透水混凝土具有显著的孔隙特征，可有效缓解城市内涝，涵养地下水系。针对透水混凝土由孔隙大导致的抗压强度低等问题，采用矿物掺合料替代部分水泥作胶凝材料，能够实现降低生产成本并提高抗压强度的目的。本文以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等固体废弃物为掺合料，通过抗压强度、透水性能测试分析矿物掺合料单掺、复掺、三掺对透水混凝土性能的影响，并探究其水化机理。结果表明：复掺以及三掺体系的透水混凝土力学性能明显优于单掺体系；当三掺体系粉煤灰、矿渣、偏高岭土掺量分别为15%(质量分数，下同)、15%、10%时，透水混凝土性能最佳，抗压强度达22.1 MPa，孔隙率和透水系数分别为14.3%、3.27 mm/s，满足行业标准。
透水混凝土 矿物掺合料 抗压强度 透水系数 孔隙率 pervious concrete mineral admixture compressive strength permeability coefficient porosity
1 湖南省生态环境监测中心, 国家环境保护重金属污染监测重点实验室, 湖南 长沙 410019
2 力合科技(湖南)股份有限公司, 湖南 长沙 410205
铊作为剧毒的重金属元素, 具有较强的蓄积性、 潜伏性和迁移性, 含铊矿床的开采及其工业三废的大量排放, 都可导致铊进入地表环境, 参与到土壤圈、 水圈、 大气圈、 生物圈物质循环, 并逐步在土壤和水体中富集, 破坏生态环境, 最终会通过食物链危及人体健康。 近年, 水质铊污染突发事件时有发生, 水环境铊的分析技术也成为铊分析技术研究的热点, 但多集中在实验室分析方法的改进方面, 水质铊在线监测分析方面的研究甚少。 而实验室分析方法在运输、 保存过程中难免有污染、 损失等; 且在数据时效性上也导致了一定的滞后, 很难应用于水体铊的应急监测分析, 从而影响了污染事故的分析和处置, 成为处置污染事故的最大瓶颈。 为了快速、 准确响应水质铊现场监测, 开展的水质在线监测技术研究对水质铊元素监测具有重要的应用意义, 可以实现水体铊污染的监测与预警, 进而有效降低因环境铊污染引起的铊中毒的风险。 建立了一种基于三电极方法原理的水质铊监测新技术。 该方法所用仪器小型、 便携、 低成本, 不仅可用于铊污染事故应急现场监测, 还可以用于污染源监管、 地表水风险预警自动监测。 本文就仪器检出限、 正确度、 精密度、 方法比对、 现场应用等各项性能指标进行了验证。 实验表明, 该技术用于测定水质铊的方法检出限为0.02 μg·L-1, 与ICP-MS仪的检出限一致; 用于测定铊标准溶液的相对误差范围为-5.5%~2.9%; 测定实际水样的相对标准偏差范围为0.60%~6.2%; 其加标回收率达到101%~127%。 当水样含量在0.08 μg·L-1以上, 该方法在现场应急监测比对中, 与实验室ICP-MS法具有可比性, 表明该技术具有很好的适用性。
水质 铊监测 新技术 三电极 自动 Water quality Thallium monitoring New technology Three electrodes Automatic 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3642
1 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
飞秒光学参量振荡器(OPOs)是一种高效灵活的波长转换系统，可以在传统激光增益介质无法有效工作的波段内产生超短脉冲激光。宽光谱超短脉冲激光光源在多分子检测、光学相干断层成像和超快科学等新兴领域具有重要的应用价值。通过相位匹配设计，非线性晶体可以获得极大的参量增益带宽。而如何利用大增益带宽的非线性材料，基于飞秒OPO来产生宽谱激光逐渐成为近几年的研究热点。本文综述了近些年国内外飞秒OPO腔内光谱展宽技术的研究进展，重点介绍了本课题组基于腔内光谱合束、啁啾脉冲振荡、腔内脉冲压缩等技术方案实现飞秒OPO宽谱输出的研究成果。
非线性光学 飞秒光学参量振荡器 光谱合束 啁啾脉冲 光谱展宽 脉冲压缩 中国激光
2022, 49(12): 1201004
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201051
1 湖南大学化学化工学院, 湖南 长沙 410082
2 湖南省生态环境监测中心, 国家环境保护重金属污染监测重点实验室, 湖南 长沙 410019
3 济源市环境监测站, 河南省土壤重金属污染监测与修复重点实验室, 河南 济源 454650
