比表面积孔隙度分析仪(BET)和能量色散X射线光谱仪(EDS)表征所合成材料的结构、形貌、热稳定性、光学性能、比表面积。Sn掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO2的吸收带边相比,Sn掺杂TiO2的吸收带边分别红移了约35 nm,从而提高了光催化降解甲基橙的活性。为了评估产品的光催化性能,进行了掺杂锡的纳米二氧化钛对甲基橙的光催化降解实验,实验结果表明在2 mL离子液体中合成掺杂锡为7%的纳米二氧化钛对甲基橙的光降解具有最好的催化作用。光照90 min对甲基橙的降解率就达到了97%以上,大幅度提高了TiO2的可见光催化活性,这是因为有效抑制了光生电子和空穴的复合,也明显降低了TiO2的禁带宽度。     

镧掺杂的二氧化钛纳米颗粒的合成、结构表征及光催化性能

以无水乙醇为溶剂、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)离子液体为表面活性剂,以钛酸四丁酯、六水合硝酸镧为原料,采用共沉淀法制备了不同掺镧量的La-TiO2光催化材料。采用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、差热-热重分析仪(TG-DSC)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-vis)、比表面及孔隙度分析仪(BET)对其结构、形貌、热稳定性、光学性能及比表面积进行表征。所制备产品的光催化性能在紫外光下进行了光催化降解甲基橙实验,实验结果表明在离子液体的量为0.5mL,掺杂镧量为5%的TiO2纳米材料对甲基橙的降解效果相对较好,降解率最高达到98.73%。     

分子筛/石墨烯复合电极材料电化学性能的对比研究

利用溶液共混法制备得到分子筛/石墨烯(RGO)复合电极材料。比较了分子筛(4A、13X、SBA-15)种类、煅烧温度以及分子筛与氧化石墨烯(GO)质量比等因素,对分子筛/RGO复合电极材料电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、孔径分析、扫描电镜(SEM)和电化学测试等分析方法考察了3种复合电极材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,RGO可以将4A很好地包覆,且4A均匀镶嵌在RGO层间并阻止RGO团聚,形成了三维空间导电网络结构,13X、SBA-15并不能完全被RGO包裹,RGO层间团聚现象仍较严重,不能形成三维导电网络结构。当分子筛与RGO质量比为6∶1,煅烧温度为320°C时,在4 A/g电流密度下,4A/RGO复合电极材料的比电容为450 F/g,而相应的13X/RGO、SBA-15/RGO复合电极材料的比电容分别为195、43 F/g。4A/RGO复合电极材料优异的超级电容性能可归于4A与RGO之间较强的协同效应。     

镁镍铝水滑石的合成及其在聚丙烯耐老化中的应用

采用沉淀法合成了镁镍铝水滑石(MgNiAl-LDH),研究了不同尿素和水热温度对合成MgNiAl-LDH的影响。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对MgNiAl-LDH进行了表征。将制得的MgNiAl-LDH添加至聚丙烯中(PP)中,制备MgNiAl-LDH/PP复合材料,通过加速老化及力学性能测试考察了MgNiAl-LDH的添加量对复合材料性能的影响。研究结果表明,当Mg~(2+)∶Ni~(2+)∶Al~(3+)为2∶1∶1,反应温度为100℃、尿素用量为二价金属阳离子(Mg~(2+)+Ni~(2+))摩尔浓度的2.5倍时,合成结晶良好的MgNiAl-LDH。复合材料耐老化实验结果表明,当MgNiAl-LDH的填充量为6 wt%时,经加速老化后,MgNiAl-LDH/PP复合材料拉伸强度基本保持不变,抗老化性能明显。     

Mg2+掺杂对正极材料LiFePO4/C结构和电化学性能的影响

以乙酸镁为镁源,用LiOH.H2O、Fe(NO3)3.9H2O、NH4H2PO4为原料通过水溶液法制备了掺杂Mg2+的LiFePO4/C正极材料。用XRD、SEM、恒流充放电测试、循环伏安(CV)和交流阻抗谱(EIS)方法,研究了Mg2+掺杂对LiFePO4/C的结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明,Mg2+掺杂没有改变LiFePO4橄榄石型的结构;在0.1 C(1C=170 mAh.g-1)的充放电倍率下,Mg2+掺杂使正极材料首次放电比容量从153 mAh.g-1提高到159 mAh.g-1,经20循环次后,容量无损失;电化学交流阻抗显示,掺杂后材料阻抗Rct从463.1Ω减小到322.8Ω。     

