非金属S掺杂对NaTaO3可见光下光催化性能的影响

以Ta₂O₅为前驱体, Na₂S₂O₃为S源, 采用水热法成功合成了新型S掺杂NaTaO₃, 并以甲基橙为目标降解物,研究S元素掺杂对提高纳米NaTaO₃的可见光光催化机理和反应历程。采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和X射线衍射仪(XRD)等对所得样品进行分析。实验结果表明, 掺入S元素后, NaTaO₃晶体的表面电荷和表面形貌没有发生明显变化。UV-Vis漫反射光谱分析结果表明S^2-部分取代晶格中的O^2-离子形成Ta-S-Ta键, 掺杂后的NaTaO_3-xS_x样品的光响应范围拓展至可见光区域。光降解实验结果表明, S掺杂NaTaO₃在可见光下其光催化活性明显高于纯相NaTaO₃。这是因为在NaTaO_3-xS_x晶体内S^2-离子取代了部分O^2-离子形成掺杂态。GC-MS实验结果表明, NaTaO_3-xS_x样品能够在可见光条件下将甲基橙(质荷比m/z=304)降解至m/z=156, 226和276的化合物, 随着降解时间增加, 可继续降解至m/z=156或m/z=212的化合物, 并最终转化为无机小分子(SO₄^2-, NO₃^-和NH₄⁺)。而且, NaTaO_3-xS_x在光降解过程中非常稳定, 重复使用10次后光催化活性因催化剂损失而略微下降。     

国产高压纳滤膜在化工废水零排放分盐系统中的应用研究

以某大型化工集团公司5.5×10⁴ m³/d零排放项目高压纳滤分盐系统为基础，对国产高压纳滤膜在高浓度TDS下分盐的实际运行工况，包括运行压力、压差、产水量及SO₄^2-截留率等展开了研究.研究结果表明，系统运行240 d后仍可达到稳定的分盐效果，SO₄^2-截留率大于99.7%,Cl^-正截留率为1.2%.但由于COD的不断循环浓缩等原因，造成系统持续污堵，进水压力由初始2.22 MPa最高增至3.72 MPa,同时实验显示34 mil格网相对28 mil格网纳滤在系统压差上有明显优势.     

离子色谱法测定降水中阴离子校准曲线评价指标研究

为实现实验室内部质量控制目标,进一步完善大气降水中4种阴离子校准曲线斜率、截距质量控制指标体系。本文通过对实验获得的大气降水中4种阴离子校准曲线斜率、截距的数据进行统计分析和建立平均值-标准偏差控制图,并应用于校准曲线的质量控制,得出质量控制评价指标范围的建议值。结果表明,离子色谱法测定大气降水中4种阴离子校准曲线斜率、截距质量控制评价指标范围的建议值分别如下：斜率为F^- 0.239～0.287、Cl^- 0.169～0.199、NO₃^-0.082～0.094、SO₄^2-0.119～0.137,截距为F^--0.0074～0.0058、Cl^--0.0382～0.0092、NO₃^--0.0139～0.0065、SO₄^2--0.0138～0.0150。     

非晶Co-W-B/碳布复合电极材料的制备及其电解水催化性能

通过湿化学还原在碳布(CC)表面沉积非晶Co-W-B催化活性物质,制备一种自支撑Co-W-B/碳布(Co-W-B/CC)复合电极材料。电化学研究结果表明,Co-W-B/CC材料在NaOH溶液(1 mol/L)中表现出良好的电解水催化性能。制备过程中[WO₄^2-]/([WO₄^2-]+[Co²⁺])比值为50%的Co-50W-B/CC样品其催化活性最高：10 mA/cm²时的OER过电位为0.394V,OER过程的Tafel斜率为96.8 mV/dec;-10 mA/cm²时的HER过电位为0.098 V,HER过程的Tafel斜率为117.4 mV/dec。对电化学阻抗的分析结果表明,本征催化活性和电化学活性面积两者的提高,使Co-50W-B/CC样品在较低的电流密度下具有与贵金属基材料相近的催化活性。     

