1 上海科技大学上海 201210
2 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
3 中国科学院大学北京 100049
熔盐堆核燃料后处理过程中分离去除裂变产物，回收载体熔盐，既可减少废物量，又有利于实现有用物质的循环利用。采用水合硫化钠（Na2S?5H2O）作为沉淀剂，研究了LiF-BeF2熔体中研究了氟化稀土（Ce、Nd、Sm、Eu、Y、Yb）以及氟化钍的高温沉淀反应，比较了不同条件下稀土的去除率。研究表明：600 °C、稀土与沉淀剂的比例为1∶2时，稀土的去除率均低于90%。为进一步提高去除率，采用沉淀-蒸馏联合的方法，沉淀后的混合盐继续升温至950 °C，压力10 Pa的真空条件下蒸馏20 min，冷凝收集盐中稀土Nd的含量降低至1.39×10-4 g?g-1，Nd的去除率提高至99.6%，同时氧、硫的含量分别为8.5×10-5 g?g-1、1.50×10-4 g?g-1。进一步利用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）、能量色谱仪（Energy Dispersive Spectrometer，EDS）等手段分析沉淀物的组成，确定沉淀物主要为稀土硫化物及稀土硫氧化物。研究表明，硫化物沉淀法从废熔盐中分离稀土具有可行性，采用沉淀-蒸馏联合处理获得稀土99%以上的分离效率，这为纯化废盐、实现熔盐的重复利用提供参考。
熔盐 硫化物 沉淀 稀土 分离 Molten salt Sulfide Precipitation Rare earth Separation
南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室, 江苏南京 210016
为提高双偏振雷达在水凝物相态识别方面的能力, 利用双偏振气象雷达目标回波中的反射率因子 ZH、差分反射率因子 ZDR、差分相位常数 KDP、共偏相关系数 ρHV, 构造反射率标准差 SD (ZH )和差分相位标准差 SD (.DP )。将这 6个极化参数作为输入量, 通过统计美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提供的大量水凝物样本数据, 根据样本数随雷达回波参量分布, 提出了以 β型函数为隶属函数的模糊逻辑分类算法。该算法能够有效识别小到中雨(RA)、大雨(HR)、大滴(BD)、干雪 (DS)、湿雪 (WS)、冰晶 (IC)、霰 (GR)、雨雹 (RH)、大雹 (LH)9类气象回波和 1类地物回波 (GC)。选取美国 S波段的科罗拉多州丹佛地区的气象雷达 KFTG在不同时间点的观测资料进行测试, 识别结果与 NOAA提供的 Level Ⅲ数据中的水凝物分类结果基本一致, 验证了本文提出的模糊逻辑算法具有良好的分类效果。
双偏振雷达 气象回波 模糊逻辑 降水粒子 相态识别 polarimetric radar meteorological echo fuzzy logic precipitation particles phase identification 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(12): 1476
吴俊杰 1,2,*徐足音 1,2,3王耀辉 1,2,3杨传军 1,2,3陈明 1,2,3
1 中国民用航空飞行学院 航空气象学院, 广汉 618307
2 中国民用航空飞行学院 民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室, 广汉 618307
3 中国民用航空飞行学院 空中交通管理学院, 广汉 618307
为了评估相干测风激光雷达在不同扫描模式下探测效能与气象要素之间的联系, 使用2020-08~2021-07期间广汉机场相干测风激光雷达探测数据进行了分析验证。结果表明, 方位角测量模式扫描方式下, 探测距离在3 km之后, 探测效能线性下降,90°扫描时, 500 m后探测效能开始线性下降; 总体探测效能在11月最高, 7月最低; 11月至次年7月呈下降趋势, 7~11月呈上升趋势; 在日落后至日出前的探测效能较低, 在午间探测效能最高; 夏秋季节, 激光雷达探测效能与PM2.5质量浓度呈现正相关, 与降雨量的对数呈负相关。该研究为机场激光雷达识别低空风切变准确度提供了重要的基础保障。
激光技术 探测效能 相干测风激光雷达 PM2.5质量浓度 降雨量 laser technique detection efficiency coherent wind light detection and ranging PM2.5 mass concentrations precipitation
1 吉林化工学院化学与制药工程学院, 吉林 132022
2 吉林化工学院分析测试中心, 吉林 132022
为了获得具有明亮红光发射的上转换发光材料, 采用简单的化学沉淀法制备了一系列Yb3+、Er3+、Mn2+掺杂的Gd2O3微晶, 并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶呈花状, 平均粒径为2.28 μm, 经高温煅烧后呈现结晶性良好的立方相Gd2O3结构, 且少量Mn2+掺杂并不会影响微晶的形貌和晶相。在980 nm近红外光激发下, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶表现为橙红色发光, 归属于Er3+的4F9/2→4I15/2跃迁。同时, 随着Mn2+掺杂浓度x(原子数分数)的增大, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光强度呈现先增强后减弱的趋势, 发光颜色也逐渐向红光移动, 与CIE色坐标颜色区域相一致。同时, 根据发光强度与激发功率关系分析了Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光机制及可能存在的能量传递过程。
上转换发光 掺杂Gd2O3 红光发射 能量传递 花状微晶 化学沉淀法 up-conversion luminescence Gd2O3 doping red emission energy transformation flower-like microcrystal chemical precipitation method
成都师范学院史地与旅游学院, 四川 成都 611130