世界上10种主要矿产资源的分布

<正>铁:世界总资源得量8,500亿吨,探明储量4,000亿吨,含铁量930.8亿吨。主要分布在巴西(占17.5%)、俄罗斯(16.8%)、加拿大(11.7%)、澳大利亚(11.5%)、乌克兰(9.8%)、印度、中国、法国、南非、瑞典、英国等。其中富铁矿1400亿吨,以澳、巴西、俄、乌、印度、瑞典、南非等居多。铜:据国外统计,现铜储量为6.41亿吨(金属含量),70%分布在4个不同的地质地理区:1智利和秘鲁的斑岩铜矿区,是世界最大铜矿藏区,占世界总储量的27%。2美国西部的班铜矿区     

紫外光照下锐钛型Fe-TiO2粉末对甲基蓝的催化降解

采用水热法自制的锐钛型Fe-Ti O2粉末在紫外光(λ=254 nm)照射下,对有机污染物甲基蓝进行光催化降解,研究了甲基蓝溶液的初始浓度、溶液的p H、Ti O2掺杂量、Ti O2用量、反应时间等因素对甲基蓝降解率的影响。结果表明:在甲基蓝溶液初始浓度为50 mg/L(p H=6)、Ti O2掺铁量3%(摩尔分数)、Ti O2粉末用量为1.00 g/L、室温18℃下经紫外光照射反应105 min,甲基蓝的降解率达到97.3%。     

Al掺杂对尖晶石型LiMn2O4结构及循环性能的影响

用柠檬酸作为螯合物的载体,采用溶胶-凝胶法合成了Al3+掺杂的锂离子电池正极材料LiAlxMn2-xO4,并用XRD、SEM等多种测试手段研究了不同掺杂铝量对粉体形貌、晶体结构的影响。结果表明,800℃烧结可获得单一尖晶石结构的物相。随着Al3+掺入量的增加,LiAlxMn2-xO4的晶格常数变小,晶格更趋于完整,有利于抑制因锂的反复脱嵌而造成结构的破坏。实验表明,当掺Al量为0.05时,首次放电容量为103.8 mAh/g,25次循环后容量还有100.6 mAh/g,容量衰减仅为3.08%。该正极材料具备高的容量和优异的循环性能。     

Li M XM n 2-XO 4(M=C r、A1)尖晶石相阴极材料研究

用溶胶-凝胶法制备了LiMxMn2-xo4(M=Cr、Al;x≤0.2)尖晶石相锂离子电池阴极材料.SEM表面观测显示材料的晶形好,粒度均匀,粒径小于0.5微米.电化学测试表明,低水平量(0.02≤x≤0.05)的Cr、Al掺杂材料初始容量稍有降低,但却较大地改善了循环性能.在LiMxMn 2-xO4中,掺Al降低了Li+、Mn3+占位的无序度;Cr3+和Al3+取代了其中的部分Mn3+,占据八面体位(16d),抑制了Jahn-Teller效应,增强了尖晶石骨架的稳定性,提高了其电化学性能.在3.0～4.3V的充放电过程中,材料中的Cr、Al都保持+3价不变,不发生氧化还原.     