低温省煤器ND钢大面积腐蚀原因

某电厂低温省煤器ND钢发生大面积腐蚀，采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析、X射线衍射分析、离子色谱分析等方法研究腐蚀原因。结果表明：试样的化学成分、显微组织、显微硬度等均符合标准要求；泄漏的水溶解了烟气中的硫化物，形成酸性溶液并吸附到管子外表面，溶解的F^-、Cl^-和SO₄^2-破坏了ND钢管壁表面的保护膜，导致低温省煤器发生大面积腐蚀。最后提出了改进建议，以避免低温省煤器ND钢发生大范围腐蚀。     

基于电阻率和ζ-电位法的低热硅酸盐水泥早期水化特性

为研究低热硅酸盐水泥早期水化特性，采用电阻率测试仪和电声法ζ-电位分析仪分别对低热水泥和普通硅酸盐水泥水化的电阻率和ζ-电位进行测试。结果表明：电阻率和ζ-电位曲线在表征水泥浆体阶段的水化过程上具有较好的一致性。在水化20 min内，低热水泥浆体的ζ-电位与Ca²⁺浓度成正比，ζ-电位的急剧上升与{Ca₆[Al(OH)₆]₂·24H₂O}⁶⁺浓度有关；水化20 min后，浆体中开始形成AFt和CSH,ζ-电位的变化受SO₄^2-与{Ca₆[Al(OH)₆]₂·24H₂O}⁶⁺、Ca²⁺与HSiO₃^-反应速率控制。与普通水泥相比，低热水泥在水化20 min内Ca²⁺溶出速率更快，浆体中AFt形成时间更早；其诱导期持续时间短...     

离子色谱法同时测定福州大气PM2.5中无机阴离子和有机酸的研究

本文利用离子色谱法对福州市2015-2016年大气PM_2.5样品中4种无机阴离子(F^-、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-)和5种水溶性有机物(WSOC)(甲酸、乙酸、乙二酸、丁二酸、戊二酸)进行同步测定,结果表明,无机阴离子曲线相关系数大于0.999,有机酸相关系数大于0.994,检出限范围(0.7-25.7)ng/m³,精密度范围(0.3-7.9)%,回收率范围(84.0-116)%,方法性能满足测试要求。SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-为主要的水溶性无机阴离子,3种离子浓度之和占PM2.5质量浓度的32.6%。5种水溶性有机酸WSOC的浓度均值范围为(0.031-0.308)μg/m³,总和占PM2.5质量浓度的1.6%,其中乙二酸的含量相对最高。总体而言,PM2.5中水溶性无机离子和有机酸浓度的季节变化表现为春、冬季高,夏、秋季低的特点。NO₃^-、乙二酸在夏季表现出不同的浓度特征可能与物质的性质和夏季高温强辐射天气有关。乙二酸与SO42-、NH4+、NO3-有较强的线性相关性,初步推断其主要来源为光化学反应而形成的二次污染物。     

水热制备锌、硅、镁、铁等元素掺杂羟基磷灰石及其表征

微量元素掺杂是赋予羟基磷灰石材料更多生物学功能的一条有效途径, 但不同元素的掺杂行为尚待进一步揭示。本研究使用并行水热合成方式, 制备分别含有锌、硅、镁、铁、锰、铜、锶、硒、钴的9种羟基磷灰石粒子, 并对其物理化学特性进行研究。结果表明, 元素掺杂显著改变了羟基磷灰石粒子的形貌和晶体生长方向, 但不改变其物相组成和官能团。晶体的(211)和(112)晶面衍射峰的强度均降低, 结晶度下降。元素实际掺杂效率分析结果显示锰>锌>镁>铁(三价)>锶>钴>铜>硒>硅, 与元素的离子半径大小相关。锰、锌、镁三种元素掺杂量较高, 因其离子半径与其替代的钙离子接近。铜元素掺杂效率较低是由于其在合成溶液中与氨产生络合作用, 硅元素和硒元素则因几何结构和电荷(SiO₃^2-、SeO₃^2-/PO₄^3-)差异导致掺杂率低。本研究揭示了掺杂行为与离子特性之间的联系, 为功能化羟基磷灰石的设计和开发提供有益的参考基础。     

Effects of thiosulfate and dissolved oxygen on crevice corrosion of Alloy 690 in high-temperature chloride solution

The crevice corrosion behavior of Alloy 690 was investigated in high-temperature chloride solution containing different concentrations of thiosulfate(S₂O₃^2-) and dissolved oxygen(DO). The S2O32- inhibited corrosion of Alloy 690 through consuming oxygen in aerated chloride solution. In deaerated chloride solution,the S₂O₃^2- was reduced to S° and S^2- and subsequently incorporated into the oxide films, which promoted the pitting corrosion at locations of both TiN inclusions and matrix inside the crevice during the crevice corrosion as well as influenced the composition and thickness of the oxide films. The effect mechanisms of S₂O₃^2- and DO on crevice corrosion in high-temperature chloride solution are discussed.     

