汽爆秸秆对磷矿粉溶解作用及其溶解残渣对小麦生长的影响

为探究生物质对磷矿粉的溶解作用，以玉米秸秆为原料，利用蒸汽爆破（汽爆）技术释放有机酸，在高温水热条件下溶解磷矿粉并制备含磷腐殖酸。通过实验对汽爆秸秆溶解磷矿粉工艺进行了探究及优化，并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）进行分析和表征。研究结果表明：15 g汽爆秸秆与1 g磷矿粉以及75 mL水在170℃、加入10% CaCl₂的条件下，反应3 h的溶磷量为1.46 mg/g（以秸秆质量计，下同）。加入与磷矿粉相同质量的NaHSO₄后可使体系pH值降低至2，pH值的降低是磷溶出的关键因素，溶磷量提高为13.10 mg/g。溶磷后的秸秆制备腐殖酸作为小麦盆栽肥料，用量0.2%时，小麦株高、根长、叶绿素含量和相对电导率均显著高于空白组。     

木质素与高密度聚乙烯共热解特性研究

生物质与塑料共热解是一种非常有效的生物质利用方法之一,但由于生物质结构的复杂性,共热解过程的机理尚不明晰。木质素是生物质的主要组分之一,本文通过热重-质谱联用仪和裂解器-气相色谱质谱仪研究其与高密度聚乙烯共热解过程,获取共热解特性及热解产物分布特性,以揭示共热解过程机制。结果显示,木质素与高密度聚乙烯共热解过程存在协同效应,使得热解失重速率加快,热解固体残渣含量减少。共热解过程有利于CH₄、H₂O、CO和C₂H₄的生成,抑制CO₂的生成。同时,酚类、醇类和糖类等含氧化合物产量减少,烷烃和烯烃类化合物产量增加。结果表明,共热解过程会发生氢转移现象,氢与木质素衍生热解产物结合发生反应,从而抑制含氧化合物的生成,促进烷烃类和烯烃类化合物生成。     

塑料薄膜材料在微藻培养环境中的稳定性和生物附着行为

考察了6种薄膜材料在次氯酸钠(NaClO)溶液、HCl溶液(pH=2)和NaOH溶液(pH=12)中的稳定性及其在普通小球藻培养体系中的生物附着行为。结果表明，聚氯乙烯(PVC)在3种溶液中浸泡后420 nm处的透光率下降约50%，聚氨酯(PU)在NaClO溶液中、乙烯?醋酸乙烯酯(EVA)在NaOH溶液中浸泡后420 nm处的透光率下降10%?15%，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在3种溶液中浸泡后的透光率没有明显变化；6种薄膜材料在普通小球藻培养体系中均有微藻明显附着，浸泡7 d后透光率明显下降，其中PVC表面附着最严重，浸泡7 d后透光率接近0，附着物量随浸泡时间延长而增加，浸泡45 d后达3069 ?g/cm2；其它5种薄膜表面附着物量先增加后降低，PU和EVA在第15 d时、PE, PP和PET在第30 d时附着物量最大，分别为292, 375, 292, 194和236 ?g/cm2。     

Ag-Ni偏晶合金凝固过程研究

对Ag-Ni偏晶合金开展了快速/亚快速凝固实验,获得了富Ni相粒子均匀弥散分布于Ag基体的合金样品,Ag-Ni合金显微硬度随着合金Ni含量增加和试样凝固过程冷却速率升高而增大,当Ag-4.0%Ni合金液-液相变开始阶段熔体冷却速率达1800 K/s时,其显微硬度接近粉末冶金生产的Ag-10.0%Ni片状电触头的硬度。建立了描述Ag-Ni合金凝固组织演变的动力学模型,模拟计算了Ag-Ni合金凝固组织形成过程,分析讨论了合金成分和试样直径(冷却速率)对Ag-Ni合金凝固组织形成过程的影响。结果表明:富Ni相液滴/粒子形核阶段熔体的冷却速率对合金凝固组织弥散度具有决定性影响;合金的Ni含量越高、试样冷却速率越低,凝固组织中富Ni相粒子平均尺寸越大;Ag-Ni合金熔体冷却凝固时,富Ni相液滴/粒子的尺寸主要受形核和长大控制,Ostwald粗化作用很弱。     

一种分散在多孔碳上的碳包覆硅负极的制备及应用

硅负极具有高比容量的显著优势,其理论比容量（4 200 mA∙h/g）达到传统石墨负极的10倍以上,被认为是锂离子电池最有潜力的负极之一。然而,硅负极存在导电性较差、充放电过程中体积膨胀巨大等诸多问题,导致其循环性能较差,限制了大规模实际应用。本文提供了一种高性能硅负极的制备方法及应用,通过将硅负极分散在多级孔碳中,连同黏结剂聚丙烯腈涂覆在集流体上,再对极片进行热处理实现聚丙烯腈碳包覆,有效提高电极的整体导电性并能为巨大的体积变化提供空间,从而提升硅负极的大倍率性能和循环稳定性。     