风成沙最优振筛时间

筛析法是测定沉积物颗粒组分的简单便捷方法,但关于振筛机对不同物料颗粒的最佳筛析时间少有报道。采用顶击式标准振筛机、1/2Φ间隔的套筛,开展了以风成沙为筛析样品、以筛析时间为变量的实验。结果表明：随着筛析时间增加,粒度参数的平均粒径和分选系数有增加且趋于平稳的趋势,但参数级别未发生改变;随筛析时间的增加,个别样品的偏度和峰度级别发生改变,其余均未改变;整体上,≥35目的筛网是决定1/2Φ间隔套筛最佳筛析时间的主要标准筛,但不同特性的风成沙颗粒对不同筛网的最佳筛析时间存在差异;为保证在筛析时间增加的过程中,粒度参数级别不再发生改变,且各筛网上的沙物质颗粒质量变化较小或趋于稳定,选取供试样品的平均最佳筛析时间作为风成沙颗粒筛析的最佳时间,建议风成沙颗粒的最佳筛析时间为14min。     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性研究

对不同立地类型、不同生长年限、不同季节、不同树种的防护林土壤微生物数量及区系组成进行研究,分析了土壤微生物与土壤环境因子的相关关系,结果表明:咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林和人工绿地建成后,土壤结构和养分状况得到改善,微生物活性大幅度提高;土壤微生物区系组成中,细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少;表层微生物数量远多于下层土壤;林地外围距林缘近的土壤微生物活性较强,3m以外微生物数量已接近流沙地微生物量;各类土壤微生物分布具不同的季节性规律,且不同立地类型防护林土壤微生物分布差异明显;随造林年限的增加,防护林的改土作用更加显著。土壤微生物分布与土壤养分含量和土壤pH值显著相关。     

荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究

 对我国荒漠草原生态系统不同退化阶段土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性进行研究。结果表明,随着草原退化程度加剧,土壤微生物数量、微生物生物量、土壤养分及土壤酶活性均表现出不同程度的变化。其中,土壤微生物数量、生物量和土壤酶活性随退化程度的加剧而有递减的趋势,各项值在总体上呈现出轻度退化>中度退化>重度退化;土壤养分中除了土壤钾含量无明显的规律性变化外, 其他含量表现出轻度退化>中度退化>重度退化的趋势;研究认为,荒漠草原的退化明显影响到土壤微生物的数量、生物量、土壤养分及土壤酶活性,土壤微生物对草原退化有响应。同时,相关性研究表明,土壤微生物数量、土壤养分和土壤生物活性之间呈较好的相关关系,这些指标可作为评价土壤肥力的有效指标。     

基于MOD16监测陕西省地表蒸散变化

基于MOD16数据产品结合气象数据,统计分析了陕西省2000-2013年地表蒸散的时空分布特征,研究表明MOD16蒸散产品能够满足陕西省地表蒸散时空分布研究的要求,结果对陕西省水资源的有效利用具有重要的理论和实践意义。主要结论:(1) 2000-2013年蒸散(ET)、潜在蒸散(PET)年际波动不大,全省ET平均值在490 mm左右, PET平均值在1550 mm左右,年平均ET与PET的差距说明陕西省较为干旱缺水。全省ET、PET的年内变化都呈单峰分布趋势,两者变化存在差异, 6月两者差距最大,此时最为缺水。(2)陕西省不同区域蒸散有明显的空间分布差异,陕西南部水分较为充足,而在陕西北部较为缺水。陕西中西部区域干旱有所缓解,中东部区域干旱加重。(3)各功能区年平均ET与PET大小顺序正好相反,干旱程度顺序为防风治沙工程区>陕北退耕还林区>渭北退耕还林区>关中农业生产区>陕北天然林保护区>陕南退耕还林区>陕南天然林保护区。各功能区年内ET月平均变化差异明显,可分为三类,单峰型、波动型、双峰型。(4)蒸散的时空变化与气候特点,特别是水热条件的时空变化有很高的相关关系,而与植被的分布和生长状况也紧密相关。     

荒漠草原2种植物群落土壤微生物及土壤酶特征

测定和分析了甘肃省金昌市金川区荒漠草原土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性。结果表明：同层土壤3大类微生物（真菌、细菌和放线菌）数量、土壤微生物量碳和氮含量及4类土壤酶（蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）活性均表现为盐爪爪（Kalidium foliatum）群落大于骆驼刺（Alhagi sparsifolia）群落,而土壤微生物量磷含量相反;同一植物群落,不同层土壤微生物数量（除骆驼刺群落中的真菌亚表层最高外）、土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性（除骆驼刺群落中脲酶呈现高-低-高-低趋势外）均呈现随土层的加深而降低的趋势;金川区荒漠草原不同植物群落不同空间层次土壤微生物数量、微生物生物量和各种酶之间有不同程度的相关性。     