可调孔骨胶水凝胶的制备以及在治理土壤重金属污染中的应用

以骨胶为基材，戊二醛为交联剂，添加调孔剂(由水、异丙醇、异丙醇铝、硝酸组成),制备了一种可调节孔隙大小的三维网络结构水凝胶。考察了调孔剂含量为1%、2%、3%时，水凝胶对重金属离子(Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Cu²⁺)的吸附性能。结果表明：当调孔剂含量为2%时，水凝胶吸附性能最好，对Cr₂O₇^2-、Ni²⁺和Cu²⁺最大吸附平衡浓度分别为276mg/g、321mg/g和218mg/g;吸附动力学拟合和吸附等温模型拟合表明，水凝胶对Cr₂O₇^2-的吸附过程符合伪二级动力学模型，属于单层化学吸附；对Ni²⁺和Cu²⁺的吸附过程符合伪一级动力学模型，属于单层物理吸附。     

紫外光激发Ce3+掺YVO4蓝光发射性能研究

利用提拉法生长了YVO₄和掺2.0at% CeO₂(或Ce₂(CO₃)₃)的YVO₄: Ce³⁺晶体。样品的XRD测试表明Ce³⁺代替Y³⁺进入晶格, Ce³⁺的加入并没有影响YVO₄的晶格结构。XPS测试显示YVO₄: Ce³⁺晶体中Ce离子3d分裂为882.0、885.8、902.9、908.0和915.9 eV等5个峰, 峰位表明样品中铈离子是以Ce³⁺和Ce⁴⁺两种价态形式存在。YVO₄和YVO₄: Ce³⁺激发谱都呈现出260~360 nm宽带激发, 此激发带源于基质中VO₄^3-离子团的配体O到V的电荷迁移吸收。使用325 nm的紫外线激发时, 两种样品均可发出以440 nm 为中心的宽带蓝光,其中YVO₄发射峰应归属于VO₄^3-离子团中³T₂→¹A₁和³T₁→¹A₁跃迁; 而YVO₄: Ce³⁺的蓝光发射则来源于Ce³⁺的5d→4f 的跃迁。分析可知YVO₄: Ce³⁺中VO₄^3-的π轨道和Ce³⁺的电子波函数能有效地重叠, 使得VO₄^3-和Ce³⁺可通过交换作用有效地向Ce³⁺传递能量, 可大幅提高Ce³⁺的蓝光发射强度。实验结果显示YVO₄: Ce³⁺可作为UV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度蓝色发光材料。     

高电容性能MXene电极对插层修饰离子的选择性（英文）

离子插层是提高Ti₃C₂T_x MXene电化学性能的有效方法之一.然而,不同的插层离子对MXene的结构和电化学性能的影响是否相同这一问题尚不清楚.本文系统研究了Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和OH^-等一系列离子插层后的MXene的结构特征和电化学性能.研究结果表明,插层离子的半径、电荷数和化学特性对插层效果都会产生影响.在所研究的插层剂中,由离子半径最大的一价阳离子Cs⁺和具有强碱性的阴离子OH^-组成的插层剂CsOH对MXene具有较好的插层效果.插层后的MXene层间距增大,层间容纳了大量游离水,Ti的价态升高,片层表面有利于氧化还原反应的含O官能团增多,这都大大促进了电解液离子H⁺的扩散与存储.由此制备的电极的质量比电容大幅度...     

