Synthesis of hollow structural hydroxyapatite with different morphologies using calcium carbonate as hard template

Hydroxyapatite (HAp) with hollow structure was successfully synthesized by hydrothermal process of as-prepared calcium carbonate used as a hard template and calcium sources in a diammonium phosphate solution. Calcium carbonate was fabricated by precipitation, which possessed different morphologies such as balls, rods and blocks through regulating the amount of citric acid. The synthesized powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrograph (FT-IR), field-emission scanning electron microscope (FESEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and nitrogen adsorption–desorption. Results indicated that different morphologies calcium carbonate could convert to hollow structural HAp with the higher BET surface area and the mesopores. Hydrothermal temperature and hydrothermal time play a slight role on transition percentage. As hydrothermal temperature and hydrothermal time increased, the conversion rate of calcium carbonate to hydroxyapatite increased. The possible formation mechanism of hydroxyapatite was preliminarily investigated. The resultants of HAp are interesting materials for drug delivery and sustained-release.     

Shaking table test of eccentric base-isolated structure on soft soil foundation under long-period ground motion

远场长周期地震动使基础隔震结构地震响应强烈，且软土地基-结构相互作用（SSI效应）使隔震结构地震响应更大，而偏心基础隔震结构在双向水平地震作用下将发生扭转效应，极易导致隔震层位移增加。为研究远场长周期地震动下软土地基SSI效应对偏心基础隔震结构地震响应规律及减震效果的影响，对高宽比为3的4层荷载偏心钢结构缩尺模型进行刚性、软土地基上的双向振动台试验。结果表明:软土地基上结构采用隔震技术后，周期延长比低于刚性地基结构体系，使减震效果下降；SSI效应在一定程度上会降低结构层间扭转响应，但在隔震层会出现较大扭转角；与普通地震动相比，远场长周期地震动下SSI效应对隔震结构响应影响程度更大，隔震层位移可能超限，总体减震效果较差。建议为保证软土地基上基础隔震结构的安全，应考虑SSI效应后进行结构设计，且远场长周期地震动的不利影响不可忽视。     

Seismic performance analysis of Tibetan rubble stone walls based on irregular block geometry indexes

为量化不规则毛石墙体几何指标(块体形状、块体尺寸、水平和竖向接缝)对其抗震性能的影响，对3片1/2缩尺的传统藏式毛石墙体进行低周往复荷载试验，获得其典型破坏形态、滞回曲线、骨架曲线等抗震性能参数。基于藏式毛石墙体的不规则构造特征和块体形状，结合灰色理论建立不规则块体面积、周长等9个形状参数与墙体地震响应特征的关联度。研究结果表明：低周往复荷载下块材几何尺寸对墙体抗震性能的影响最大；大块石组砌的墙体抗剪刚度和承载力均较大，且墙体规则性和质量等级较好、抗震性能更优。确定了量化藏式毛石墙体抗震性能的几何指标的方法，可用于评价藏式毛石墙体的基本受力性能。     

高温、高压和pH值多种因素作用下蒙脱石层间Cs+/UO2+2水化和扩散行为的分子模拟

作为核废物地质处置库缓冲回填材料的主要成分，蒙脱石在特殊环境（高温、高压和pH多种因素作用）下吸附阻滞核素的行为对缓冲回填材料的性能评估至关重要。为从微观分子尺度探究特殊环境下蒙脱石层间核素离子的吸附扩散行为，本文采用蒙特卡罗（MC）和分子动力学（MD）方法，分别研究了Cs⁺/UO²⁺₂在蒙脱石层间的吸附行为，以及高温、高压和pH值多种因素作用下的水化和扩散动力特征。MC结果表明：蒙脱石层间的Cs⁺、UO²⁺₂周围分别会形成1层和2层水化壳，且层间水分子与四面体中氧原子之间形成了明显的氢键；当c=1.25 nm时，蒙脱石层间最多可吸附285个水分子。MD结果表明：高温、高压和pH值都会对Cs⁺、UO²⁺₂的水化和扩散产生影响。常温、常压下pH值分别为11.85、12.15时，Cs⁺、UO²⁺₂水化壳中的水分子数最多；pH值分别为12.15、11.85时，Cs⁺、UO²⁺₂的扩散系数最大，分别为5.31×10^-13 m²/s和1.11×10^-12 m²/s。与常温、常压相比，高温、高压下Cs⁺、UO²⁺₂水化壳中的水分子数最多时，pH值分别为7.00、12.15；而Cs⁺、UO²⁺₂扩散系数最大（1.12×10^-12 m²/s、1.01×10^-12 m²/s）时的pH值均为12.15。     

