Photoelectron spectroscopy is a powerful tool in characterizing the electronic structure of materials. To investigate the specific region of interest with high probing efficiency, in this work we propose a compact in situ microscope to assist photoelectron spectroscopy. The configuration of long objective distance of 200 mm with two-mirror reflection has been introduced. Large magnification of 5× to 100×, lateral resolution of 4.08 µm, and longitudinal resolution of 4.49 µm have been achieved. Meanwhile, the testing result shows larger focal depth of this in situ optical microscope. Similar configurations could also be applied to other electronic microscopes to improve their probing capability.

为研究大气环境对系统电磁脉冲（SGEMP ）的影响，针对海拔50～100 km的X射线能量沉积区，分别应用3维PIC程序及3维PIC-MCC程序各自开展预电离等离子体和稀薄空气条件下外SGEMP的建模与模拟研究，针对3种不同的X射线注量（4×10⁻³ J/cm²、4×10⁻² J/cm²、0.4 J/cm²），分别取对应两种不同海拔高度（70 km和80～90 km）的本底等离子体及海拔56 km的稀薄空气条件进行模拟计算，并和真空中的计算结果进行对比，得出预电离等离子体及稀薄空气对外SGEMP的影响规律：当X射线注量较低时，等离子体使得磁场增大，电场减小，而稀薄空气对外SGEMP效应影响不明显；随着X射线注量增大，空间电荷非线性效应越来越明显，等离子体及稀薄空气都使得电场、磁场同时增大，且稀薄空气的增大效应更显著。

通过水热法合成了钛羟基磷灰石(TiHAP)与g-C₃N₄复合光催化剂(TiHAP@g-C₃N₄), 并对其结构和光学特性进行表征, 通过甲基橙(MO)降解实验评价其光催化活性。结果表明：样品中短棒状TiHAP生长在g-C₃N₄表面, 均保持原有晶型和化学结构; 制备的TiHAP@g-C₃N₄纯度高, 比表面积达107.92 m²/g, 较TiHAP、g-C₃N₄分别增大约135%、44%; 在TiHAP@g-C₃N₄添加量为1.0 g/L、pH 7条件下, 120 min内MO降解率达96.35%; 3次循环实验降解率保持在80.02%以上, TiHAP@g-C₃N₄光催化性能良好且结构稳定。空穴(h⁺)在MO降解过程中作用最大, ·O₂^-与·OH的作用递减。TiHAP@g-C₃N₄异质结的构建, 增强了对光的吸收, 提高了光生电子-h⁺的分离效率, 保留了氧化还原性更强的TiHAP价带h⁺和g-C₃N₄导带电子, 从而提升了光催化性能。

土壤修复是“十四五”期间国家重点支持的环保领域, 是实现社会可持续发展的重要保障。 与其他方法相比, 植物修复技术整体优势突出, 对于土壤重金属的去除净化更为有效。 原生质体是植物细胞代谢活动的重要场所, 相对于细胞壁而言, 原生质体对重金属胁迫的生理响应同样强烈。 现阶段, 同类植物修复机制研究多从分子生物学层面切入; 本研究则从谱学角度展开, 初步探究植物原生质体对土壤重金属的反馈信号。 以代表性的菊科植物金盏菊为研究对象, 通过Pb/Cd胁迫盆栽实验获取金盏菊样本, 差速冷冻离心法得到金盏菊原生质体。 引入Tessier连续提取-原子吸收光谱法(AAS)揭示胁迫强度与Pb/Cd赋存形态的内在关联, 结合X射线衍射光谱(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 二维相关红外光谱(2D-IR)和X射线光电子能谱(XPS)识别金盏菊原生质体对Pb/Cd响应的谱学表现。 结果表明: 金盏菊原生质体可交换态Pb/Cd比例不高, 胁迫强度对不同形态Cd含量影响很小。 XRD图谱最强信号出现在31.7°(NaCl晶体), 同时检测出Pb盐 [Pb₅(PO₄)₃Cl] 和Cd盐(CdS)特征峰。 FTIR图谱的3 510 cm^-1附近强吸收带源于—OH伸缩振动, 胁迫过程导致峰形杂乱、 峰位偏移; 2D-IR结果说明Pb/Cd优先与金盏菊原生质体—OH和C=O结合。 从XPS图谱可以看出, 反应前后原生质体C, O元素结合能有异。 C(1s)结合能略有增加, 说明C原子参与了配位反应; O(1s)峰位有所偏转, 暗示含O基团对Pb/Cd的结合包含多种途径。 新出现的Pb(4f)峰源于π电子-Pb的交互作用; 胁迫浓度增加导致Cd(3d)结合能升高, 表明Cd具有明显失电子倾向。 相关结果可以与前期获得的Pb/Cd/金盏菊细胞壁结合特性互为补充, 对于完善同领域的深度和广度、 构建植物修复理论和技术体系意义重大。

磷石膏是湿法磷酸过程形成的固体副产物。 磷石膏中含有磷、 氟、 硅等有害杂质组分, 极大影响磷石膏制品的质量和性能, 巨量磷石膏堆存严重威胁生态环境和生命安全。 确定磷石膏中杂质物相的赋存状态, 为磷石膏除杂净化和综合利用提供理论指导, 非常重要。 以低温干燥后的磷石膏为研究对象, 利用X射线荧光光谱(XRF)分析确定磷石膏中杂质元素的组成, 结果表明, 磷石膏中的杂质元素含量较高的有P, Si, F和Al, 含量较低的有Ba, Fe和Mg等。 因二水硫酸钙物相强峰对杂质物相峰有较强遮蔽作用, X射线衍射光谱(XRD)分析不能确定磷石膏杂质的物相。 利用扫描电子显微镜对磷石膏进行电子背散射衍射(EBSD)分析, 根据被检样品衬度的区别探明磷石膏的杂质物相, 利用X射线能谱分析(EDS)成分确定杂质物相组成; 利用X射线光电子能谱(XPS)对硫酸钙晶体表面以及混合杂质物相作进一步分析。 EBSD分析结果表明, 磷石膏中杂质物相主要包括二氧化硅、 氟硅酸钠、 氟硅酸钾、 氟磷酸钙、 氟化钙、 硫酸钡、 硫化铁、 三氧化二铝等, 此外还有硅、 铝、 磷、 氟等杂质混合组成的复盐物相, 其中二氧化硅、 硫酸钡、 硫化铁、 氟磷酸钙和三氧化二铝为独立赋存物相, 氟硅酸钠和氟硅酸钾的物相则混合分布在硫酸钙晶体之间, 氟化钙杂质与硅、 铝、 磷、 氟杂质复盐物相结合赋存。 XPS分析结果表明, 磷石膏中还存在硅酸钙、 氟化铝、 氟化镁、 硫酸铝、 磷酸铝、 磷酸钙、 磷酸氢钙和磷酸二氢钙等物相, 其中磷酸钙、 磷酸氢钙、 磷酸二氢钙和氟磷酸钙四种物相的特征峰位分布极为接近。 采用EBSD-XPS组合分析方法, 不仅确定了磷石膏中杂质的物相, 还阐明了杂质物相与硫酸钙晶体之间的构效关系。 该研究为磷石膏杂质物相分析提供新途径, 为磷石膏除杂净化及其综合利用提供坚实的理论依据。