X70钢在鹰潭酸性土壤中的应力腐蚀行为

在不同的阴极保护电位下,采用慢应变速率拉伸试验（SSRT）和电化学方法研究X70钢在水饱和鹰潭土壤中的应力腐蚀开裂行为,为酸性土壤地区的X70钢管线的腐蚀防护提供基础参考数据。结果表明,X70钢在实验所用的酸性土壤环境中能够发生穿晶应力腐蚀裂纹（TGSCC）;SCC萌生与外加保护电位有关,外加电位较高、X70钢完全受阳极过程控制时的SCC敏感性较低;外加电位较低、X70钢受阴阳极混合电极过程控制或完全受阴极过程控制时均能发生SCC,且其敏感性随外加电位的降低而增加,且完全受阴极过程控制时的SCC敏感性大大高于其它情况。     

再生混凝土高浓度Mg2+-SO42--Cl-复合盐侵蚀耐久性

我国西北地区区域土壤及地下水中含有高浓度侵蚀性的Mg²⁺、SO₄^2-及Cl^-严重降低了在役混凝土结构的耐久性,阻碍了再生混凝土(RAC)在工程中应用。基于西北地区区域环境与耐久性侵蚀特点,本研究采用7.5%MgSO₄-7.5%Na₂SO₄-5%NaCl高浓度复合盐溶液及干湿交替法,开展RAC耐久性实验。以相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压与劈裂抗拉强度、损伤层厚度为耐久性指标,研究RAC耐久性退化规律与影响因素。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM-EDX等手段,表征侵蚀RAC的微观结构,探究RAC耐久性演化过程。侵蚀初期,水镁石、硫酸钙及钙矾石等侵蚀产物填充RAC表层,降低化学侵蚀速度,RAC的耐久性呈现暂时性提升和/或相对稳定状态;侵蚀中后期,钙矾石、Friedel盐、C-S-H等分解,M-S-H、Na₂SO₄等无胶凝性侵蚀产物和膨胀性物理结晶盐的形成加速了RAC微观结构的破坏,...     

高密实多元复合水泥浆体组成设计与抗侵蚀性能研究

Cl^-与SO₄^2-侵蚀是造成海洋环境下水泥混凝土劣化的主要原因，掺入辅助胶凝材料(SCMs)是改善水泥浆体抗侵蚀性能的有效方法。引入细粒度、高活性胶凝材料能加速复合水泥力学性能的发展并改善其抗蚀性，但会造成浆体流变性差、收缩应力大、开裂风险高等问题。基于Dinger-Andersen颗粒级配模型，在硅酸盐水泥基础上引入细矿渣、粗粉煤灰以及偏高岭土活性组分，设计并制备了SCMs含量高达60%的高密实度多元级配复合水泥。研究结果表明:多元级配复合水泥强度接近硅酸盐水泥，抗Cl-与SO₄^2-侵蚀性能显著提升，采用快速氯离子迁移系数法(RCM)测得氯离子扩散系数降低81%,30次干湿循环硫酸盐侵蚀后耐蚀系数仍有77%。高密实度多元级配复合水泥浆体初始堆积密实、持续水化，使得孔隙显著细化，同时水化产物对氯离子固化作用强，有效阻滞有害离子向内部迁移。此外，SCMs的高效水化大量消耗Ca(OH)₂，抑制了二次钙钒石等侵蚀产物的生成。通过颗粒级配调控与组成设计，可充分发挥...     

1 000 MPa级高强钢焊接件的氢脆敏感性研究

利用氢渗透试验、慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了1 000MPa级高强钢(HSS)焊接件在海水中的氢渗透行为及其应力腐蚀敏感性,结合SEM观察了试样的断口特征,并利用电化学试验和显微组织观察分析了焊接件不同区域的氢脆特征。结果表明:相对于焊缝区(WM)和母材区(BM),热影响区(HAZ)的自腐蚀电位最负、析氢电位最正,更容易发生腐蚀和析氢行为。热影响区的氢扩散系数最大,具有较强的吸氢倾向。动态电化学充氢对高强钢焊接件的影响主要体现在对塑性的损减方面;随着极化电位的负移,高强钢焊接件的强度没有明显变化,但断面收缩率、断后延伸率均减小,断裂方式逐渐由韧性断裂变为解理断裂;当极化电位约为-930mV(vs SCE)时,高强钢焊接件的氢脆系数达25%;在不同充氢极化电位下,焊接件试样的断裂位置多在热影响区。     

