为了研究再生砂超高性能混凝土(UHPC)的抗硫酸盐侵蚀性能,对掺再生砂和超细粉煤灰的超高性能混凝土进行了硫酸盐干湿循环侵蚀试验,测试了硫酸盐溶液侵蚀前后试件的抗压强度、相对动弹性模量、质量变化。通过离子滴定测定了不同侵蚀深度下硫酸根离子的分布,分析了再生砂和超细粉煤灰对硫酸根离子传输的影响。结果表明: 经过90次硫酸盐干湿循环后,UHPC的耐侵蚀系数随着超细粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势; 超细粉煤灰掺量为20%(质量分数,下同)时,侵蚀全过程中UHPC的耐侵蚀系数、相对动弹性模量最大,硫酸根离子含量较低; 再生砂掺量为50%时,UHPC在干湿循环45次之前的相对动弹性模量最大,相同深度下的硫酸根离子含量最低; 复掺20%超细粉煤灰和50%再生砂的UHPC抗硫酸盐侵蚀性能最优。

为了揭示Cl?傆b、SO42?傆b作用下混凝土中钢筋腐蚀机理的差异, 并为氯盐和硫酸盐侵蚀下混凝土的抗腐蚀调控提供理论基础, 研究了Cl?傆b、SO42?傆b侵蚀下混凝土孔溶液中钢筋的电化学行为差异, 并利用基于第一性原理的密度泛函理论研究了腐蚀性物质(Cl?傆b、SO42?傆b)和致钝物质(CaOH+、OH?傆b)在Fe(100)表面的竞争吸附。结果表明: 相较于含Cl?傆b的混凝土孔溶液, 钢筋在含SO42?傆b的混凝土孔溶液中的腐蚀电位和极化电阻均更低, 更易发生腐蚀; SO42?傆b对OH?傆b与铁表面反应的抑制作用略强于Cl?傆b; SO42?傆b既可促使CaOH+中Ca-OH键伸长, 又可阻碍CaOH+中OH基团与表面Fe原子间的作用, 其对CaOH+与铁表面反应的抑制作用明显强于Cl?傆b。

研究了混凝土模拟孔溶液中钢筋在氯离子、硫酸根离子、氯离子-硫酸根离子共存、模拟海水等环境下钢筋腐蚀行为与演变规律，并分析了钢筋在氯盐、硫酸盐作用下腐蚀产物。结果表明：硫酸根离子的存在使得钢筋极化电阻进一步降低，而腐蚀电流密度升高；钢筋腐蚀电位与极化电阻演变呈现一定幂函数关系；钢筋在氯离子、硫酸盐侵蚀作用下腐蚀产物种类无明显差别，主要为纤铁矿、针铁矿、水铁矿、赤铁矿和方铁矿等。

作为一种典型的深海极端环境, 热液区域不仅分布着各种硫化物矿产, 而且孕育着特殊的生态群落, 对热液流体理化性质的研究有助于深入了解热液的运动机制。 激光拉曼光谱技术除了定性分析方面的优势外, 已经被逐步用于定量分析, 并且在原位探测中发挥了重要作用。 该研究模拟了深海热液喷口流体的高温高压环境, 探讨了水分子和硫酸根离子的拉曼光谱在热液流体温度探测中的应用价值。 通过对水峰ν1(H2O)、 硫酸根ν1(SO2-4)的拉曼频移与温度、 离子浓度的关系进行研究, 结果表明水峰ν1(H2O)和硫酸根ν1(SO2-4)的拉曼频移随温度表现出明显的变化, 水峰ν1(H2O)的拉曼频移受流体硫酸根浓度的影响明显, 因此不适用于硫酸根离子浓度变化明显的热液流体温度的测量。 相比之下, ν1(SO2-4)的拉曼频移对流体硫酸根浓度和流体压力不敏感, 为温度的反演提供了很好的依据。 建立了ν1(SO2-4)的拉曼频移与温度的线性方程: Rν1(SO2-4)=-0.03T+980.69, 其中, R2=0.998 6, 可用于对深海热液喷口流体温度的原位探测等实际应用。