南极菲尔德斯半岛表层土壤样品中细菌多样性的系统发育分析

通过PCR结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对从南极长城站附近表层土壤样品中获得16SrDNA序列特征片段V3区序列进行分离。对其中的主要12条DGGE条带进行胶回收,获得的DNA片段经测序以及计算机比对分析发现,它们分别属于β、γ、δ-变形细菌(Proteobac-teria)、噬纤维菌-屈挠杆菌-拟杆菌(Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides,CFB)群细菌、放线细菌(Actinobacteria)、蓝细菌属(Cyanobacteria)、酸杆菌属(Acidobacteria)和绿屈挠菌属(Chlo-roflexi)等系统分类群。南极表层土壤样品中的大部分16S rDNA序列与从其他土壤或沉积物样品中直接获得的序列相似性较高(93%-100%)。     

砾间接触氧化反应器中细菌多样性评价

采用分子生物学手段,通过构建16S rDNA基因文库,对新型剩余污泥减量化处理系统——砾间接触氧化反应器中细菌多样性进行了系统发育分析;通过多样性指数、丰富度指数、均匀度指数及优势度指数,对细菌多样性及优势菌种富集状况进行了系统评价。结果表明:共有80个克隆子,分别代表29个OTU,用于系统细菌分析。其中,石球外膜46个克隆子(17个OTU),石球内泥34个克隆子(12个OTU)。生物膜中细菌多样性及优势菌种富集状况均好于孔隙内泥中的细菌。     

Time-averaged and time-dependent energy-related quantities of harmonic waves in inhomogeneous viscoelastic anisotropic media

The energy–flux vector and other energy-related quantities play an important role in various wave propagation problems. In acoustics and seismology, the main attention has been devoted to the time-averaged energy flux of time-harmonic wavefields propagating in non-dissipative, isotropic and anisotropic media. In this paper, we investigate the energy–flux vector and other energy-related quantities of wavefields propagating in inhomogeneous anisotropic viscoelastic media. These quantities satisfy energy-balance equations, which have, as we show, formally different forms for real-valued wavefields with arbitrary time dependence and for time-harmonic wavefields. In case of time-harmonic wavefields, we study both time-averaged and time-dependent constituents of the energy-related quantities. We show that the energy-balance equations for time-harmonic wavefields can be obtained in two different ways. First, using real-valued wavefields satisfying the real-valued equation of motion and stress–strain relation. Second, using complex-valued wavefields satisfying the complex-valued equation of motion and stress–strain relation. The former approach yields simple results only for particularly simple viscoelastic models, such as the Kelvin–Voigt model. The latter approach is considerably more general and can be applied to viscoelastic models of unrestricted anisotropy and viscoelasticity. Both approaches, when applied to the Kelvin–Voigt viscoelastic model, yield the same expressions for the time-averaged and time-dependent constituents of all energy-related quantities and the same energy-balance equations. This indicates that the approach based on complex-valued representation of the wavefield may be used for time harmonic waves quite universally. This study also shows importance of joint consideration of time-averaged and time-dependent constituents of the energy-related quantities in some applications.     

黄土高原不同气候区裸地水、热特征对比

为了更好地理解陆地表面水、热通量的空间差异,利用2009年和2010年1月黄土高原陆面过程观测试验（LOPEX）的陆面过程资料,对比分析了不同气候区主要地表水、热通量特征。结果表明：半干旱区的定西在近地层气象要素、土壤湿度、动量通量、地表能量及CO2通量等主要陆面特征物理量与半湿润区的平凉、庆阳差异明显;气候背景相接近的平凉、庆阳的主要陆面特征量比较接近。虽然地形、地势、海拔、下垫面影响因子也是影响陆面特征的重要因素,但是气候背景差异愈明显,陆面特征差异也愈大,即一个地区的气候背景是陆面过程特征的主要决定因子,对陆面特征产生综合影响,而地形、地貌只对一个或几个陆面物理量有影响。