磁性Zr基MOFs材料的合成及吸附水中磷的性能研究

基于液相外延生长原理,采用自组装法合成了磁性氨基功能化MOFs材料Fe₃O₄@NH₂-UiO-6(Fe-NUiO(Zr)-005),对其进行了XRD、FTIR、SEM和BET等表征分析,研究了其在水体中对磷的吸附性能,探讨了吸附除磷的机理。结果表明,在Fe₃O₄上自组装生成了具有介孔结构的纳米磁性复合材料Fe-NUiO(Zr)-005,其比表面积大,稳定性高,该材料适应磷溶液的pH(3.0～9.0)宽,吸附效果良好,吸附过程符合Langmuir模型,饱和吸附量达71.94 mg·g^-1。材料吸附磷的平衡时间为200 min,吸附过程符合伪二级动力学方程,且受到了多种机制的影响。在实际水环境和共存离子(Cl^-、SO₄^2-和NO^-₃)中应用时,吸附剂呈现出较强的抗干扰能力,其具有较高的吸附低浓度磷的潜力。材料能够循环使用至少5次,Fe-NUiO(Zr)...     

铜/凹凸棒石复合材料高效吸附放射性碘离子性能

放射性碘是核裂变必然产物。为解决现有铜基吸附剂的吸附容量低、铜利用率低、易脱附等不足, 基于凹凸棒石的廉价易得、可交换阳离子富足和层间结构等特性, 采用浸渍-还原法将单质Cu负载于凹凸棒石结构中, 制备得到Cu/凹凸棒石复合材料, 对样品进行表征并考察样品对液相碘离子的吸附性能。研究结果表明, 实验制备的Cu/凹凸棒石复合材料约有7.5%掺杂量的纳米铜颗粒负载于凹凸棒石层间结构中。与传统铜基吸附剂相比, 该材料具有高达116.1 mg/g的碘离子吸附量以及72%铜利用率; 并且可在中性、弱酸性以及SO₄^2-、NO₃^-、Na⁺、Mg⁺等干扰离子共存的环境下使用。此外, 得益于铜负载凹凸棒石结构内, 该复合材料展现出较强的抗氧化性能, 且吸附后产物也具有较强的稳定性。     

基于Na3Zr2Si2PO12固体电解质的非平衡态SO2传感器

基于Na₃Zr₂Si₂PO₁₂(NASICON)固体电解质, 分别以Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和NaRe(SO₄)₂复盐为敏感电极材料制备了片式SO₂非平衡态气体传感器。结果表明, 该类型传感器的输出电动势与SO₂气体浓度的对数呈良好的线性关系, 在低温260℃具有最佳性能, 灵敏度分别达到了160 mV/decade和136 mV/decade。传感器在不同浓度的SO₂气体中的交流阻抗谱测试结果显示, 气体在敏感电极的三相界面处电化学反应的活性随着气体浓度的增大而增强, 结合敏感电极结构, 对该类敏感电极的机理进行了分析。由于NASICON具有良好的低温钠离子导电性, 可以大幅降低传感器的工作温度; 由于Na₂SO₄-BaSO₄混合盐和NaRe(SO₄)₂敏感材料具有更好的化学稳定性, 制备的传感器具有良好的可重复性和稳定性。基于非平衡态设计的传感器, 具有结构简单和成本低的优点。以上特性为该传感器在SO₂气体在环境监测方面的应用提供了可能。     

纳米结构LSCF-SDC复合阴极的制备及其氧还原机理研究

利用浸渍法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ(LSCF)/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9(SDC)纳米复合阴极, 利用XRD、SEM对阴极的相组成及微观结构进行了分析。LSCF前驱体在800℃煅烧4 h后获得平均颗粒尺寸为50 nm的纯LSCF相。测试了在不同LSCF浸渍量及氧分压条件下阴极的阻抗谱, 研究了O₂在LSCF/SDC复合阴极的还原机制及LSCF的浸渍量对复合阴极性能的影响。研究结果表明, 在浸渍法制备的LSCF/SDC纳米复合阴极中, O₂在阴极的还原反应涉及到O₂在阴极表面的吸附与解离、O^2-在阴极体内的传输及O^2-在电极与电解质的界面之间的传输三个子过程, 其中O^2-在阴极体内的传输为O₂的还原反应的速率控制步骤。改变LSCF在阴极的浸渍量并没有改变O^2-在复合阴极的反应机制, 阴极极化电阻随LSCF浸渍量的增加先减小再增大, 浸渍相的体积分数为16.5%时, 阴极极化电阻最小。