拉曼光谱因其具有无损、 非接触以及原位的技术优势被广泛应用于科学研究领域。 但是, 当前拉曼光谱主要应用于定性研究, 即根据拉曼波数偏移进行物质分子的鉴别, 相比之下, 拉曼光谱定量分析则明显不足。 因此, 有必要进一步开展拉曼光谱定量方面的研究。 根据拉曼光谱原理分析可知, 拉曼光谱定量研究应当根据相对强度比进行, 也就是在定量化过程中需要选择一个参考系, 可以分为内标法和外标法。 拉曼光谱定量可以根据被测分子与该参考系的拉曼强度比值进行, 通过这个方法可以消除测试条件的影响。 对水溶液而言, 可将液态水的OH伸缩振动作为内标, 进行拉曼光谱定量分析。 本文研究了Na2SO4-H2O, K2SO4-H2O以及NaCl-Na2SO4-H2O体系的拉曼光谱特征。 通过将水分子的OH伸缩振动（2 750~3 900 cm-1附近）拟合为两个高斯谱峰, 并以ISO2-4/IW为参数来确定溶液中的硫酸根离子浓度, 其中ISO2-4为硫酸根离子的特征峰强度, IW为水的两个高斯谱峰强度之和。 实验结果表明, 水溶液中SO2-4浓度与拉曼强度比ＩSO2-4/IW之间有较好的线性关系, 其中, R2=0.997 73, 符合定量要求。 据此, 本文应用拉曼光谱定量分析, 建立了一种相对快速、 准确测量水溶液中SO2-4浓度的方法。

壳聚糖(CTS)具有活性基团氨基和羟基, 可用作吸附剂。 在酸性介质中其氨基容易质子化形成氨基正离子, 具有吸附阴离子的能力, 同时也导致吸附剂的溶解流失； 进行交联处理可提高吸附剂的酸稳定性, 但也导致吸附性能的下降。 因此可进行氨基保护后进行交联以改善其酸溶液稳定性, 再脱去氨基保护剂进行质子化处理以获得较好的对阴离子的吸附性能。 以甲醛为氨基保护剂, 戊二醛为交联剂, 通过反相悬浮法制得交联壳聚糖(CCTS), 对其进行质子化制得质子化改性壳聚糖吸附剂(P-CCTS), 并首次将该吸附剂用于处理水溶液中的硫酸根离子。 通过静态吸附实验, 考察了质子化改性壳聚糖对硫酸根的吸附性能； 利用X射线能谱元素分析(EDS)和红外光谱分析(FTIR)对该吸附剂的制备以及对硫酸根离子的吸附过程进行了表征, 探索了交联反应和吸附反应的发生机理。 实验结果表明: 质子化改性壳聚糖吸附剂与交联壳聚糖相比, 其对硫酸根离子的吸附性能提高了约10倍； 甲醛、 戊二醛的醛基与壳聚糖的交联反应主要发生在的氨基(—NH2)和部分一级羟基(C6—OH)上； 质子化过程中交联壳聚糖的氨基与质子化剂形成了氯化壳聚糖氨盐； 对硫酸根离子的吸附则主要是质子化氨基上氯离子与硫酸根离子的交换作用。

为了研究孔隙水取样后的荧光时间演化特性,对柱状沉积物榨取得到的孔隙水样品进行了光谱采集。拉曼光 谱分析表明,沉积物中的SO2-4浓度随深度变大而逐渐减小,这说明沉积物孔隙水中的SO2-4参与了沉积 物中硫酸盐还原而被消耗;同一深度的孔隙水样品随着暴露时间的不同,采集到的拉曼光谱的荧光背景 也有所差别。荧光光谱分析表明,随着孔隙水暴露时间的延长,在300～350 nm处的荧光峰的强度逐渐 变大,并对荧光的形成机制进行了初步分析。

Dependence of surface-enhanced Raman scattering (SERS) from Calf thymus DNA on anions is investigated. With the silver colloid, the bands at 732, 960 and 1333 cm-1 for adenine (A), 1466 cm-1 for deoxyribose, and 1652 cm-1 for the C=O group of thymine (T) are observably enhanced. With the presence of the Cl- or SO^(2-)_(4) anions, the bands at 732 and 1326/1329 cm-1 for the symmetric stretching and skeletal vibrational modes of adenine (A) are dramatically enhanced, and the enhancement effect with the SO^(2-)_(4) ion is more than that with the Cl_ ion. The experimental results show that the DNA molecule can be adsorbed on the silver colloid particles through the C6N and N7 of adenine (A), the C=O of thymine (T) and deoxyribose. Moreover, the formed hydrogen bonding of the Cl_ or SO^(2-)_(4) ions to the C6NH2 group of adenine (A) can induce larger C6N electronegativity, which is favor for the C6N/N7 cooperative adsorption on the (Ag)^(+)_(n) colloid particles.

利用"点籽晶"快速生长技术生长了掺杂硫酸钾(K2SO4)的磷酸二氢钾(KDP)晶体,并对硫酸根类杂质离子对晶体的结构及光学质量的影响进行了研究.结果表明:在掺杂相对含量为50×10-6条件下,K2SO4开始对KDP晶体产生一定影响,主要表现在不同扇形区域的结构略有改变,其原因主要在于硫酸根与KDP晶体各扇形结构有关;杂质粒子对晶体透过率、单轴性没有明显影响,但是热膨胀系数增大,光损伤阈值略有降低.