刘妍 1,2,3张宇帆 1,2,3王茜蔓 1,2,3李婷 1,2,3[ ... ]严小琴 1,2,3
1 1.西北大学 中国-中亚人类与环境“一带一路”联合实验室, 西安 710127
2 2.西北大学 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 西安 710127
3 3.西北大学 文化遗产学院, 西安 710127
考古发掘出土的风化骨质文物通常疏松多孔、力学强度低、质地脆弱, 易出现翘曲、开裂、酥粉化等现象,亟需探索脆弱骨质文物加固保护的新方法。本研究采用羟基磷灰石前驱材料氧化钙-磷酸氢钙的醇分散液渗入脆弱骨质内部, 再用蒸馏水渗入引发氧化钙与磷酸氢钙反应而生成羟基磷灰石连续相。该连续相能填充脆弱骨内部的孔隙和裂缝, 并通过桥连黏接而加固骨质。利用电镜、能谱、XRD、色差、质量、孔隙率、密度和断面强度等研究考察了悬浮分散液中氧化钙与磷酸氢钙的质量配比(1 : 1、1 : 3、1 : 4、1 : 5、1 : 6、1 : 7)和施加方式(刷涂、滴渗和浸泡)对加固效果的影响，结果表明, 悬浮分散液中氧化钙和磷酸氢钙的质量配比为1 : 3, 且施加方式为刷涂时, 加固处理效果最佳。经加固处理后, 脆弱骨的孔隙率下降了17.3%, 质量、密度和表面强度分别提高了38.39%、34.49%和16.32%, 且其色差∆E也小于3.0, 符合文物保护要求。本研究为脆弱骨质文物的加固保护提供了新的有效方法。
脆弱考古骨 加固保护 加固剂 加固方式 羟基磷灰石 fragile archaeological bone consolidation consolidant consolidation way hydroxyapatite
1 1.西南石油大学 油气藏地质及开发工程全国重点实验室, 成都 610500
2 2.西南石油大学 新能源与材料学院, 成都 610500
室内甲醛污染已成为影响人类生命健康的重要问题之一。以氧气为氧化剂的催化氧化甲醛技术以其条件温和、无毒副产物等优势而受到广泛关注, 但是开发经济高效的催化材料仍然面临巨大的挑战。本工作通过一步水热法制备了α-Ni(OH)2, 并研究了其催化氧化甲醛机理。测试结果表明, 以水为溶剂、硝酸镍为镍源制备的α-Ni(OH)2在室温下催化氧化甲醛效率最高, 达到71.2%。原位红外和理论计算分析发现, 由于α-Ni(OH)2表面丰富的羟基官能团, 吸附的甲醛与α-Ni(OH)2表面羟基之间存在强烈的相互作用, 增强了对甲醛的活化, 在无氧气条件下实现了甲醛氧化。另一方面, 不同条件处理的α-Ni(OH)2的XPS分析证实了催化氧化甲醛的活性位点为Ni3+, 且氧气可加速Ni3+活性位点的回复。α-Ni(OH)2表面羟基协同活性位点Ni3+促进了甲醛的催化氧化, 这与传统氧气解离为速控步的甲醛氧化反应路径明显不同。本研究提出了表面羟基协同活性位点促进甲醛氧化的反应机理, 为催化氧化甲醛技术的实际应用提供了理论基础。
催化氧化甲醛 表面羟基 反应机理 反应路径 catalytic formaldehyde oxidation surface hydroxyl reaction mechanism reaction path
先进氧化技术(AOPs)是一种处理水体污染的新兴技术，近年来得到了广泛的关注。AOPs反应过程中羟基自由基(·OH)的非选择性和强氧化性能够高效降解污染物。通过简单的水热-煅烧法合成了CuFeS2/g-C3N4 (CFS/CN)光Fenton催化剂并用于降解罗丹明B (RhB)，通过研究催化条件对RhB降解效率的影响。结果表明：当催化剂用量为0.10 g/L、RhB质量浓度为 10 mg/L、双氧水(H2O2)添加量为50 μL及pH值为1的条件下，CFS/CN 1:2.5对RhB具有最佳的催化降解性能。此外，CFS/CN对RhB在15 min降解效率为 90%，20 min接近96%。循环实验表明，CFS/CN具有良好的循环稳定性。因此，CFS/CN催化剂对RhB的降解提供了潜在的应用价值。
先进氧化技术 羟基自由基 氮化碳 光Fenton 罗丹明B advanced oxidation technology hydroxyl radical carbon nitride photo-Fenton Rhodamine B
钟振宇 1,2,3,*徐军 1,2,3孙泽宇 1,2,3范奕波 1,2,3[ ... ]张胜民 1,2,3
1 华中科技大学先进生物材料与组织工程研究中心，武汉 430074
2 华中科技大学医疗器械监管科学研究院，武汉 430074
3 国家药品监督管理局医疗器械监管科学研究基地，武汉 430074
羟基磷灰石(HA)是人体硬组织的主要无机组分，具有良好的生物活性及生物相容性，能够有效促进硬组织缺损的修复再生。研究表明：单一离子掺杂是一种有效提升HA材料生物活性的途径。而双离子掺杂不仅可实现对天然骨成分上的进一步仿生，还可以协同赋予HA材料更多功能特性，例如抗肿瘤、抗菌、促血管生成、免疫调节、医学成像等，拓展了HA材料在骨组织工程中的应用。对双离子掺杂HA材料的制备方法及原理进行了总结，并综述了双离子掺杂HA材料在硬组织工程中的潜在应用，最后对双离子掺杂HA材料的未来研究重点提出了建议和展望。
双离子掺杂 羟基磷灰石 硬组织工程 微量元素 dual-ion substitution hydroxyapatite hard tissue engineering trace element
Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料，在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法，Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法，研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化，采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明：表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高；羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反，200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近；羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小，金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。