建立了王水水浴消解-原子荧光光谱法测定土壤和沉积物中砷、 汞、 硒、 锑和铋。 将试样置于50 mL具塞玻璃比色管中, 加入10 mL王水(1+1), 于沸水浴中消解2 h, 取出冷却后, 超纯水定容, 摇匀后取上清液待测。 相比于微波消解的昂贵设备和低安全(高温高压)性, 水浴消解法具有设备简单、 易操作、 重复性高等优点; 同时由于实际样品中汞、 硒和铋的含量都比较低, 水浴消解后的试样能直接上机测定, 可以大大地简化操作过程。 重点研究了硼氢化钾浓度对检测灵敏度的影响, 结果表明, 相同仪器条件下, 对于砷、 硒、 锑和铋元素, 高的硼氢化钾浓度能在一定程度上提高其荧光强度; 而对于汞而言, 低的硼氢化钾浓度反而能增加其荧光强度, 当采用0.1%硼氢化钾作为还原剂时, 汞可以获得较好的检测灵敏度。 通过比较不同预还原剂对测定结果的影响, 验证了该方法测定样品中硒的可靠性, 数据表明, 该方法消解所用的盐酸量足够将Se(Ⅵ)还原成Se(Ⅳ), 不仅不需要额外添加盐酸或硫脲, 向样品中添加硫脲反而会使测定结果偏低很多。 仪器最佳条件下, 采用王水水浴消解-原子荧光光谱法测定土壤或沉积物中砷、 汞、 硒、 锑和铋的方法检出限分别为0.008, 0.002, 0.002, 0.005和0.003 mg·kg-1(取样量为0.500 0 g, 定容体积为50 mL), 测定下限分别为0.032, 0.008, 0.008, 0.020和0.012 mg·kg-1。 该方法用于测定土壤/沉积物标准样品中砷、 汞、 硒、 锑和铋的相对误差范围分别为-3.3%~4.5%, -3.9%~15%, -20%~-7.8%, -13%~3.4%和2.2%~7.0%; 该方法用于测定实际样品, 相对标准偏差范围为1.3%~11%。 采用水浴消解原子荧光光谱法测定土壤和沉积物中砷、 汞、 硒、 锑和铋, 具有操作简便、 无需转移容器、 普及性强、 检出限低、 精密度和准确度好等优点, 分析结果满足环境监测要求。
水溶消解 原子荧光光谱法 土壤和沉积物 砷汞硒锑铋 Water bath digestion Atomic fluorescence spectrometry Soil and sediments As/Hg/Se/Sb/Bi 光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1528
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 商丘师范学院电子电气工程学院, 河南 商丘 476000
稀土离子上转换发光是理解多光子激发过程和上转换发光机制的重要基础研究。用方波调制飞秒脉冲作为激发光源,理论、实验研究了Dy3+掺杂玻璃的上转换发光调控, 结果表明在较高、较低激光强度下上转换发光具有不同的控制效率。通过考虑高阶多光子吸收过程进一步研究了其物理控制机制,即上转换发光多光子吸收包括双光子 和四光子吸收过程。在整个激发过程中,四光子吸收的相对权重随着激光强度增加而增加, 由于双光子和四光子跃迁路径的相消干涉, 上转换发光在不同激光强度下表现出不同的控制行为。在高激光强度下,观测稀土离子高阶多光子吸收过程为理解多光子吸收上转换发光机制提供了清晰的图像, 并为调控上转换发光提供了新的方法。
非线性光学 上转换发光 脉冲整形 多光子吸收 相干控制 nonlinear optics up-conversion luminescence pulse shaping multi-photon absorption coherent control
1 湖南省环境监测中心站, 国家环境保护重金属污染监测重点实验室, 湖南 长沙 410019
2 广电计量检测(湖南)有限公司, 湖南 长沙 410003
3 北京师范大学水科学研究院, 北京 100875
建立了王水沸水浴消解-原子荧光光度法测定土壤和沉积物中铋。 优化了仪器参数、 载流及还原剂浓度, 比较了水浴消解、 微波消解和电热板消解三种前处理方式处理土壤/沉积物中铋的优劣。 实验表明, 最佳的消解方式为水浴消解, 该方法操作简单方便, 结果准确, 可靠。 采用王水沸水浴消解土壤或沉积物试样, 方法的检出限为0.01 mg·kg-1(取样量为0.500 0 g, 定容体积为50 mL), 检出下限为0.04 mg·kg-1。 该方法测定土壤标准样品, 测定值都在标准值范围之内, 相对误差为－4.7%～－2.0%。 该方法用于测定土壤和沉积物实际样品的相对标准偏差分别为2.5%～3.4%和3.1%～3.4%, 加标回收率分别为97.6%～102%和99.5%～104%。
铋 原子荧光光谱法 土壤和沉积物 水浴 Bi AFS Soil and method Water-bath 光谱学与光谱分析
2016, 36(4): 1217
主要分析带隙型全固双芯光子晶体光纤填充高温度系数折射率敏感介质后的温度特性。应用平面波展开法和全矢量有限元法研究温度对其模场分布、有效折射率、耦合长度及温度传感的影响。理论计算结果表明，耦合长度随温度升高出现单极值或多极值点，奇模式的有效折射率随着温度的变化或波长的变化会出现跳变情况。
全固光子晶体光纤 有效折射率 耦合长度 温度传感 all-solid photonic crystal fiber effective index coupling length temperature sensor
