微生物矿化机制研究中的介观分析技术——以微生物与六价铬相互作用为例

微生物矿化的微观机理研究是当前地质微生物学的研究热点之一。以苍白杆菌与铬相互作用的研究为例,阐述了各种介观方法在微生物矿化模拟实验及微观机理研究中的应用。该研究借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及X射线吸收精细结构谱(XAFS)等表面与纳米表征手段,获得了铬还原菌与六价铬作用过程中的微观结构信息,包括菌体的形貌变化、铬在菌体内外的分布和成晶情况、非晶态还原产物的离子价态以及局域配位环境。研究结果将有利于揭示微生物与重金属相互作用机理,对其它类似体系的研究亦有借鉴意义。     

纳米级高岭石晶胞数、原子数和晶面原子数的计算与研究

以矿物晶体结构、晶体化学理论为基础，通过对纳米级高岭石颗粒的晶胞数、原子数以及平行(001)面的表面原子数的计算，讨论了它们与纳米级高岭石颗粒尺度大小的相关规律，并结合纳米微粒的特性对其进行了简要分析。     

Traffic aerosols (18 nm particle size 18 μm) source apportionment during the winter period

In November 2004–January 2005, a micro orifice uniform deposit impactor (MOUDI) and a Nanometer (nanometer)-MOUDI were used in the center of Taiwan to measure particle size (18 nm particle size 18 μm) distributions of atmospheric aerosols at a traffic site during the winter period. The average Mass in Media Aerodynamic Diameter (MMAD) of suspended particles is 0.99 μm this study. As for the ultra fine and nanometer (nanometer) particle mode, the composition order for these major ions species was SO₄²⁻ NH₄⁺ NO₃⁻ Mg²⁺ Ca²⁺ Na⁺ K⁺ Cl⁻. An ion Chromatography (DIONEX-100) was used to analyze major anion species, Cl⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻ and cation species, NH₄⁺Na⁺, K⁺, Ca²⁺Mg²⁺. Their concentrations were also extracted from various particles size modes (nanometer (nanometer), ultra fine, fine and coarse). The results obtained in this study also indicated that the average portions for the major ionic species (SO₄²⁻, NH₄⁺ and Mg²⁺) in the nanometer (nanometer), ultra fine, fine and coarse particulate modes are about 34%, 37%, 63% and 30%, respectively at this traffic sampling site during the winter period.     

纳米硅水泥土弹塑性有限元分析

试验表明水泥土中掺入适量的纳米硅材料可以大幅度地提高水泥土的抗压强度。在试验的基础上,得出纳米硅水泥土的屈服条件后,采用相关联的流动法则和塑性功硬化条件,建立了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系方程。在此基础上,以空间轴对称为研究对象,采用三角形截面的圆环单元,应用虚功原理建立了轴对称条件下纳米硅水泥土有限元方程,用增量刚度法求解,且用Matlab软件编制了有限元程序,在三轴试验条件下验证了该程序的合理性。以某机场水泥土搅拌桩地基处理方法作为工程背景,应用不同纳米硅掺量的水泥土作为地基处理的新材料,与传统水泥土进行了比较,计算结果表明,纳米硅作为水泥土外加剂用于地基处理可有效地减少地基沉降,提高地基承载力,在相同上覆压力下纳米硅水泥土处理后的地基沉降小于普通水泥土材料。     

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。     

断裂剪切带厘米级磨砾和纳米级磨粒的发现、命名及其油气地质意义

上世纪70年代初,在江苏江宁逆断层中发现了厘米（cm）级磨砾,这种磨粒通常在韧脆性断裂剪切带中都可能找到。80年代末,对美国加州深钻岩芯进行扫描电子显微镜观测时,在晚中生代花岗质糜棱岩滑移叶片中发现了纳米（nm）级超微球粒结构,球粒（2—5nm）紧密聚集、定向明显。因其形成同滚动、研磨和剪切作用过程有关,故将球形微粒称“磨粒”。嗣后,在陕北和黄海深钻岩芯石炭-二叠系泥岩滑移叶片中,也发现类同现象（微米-纳米级）。近年来又在郯庐断裂、日本中央构造线大型断裂带,以及南京幕府山寒武系至三叠系不同地层的各种剪切滑移构造中都发现了nm级磨粒构造。泥岩中含磨粒滑移层具有涂抹效应,起到油气封盖作用,这在陕北油气田已得到了验证。对其磨粒构造蕴藏的丰富地质信息,特别是在微观动力学方面（包括动热变质作用、流体渗散作用、颗粒自旋作用和地质催化作用等）应作进一步研究。