黄连中Pb的激光诱导击穿光谱测量分析

黄连是一种清热解毒的传统中药，在生长过程中对重金属元素有较强的富集作用。为了能够对中药内重金属元素进行快速鉴别，以铅元素（Pb）为例，采用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对其进行检测。实验以Nd:YAG固体脉冲激光器作为激发光源，八通道光谱仪进行光谱采集，选用特征谱线Pb 405.7 nm进行分析，得到了实验条件下的最佳激光能量为60 mJ，最佳延迟时间为1 s。对6种不同浓度的样品在最佳实验条件下进行定量分析，拟合出光谱强度和浓度的定标曲线，线性拟合度R2=0.976。计算出检测限为0.19%。通过实验结果可得出结论:LIBS可用于黄连Pb污染的快速判定，对于中药材重金属污染快速检测有极大潜力。     

岩巷切缝药包楔形掏槽爆破模型试验与分析

为了研究合理的掏槽方式改善岩巷掏槽效果差、炮眼利用率低的问题,采用水泥砂浆模型对切缝药包楔形掏槽爆破进行了试验研究。共设计了4组对比试验,每组试验分别在6组不同强度的水泥砂浆模型上展开,模型炮孔数目均为6个,每个炮孔装一发8号电雷管起爆。试验结果表明,切缝药包装药结构提高了炮孔利用率、增大了槽腔体积及降低了掏槽碎块的大块率;并得到了不同强度模型最优的掏槽方式,其中80°切缝药包楔形掏槽爆破在不同强度模型下炮孔利用率、槽腔体积及掏槽碎块大块率均相差较小,用于岩性变化较大的岩巷中,可得到较好的掏槽效果。切缝药包楔形掏槽爆破利用切缝对能量的导向作用,实现裂纹的定向扩展,并提高了掏槽效果。     

尾矿库坝基管涌破坏试验

以绵阳市平武县某铅锌矿选矿厂尾矿库设计资料为依托,利用尾矿坝溃坝致灾模拟试验台,对尾矿坝坝基进行了渗流破坏(管涌)的砂槽模型试验;观察并分析了渗流破坏(管涌)发生、发展并导致溃决的过程,即坝基管涌破坏可概化为无明显渗透变形阶段、形成阶段、发展阶段和整体破坏阶段等4个阶段;揭示了渗流破坏(管涌)的演化机理:当坝基水平平均水力梯度低于临界水力梯度时,管涌沟槽向上游仅在坝基一定范围内发展并最终停止,一旦超过该临界值后,管涌沟槽持续发展并最终与上游连通,连通管流的强力冲刷最终导致坝基整体结构失效和溃决。试验结果表明:1尾矿库坝基管涌破坏仅发生在砂层顶部的浅层区域;2坝基管涌破坏的水平平均临界水力梯度为0.484。     

季铵盐链长及用量对C_nTA~+/蒙脱石纳米复合物吸附PAEs的影响

用具有相同结构但不同烷基碳链长度的系列季铵盐制得CnTA+/蒙脱石纳米复合物,并对水溶液中邻苯二甲酸酯进行吸附实验。探讨了季铵盐烷基碳链链长和用量对制得的CnTA+/蒙脱石纳米复合物吸附水溶液中PAEs效果的影响。结果表明:CnTA+/蒙脱石纳米复合物能有效地吸附溶液中的PAEs,季铵盐烷基碳链链长及用量均对CnTA+/蒙脱石纳米复合物的吸附效果产生影响。当季铵盐用量较低时,随着季铵盐烷基链长的增加,PAEs的吸附去除率增加;增大季铵盐用量,随着季铵盐烷基链长的增加,PAEs的吸附去除率先增大后减小。     

枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用机制

通过静态吸附-解吸实验,研究了枯草芽孢杆菌对U(Ⅵ)的吸附热力学和动力学,U(Ⅵ)的解吸和菌体内P的释放过程,利用扫描电镜、能谱(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)分析了作用机理。结果表明:当p H=5时,在1 L50 mg·L-1的铀溶液中,投加枯草芽孢杆菌1.384 mg(干重,DW),2 h后,铀的去除率和吸附量分别为85.34%和308.31 mg·g-1(DW)。随着作用时间从2 h延长至48 h,铀的解吸率从52.13%下降至36.25%,菌体内释放到溶液中的P浓度从0.12 mg·L-1增加到0.40 mg·L-1。枯草芽孢杆菌对水体中U(Ⅵ)的吸附行为可以用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程较好地描述。作用过程是放热,可自发进行。SEM-EDS表明枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)作用后,菌体内部断裂呈短节状,铀沉积在细胞表面及周围,无明显晶体产物生成,FTIR图谱出现UO22+特征吸收峰,氨基、磷酸基团参与枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用。     

TiAl金属间化合物纳米粉末的相转变

对采用自悬浮定向流技术制备的TiAl金属间化合物纳米粉末进行真空退火,考察退火工艺参数对其相转变过程的影响。X射线衍射等分析表明:随着退火温度的升高以及退火时间的延长,纯a2-Ti3Al相纳米粉末向a-TiAl相转化的程度逐渐增加,其晶粒尺寸也逐渐变大。将其纳米粉末真空压制成块体也有助于上述相转变。对复相的纳米块体进行真空退火,可以得到纯a-TiAl相的纳米晶合金。