Ⅳ类石英玻璃 光学均匀性 径向变化 相关性分析 羟基 氧缺陷 硅氧键键角 type Ⅳ silica glass optical homogeneity radial variation correlation analysis hydroxyl oxygen vacancy silicon-oxygen bond angle
南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京 211106
本文以氧化镁(MgO)和磷酸二氢钾(KH2PO4)作为磷酸镁骨水泥的固相成分，并引入不同含量的植酸改性羟基磷灰石(IP6-HA)粉末，制备多种不同镁磷比的磷酸镁基复合骨水泥。通过调整磷酸镁粉末中MgO和KH2PO4的比例和IP6-HA含量，改善了骨水泥的力学性能和固化时间，并研究了骨水泥的固化机理。结果表明，当镁磷比为4且固相中的IP6-HA含量为5%(质量分数)时，鸟粪石晶体(MgKPO4·6H2O)的生长效果最好，固化时间为7.5 min，抗压强度可达49 MPa，固化四周后强度可达69.3 MPa。试验所得的IP6-HA改性磷酸镁基复合骨水泥力学性能较好且固化时间适宜，具有潜在的生物医学应用前景。
骨水泥 磷酸盐 氧化镁 羟基磷灰石 固化时间 力学性能 bone cement phosphate magnesium oxide hydroxyapatite curing time mechanical property
1 云南白药集团健康产品有限公司，昆明 650217
2 昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明 650093
羟基磷灰石晶须(HAw)的定向是设计和开发生物陶瓷的关键之一。本研究采用水热法将磁性纳米粒子四氧化三铁(Fe3O4)负载到HAw表面，成功制备出具有优良磁响应特性的磁性HAw复合材料，系统研究了磁化HAw的理化性能、生物学性能并探究了其在弱磁场中的取向行为。结果表明四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子被成功负载到HAw表面，所制备的磁化HAw在室温下具备超顺磁性，且具有良好的磁响应特性，仅通过常规的永磁体就可以实现操控。结合磁场诱导注浆成型技术，由外部磁场施加的对准方向被有效固定。CCK-8实验结果表明磁化HAw不具有细胞毒性。
羟基磷灰石 晶须 四氧化三铁 超顺磁性 定向 细胞毒性 hydroxyapatite whisker ferroferric oxide superparamagnetism orientate cytotoxicity
1 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710028
2 上海交通大学四川研究院，四川 成都 610200
基于羟基标记示踪速度测量技术，研究了基于该技术中激光光解水产生的OH-进行温度测量的双色平面激光诱导荧光（PLIF）方法和荧光强度测温方法，进而开发了一种新的速度、温度同时测量技术，并在电加热流场及超燃冲压发动机流场进行了测量验证。在室温至900 K的温度范围内，与热电偶温度测量结果比，基于光解OH-的双色PLIF温度测量的平均标准偏差为12.1 K，基于光解OH-荧光强度的温度测量最大偏差为16.8 K，速度测量不确定度在1%以内。在超燃冲压发动机流场中，利用CARS温度测量数据作为温度测量标定点，获得了标记线上温度、速度的同时测量结果，其中所得温度与CARS温度测量结果的最大偏差为44 K。
测量 速度温度同时测量 羟基示踪 光解离 激光诊断 光学学报
2023, 43(17): 1712001
1 重庆交通大学土木工程学院, 重庆 400074
2 重庆交通大学材料科学与工程学院, 重庆 400074
3 重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 401331
4 重庆诺奖二维材料研究院有限公司, 重庆 400044
5 重庆交通大学先进功能材料研究所, 重庆 400074
使用羟基化石墨烯(HO-G)改性水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW), 不仅能够提升结构整体的力学性能, 还能在一定程度上降低成本。本文研究了木质素磺酸钠(SL)对HO-G分散能力的影响和HO-G对CCCW力学性能的影响。结果表明: 当m(HO-G)∶m(SL)=1∶4时, HO-G在Ca(OH)2中的分散性最佳; 当HO-G掺量为0.03%(质量分数)时, HO-G砂浆试件的3、28 d抗压强度较基准试件分别提升了37.69%、33.05%, 3、28 d抗折强度分别提升了17.31%、31.52%, HO-G改性后的CCCW涂层试件较单独掺加CCCW涂层试件的抗渗压力比提高了127个百分点; SL能够促进HO-G在水泥基材料中的分散, HO-G在砂浆基质中发挥了填充作用和模板作用, 增强了水化产物的密实度, 进而提高了材料的力学性能。
水泥基材料 羟基化石墨烯 渗透结晶型防水材料 分散性 力学性能 抗渗性能 cement-based material hydroxylated graphene permeable crystalline waterproof material dispersion performance mechanical property impermeability