为研究气象因素对成都市大气细颗粒物 (PM2.5)、可吸入颗粒物 (PM10) 的影响，收集了2015―2018年成都市PM2.5、PM10的月平均浓度，采用Pearson相关分析法，分析了成都市PM2.5、PM10与气象条件的关系。结果表明：(1) 2015―2018年，成都市PM2.5、PM10年平均浓度虽然年际间差别较小，但整体呈现逐年缓慢下降趋势，2015年以来成都市的一系列大气污染控制措施是PM2.5、PM10逐年缓慢下降的原因；2015―2018年成都市PM2.5、PM10浓度季节变化特征整体表现为冬季 > 春季 > 秋季> 夏季。(2) 不同气象因素对成都市PM2.5、PM10月平均浓度的影响程度不同，降水量与气温是影响成都市PM2.5、PM10月平均浓度的主要因素，两者与PM2.5、PM10呈较高的负线性相关，其中PM2.5、PM10与降水量的相关系数均为 -0.612，与月平均气温的相关系数分别为 -0.822、-0.776，降水会通过捕获大气中的颗粒物来去除PM2.5、PM10，而温度的升高会加强PM2.5、PM10等污染物在垂直方向上的对流运动，从而对成都市污染物浓度的降低起到重要作用；日照时数、月平均风速、相对湿度等与PM2.5、PM10月平均浓度整体也呈现负相关，但与降水量和气温相比，日照时数、月平均风速与PM2.5、PM10月平均浓度的相关性较低，而相对湿度与PM2.5、PM10月平均浓度的相关性则更加微弱，表明相对湿度的变化对成都市PM2.5、PM10的积累和扩散影响很小。
细颗粒物 可吸入颗粒物 气温 降水量 风速 fine particulate matter inhalable particles temperature precipitation wind speed
1 沈阳化工大学, 辽宁省化工应用技术重点实验室, 沈阳 110142
2 沈阳化工大学, 辽宁省镁钙无机功能材料工程研究中心, 沈阳 110142
3 沈阳化工大学, 沈阳市镁钙资源利用技术重点实验室, 沈阳 110142
本文以硝酸铜为原料, 采用氨气沉淀法制备了多种形貌的碱式硝酸铜。研究了反应过程中温度、通氨时间和通氨速率对产品微观形貌和产品收率的影响, 在最佳反应条件, 即反应时间40 min、反应温度90 ℃、通氨速率500 mL/min时, 产品收率达到50%, 产品形貌为类六方片状, 分散性好, 粒径分布接近于正态分布。在产品中发现由纳米级碱式硝酸铜颗粒紧密排布而成的二维纳米网状结构, 上面分布有纳米级微孔。采用Morphology及CASTEP程序对碱式硝酸铜生长习性进行理论分析, 计算结果与实验吻合, 由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌不规则的重要因素。
硝酸铜 碱式硝酸铜 氨气沉淀法 纳米结构 形貌 copper nitrate basic copper nitrate ammonia precipitation nano-structure morphology
中国地质大学(北京)工程技术学院, 北京 100083
黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解, 并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术, 本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响, 根据非饱和土的单值有效应力公式, 从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型, 利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明: MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样; 随着养护龄期增加, 0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min; 养护14 d时, MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%, 崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。
微生物诱导碳酸钙沉淀技术 黄土 崩解性 微分方程 孔隙气压力 曲线拟合 microbially induced calcite precipitation technolo loess disintegration property differential equation pore air pressure curve fitting
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院, 景德镇 333403
2 景德镇陶瓷大学机械电子工程学院, 景德镇 333403
以核桃壳粉、八水氧氯化锆(ZrOCl2·8 H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)等为原料, 采用溶胶-沉淀法制备了硅酸锆包裹炭黑(C@ZrSiO4)黑色色料。通过TG-DSC、FT-IR、XRD、SEM、TEM等对试样的热效应、化学结构、物相组成和微观结构进行了表征, 研究了不同热处理温度、核桃壳粉/硅酸锆质量比(理论合成, 下同)等对色料组成和色度的影响规律。结果表明, 当热处理温度为1 100 ℃、核桃壳粉/硅酸锆质量比为1∶3时, 合成的C@ZrSiO4色料发色性能最佳, L*=31.3、a*=+1.4和b*=+1.3; 在透明釉中外加5%(质量分数)C@ZrSiO4色料, 经1 200 ℃烧成所制备的黑釉具有较好的呈色效果, 其色度值L*=41.2、a*=+1.2和b*=+1.7。
核桃壳粉 溶胶-沉淀法 C@ZrSiO4色料 物相组成 微观结构 呈色性能 walnut shell powder sol-precipitation method C@ZrSiO4 pigment phase composition microstructure chromatic performance
1 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院, 辽宁 阜新 123000
2 北京航空航天大学化学与环境学院, 北京 100191
电解水制氢是一种很有前途的、可以实现可持续能源供应的绿色方法。通过一步水热法, 制备出性能优异的NiCuP/泡沫镍析氢电催化剂。通过调控反应条件, 发现当镍铜摩尔比8:1, 水热温度140 ℃, 保温时间12 h时, 催化剂具有良好的析氢反应活性。此外, 探究了不同的改性剂对催化活性的影响。发现改性剂NaCl的加入能提供更好的离子交互环境从而显著提升催化性能: 当电流密度为10 mA/cm2时, 过电位达到108 mV, Tafel斜率为113 mV/dec(电流每变化10倍, 过电位变化为113 mV)。计算表明, Ni2P-Cu3P的原子d-p轨道相互作用诱发催化剂界面电子活性提升, 显著降低了活化势垒, 并且NaCl的加入对H2O分子解离成活性H离子起到促进作用, 从而提升析氢反应的催化活性。这为过渡金属电催化剂的研发提供了研究基础。
过渡金属磷化物 析氢反应 密度泛函理论 电催化剂 协同作用 transition metal phosphates hydrogen precipitation reaction density functional theory electrocatalyst synergy