分解炉空气分级燃烧及NOx排放特性研究

随着我国经济的飞速发展,作为重要基础材料的水泥产品需求量极大且趋于稳定。水泥生产过程中的NOx排放与燃煤火电厂和汽车尾气产生的NOx排放已成为空气污染的主要来源,而分解炉是降低水泥生产工艺中NOx排放的有效设备。笔者在引入高温烟气的模拟分解炉内进行空气分级燃烧试验,研究配风位置、配风比例以及石灰石/煤比例对分解炉内燃烧和NOx排放特性的影响规律。试验稳定过程中,高温烟气发生装置的给煤量和配风量保持不变。此时,高温烟气发生装置的时间平均温度为911℃,其产生的高温烟气温度稳定在750℃左右,高温烟气中NOx主要以NO和N2O的形式存在,其浓度分别为261.49×10^-6和12.96×10^-6。该股高温烟气将模拟实际回转窑产生的烟气进入分解炉内。在分解炉的上部区域(距离顶部0~2 000 mm区域)的温度为800~1 000℃,与实际分解炉运行温度一致,排放烟气中NOx主要以NO和N2O形式存在。随着中间配风位置的下移,煤粉燃烧放热区域下移,而顶部区域的石灰石吸热量变化较小,则原有热量平衡被打破且原有吸热量高于现有放热量,导致顶部区域内燃烧温度降低。此时,还原气氛中煤粉燃烧和石灰石分解反应时间均变长,导致NOx的还原反应更加充分。但石灰石分解产生的氧化钙(CaO)作为中间产物会促进NO的生成反应,其反应时间增加也促进了NO的生成;另一方面,石灰石作为催化剂参与焦炭和挥发分还原NO的反应过程,分解炉顶部区域的温度下降使得该还原反应变弱。综上,NO的最终排放浓度是以上反应的综合结果。随着配风位置的下移,该变化对NO的生成作用更加明显,故NO的排放浓度逐渐升高。当一级风量与二级风量的配风比例降低时,分解炉上部区域的煤粉燃烧份额减少和石灰石分解量降低,而分解炉下部区域的煤粉燃烧份额增加和未分解的石灰石份额增加,但石灰石的吸热增加量高于燃烧增加份额的放热量,因此分解炉内整体温度均降低。分解炉内NO浓度是由石灰石催化的氧化过程和还原过程综合决定的。一级风量变小时,尾部CO浓度随之增加,烟气中NO浓度呈现降低的趋势。当石灰石/煤比例增加时,分解炉内沿程温度逐渐下降。随着石灰石给粉量增加,分解炉内石灰石受热分解产生的CaO浓度增加,CaO催化NO还原反应更剧烈,从而NO浓度逐渐降低。而石灰石给粉量增加和分解炉温度降低的过程导致尾部的CO浓度升高。     

壁电流探测器在中国散裂中子源快循环同步加速器调束中的应用

快循环同步加速器（RCS）是中国散裂中子源（CSNS）的重要组成部分。负氢粒子束经直线加速器加速至80 MeV，剥离成质子束注入至RCS环并加速累积至1.6 GeV引出打靶。束流通过安装在RCS环的壁电流探测器（WCM）感应得到束流的强度信息，环高频与环主二极磁铁的失配会导致束流的实际振荡偏离理论预测。本文通过对WCM的数据进行分析得到了纵向工作点、束流的实际振荡频率、束团的电荷量、束团的形状变化等信息，方便了加速器的调束，并对参数测量中的测量误差进行了分析。     

天然土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响

以石英砂为填充介质，采用动态柱实验方法研究了某中低放处置场地表土壤胶体对U(Ⅵ)在石英砂柱中迁移行为的影响，并结合静态批式实验探究了土壤胶体对U(Ⅵ)迁移的影响机制。结果表明，当U(Ⅵ)进样质量浓度从1.0 mg/L增大至5.0 mg/L时，U(Ⅵ)在石英砂柱中的穿透速率显著增大，且达到洗脱平衡时所需淋洗液的体积从250 PVs（孔隙体积）增大至400 PVs。与U(Ⅵ)相比，土壤胶体在石英砂柱内迁移较快，这可能是由于土壤胶体与石英砂之间相互作用较弱所致。土壤胶体与U(Ⅵ)共存体系中，U(Ⅵ)的迁移速率明显增大，而土壤胶体迁移速率无显著变化，表明共存体系中U(Ⅵ)的迁移行为主要受土壤胶体所控制。静态吸附实验表明，在石英砂-U(Ⅵ)二元体系中，pH≈6.0时石英砂对U(Ⅵ)的吸附率最大，而在胶体-石英砂-U(Ⅵ)三元体系中，U(Ⅵ)主要在土壤胶体表面发生吸附。本研究所用土壤中胶体的质量分数仅约占0.04%，但可吸附20%U(Ⅵ)（初始质量浓度为5.0 mg/L）；由此可见，土壤胶体可与U(Ⅵ)发生强的相互作用，进而对U(Ⅵ)在真实环境体系中的吸附、迁移和扩散等行为产生至关重要的影响。     

碱化插层二维过渡金属碳化物的制备及其对铀酰离子的电化学检测

二维过渡金属碳化物(MXenes)具有良好的电化学性能与辐照稳定性, 其在放射性核素电化学检测领域有潜在应用价值。本研究通过碱活化的方式处理碳化钛型MXene(Ti₃C₂T_x), 随后将钾插层的Ti₃C₂T_x(K-Ti₃C₂T_x)负载到玻碳电极(GCE)上得到K-Ti₃C₂T_x/GCE修饰电极。采用XRD、SEM、XPS等手段分别对Ti₃C₂T_x和K-Ti₃C₂T_x进行分析表征, 并进一步研究了K-Ti₃C₂T_x/GCE对痕量铀酰离子(UO₂²⁺)的电化学检测性能。循环伏安(CV)实验结果表明, 相比于GCE电极, K-Ti₃C₂T_x/GCE修饰电极对UO₂²⁺的电化学响应显著增强。进一步使用差分脉冲伏安法(DPV)扫描, 发现pH=4.0时, K-Ti₃C₂T_x/GCE修饰电极对UO₂²⁺在铀浓度0.5~10 mg/L范围内呈现良好的线性检测关系, 本方法的检测限为0.083 mg/L(S/N=3), 稳定性和重复性好。