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电气石晶体内微结构对其压电性的影响及机制研究

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矿物学报 2024年

作者：薛景源董发勤周琳张伟陈禹衡郑飞郭铭 Kotova Elena Leonidovna 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室西南科技大学环境与资源学院西南科技大学分析测试中心 Mining Museum St.Petersburg Mining University

电气石是一种化学成分和结构复杂的非中心对称晶体，具有压电性。前人鲜有探究电气石内部微结构对其压电性的影响，为了深入探讨电气石晶体内微结构对其压电性的影响，本文研究了锂电气石和镁电气石的晶体内微结构（键长、键角）因素和... 详细信息

电气石是一种化学成分和结构复杂的非中心对称晶体，具有压电性。前人鲜有探究电气石内部微结构对其压电性的影响，为了深入探讨电气石晶体内微结构对其压电性的影响，本文研究了锂电气石和镁电气石的晶体内微结构（键长、键角）因素和压电性之间的联系，通过对电气石进行压电测试及X-射线单晶衍射测试，计算其晶体结构扭曲参数和固有电偶极矩，分析电气石压电性与晶体内微结构的关系。研究发现，Y位置主导元素阳离子半径大小会影响Y多面体内键长、键角扭曲参数，影响Y多面体扭曲变形程度，进而引起晶体中其他多面体发生不同程度的扭曲形变，导致其压电性强弱变化。研究结果表明，Li含量较高的电气石其Y多面体扭曲参数更高，压电性更强。且由于电气石围绕c轴旋转对称的结构导致a、b轴方向上提供的固有电偶极矩相互抵消使得同一种属电气石沿c轴方向上的压电性远强于a、b轴方向，同时发现电气石的固有电偶极矩的大小与电气石的压电性呈现正相关，说明利用固有电偶极矩来研究电气石的压电性能是有意义的。本研究为通过结构参数计算探讨具有压电特性的天然矿物或人造材料微结构对其压电性能的影响机制提供了新思路。

关键词：电气石压电性:晶体内微结构 X-射线单晶衍射

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SO和NO在白云母表面的非均相反应研究

岩石矿物学杂志 2024年

作者：张星宇董发勤郑飞霍婷婷周琳余洁雨赵方源郭铭李文金西昌学院理学院西南科技大学环境与资源学院西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室西南科技大学材料与化学学院

白云母是大气中矿物气溶胶的重要组分之一,研究大气中常见气体在其表面的非均相反应,在一定程度上可揭示大气环境中化学反应过程。文章采用自制石英玻璃微型反应器研究了SO2和NO2在白云母颗粒物表面的非均相反应,并探讨了相对湿度(RH)... 详细信息

白云母是大气中矿物气溶胶的重要组分之一,研究大气中常见气体在其表面的非均相反应,在一定程度上可揭示大气环境中化学反应过程。文章采用自制石英玻璃微型反应器研究了SO2和NO2在白云母颗粒物表面的非均相反应,并探讨了相对湿度(RH)及光照对该反应的影响。结果表明,白云母对SO2和NO2均有一定的吸附活性,有紫外光和无紫外光条件下,SO2的反应产物分别以SO42-和SO32-为主,NO2的产物均以NO3-为主;RH或者紫外光照对反应均具有促进作用,两者对硫酸盐和硝酸盐的生成有协同效应;当SO2和NO2在白云母表面共存时,既有协同作用又存在竞争反应,SO42-和NO3-的生成量分别是SO2、NO2单独存在的2.09倍、0.77倍。因此,NO2能促进硫酸盐的生成,但SO2对硝酸盐的生成有明显抑制作用。

关键词： SO NO 白云母非均相反应

单线态氧主导的天然铁电气石粒子电极降解茜素红的机理研究

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现代化工 2024年第7期44卷 96-102页

作者：赵方源董发勤张伟周琳吕珍珍张星宇西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 固体废物处理与资源化教育部重点实验室四川绵阳621010 西南科技大学分析与测试中心四川绵阳621010 西南科技大学资源与环境学院四川绵阳621010 西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621010

为克服粒子电极制备成本高、投加量大的问题,利用天然铁电气石粒子电极对典型蒽醌染料茜素红进行了快速有效降解。考察了外加电压、初始pH、染料初始质量浓度和电解质种类及浓度对茜素红降解率的影响。结果表明,最佳实验条件为外加电压... 详细信息

为克服粒子电极制备成本高、投加量大的问题,利用天然铁电气石粒子电极对典型蒽醌染料茜素红进行了快速有效降解。考察了外加电压、初始pH、染料初始质量浓度和电解质种类及浓度对茜素红降解率的影响。结果表明,最佳实验条件为外加电压为3.5 V、初始pH=5、NaCl质量浓度为4 g/L、初始染料质量浓度为20 mg/L。5次循环后铁电气石具有较高的循环稳定性。在该体系中,O_(2)在电气石表面转化生成O_(2)·-、1O_(2)活性物质,与电气石结构中的h+协同降解茜素红,可实现72.78%的COD去除率、44.85%的TOC矿化率。该方法可作为一种低成本、绿色的染料废水处理法。

关键词：铁电气石粒子电极蒽醌染料降解

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四川某高镁低品位磷矿浮选试验研究

非金属矿 2024年第4期 60-64页

作者：李双龙王进明何林圳吴然董发勤西南科技大学环境与资源学院固体废物处理与资源化教育部重点实验室四川省非金属矿粉体改性与高值化利用技术工程实验室

针对四川某高镁低品位磷矿，采用反浮选试验进行提磷降镁研究。该矿MgO品位高达9.10%,P2O5品位仅为18.30%，主要含磷矿物为氟磷灰石、胶磷矿，脉石矿物主要为白云石和石英，矿物间嵌布粒度细。结果表明，经过条件试验选择硫酸作为磷矿... 详细信息

针对四川某高镁低品位磷矿，采用反浮选试验进行提磷降镁研究。该矿MgO品位高达9.10%,P2O5品位仅为18.30%，主要含磷矿物为氟磷灰石、胶磷矿，脉石矿物主要为白云石和石英，矿物间嵌布粒度细。结果表明，经过条件试验选择硫酸作为磷矿物抑制剂，硫酸粗选用量为22 kg/t，磨矿细度-0.074 mm质量分数占82.00%，捕收剂为自制羧酸类捕收剂L+H混合药剂，通过开路浮选试验确定“1粗2扫3精”浮选流程，经闭路浮选试验可使磷精矿中MgO品位降至1.07%,P2O5品位达到30.17%,P2O5回收率为78.67%，最终实现该高镁质低品位磷矿的资源化利用。

关键词：磷矿脱镁反浮选氟磷灰石白云石

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高寒岩溶土壤微生物群落组成及其多样性

中国岩溶 2024年第2期43卷 364-378页

作者：夏热克亚木·伊提尼牙孜董发勤李琼芳安德军代群威张强饶瀚云任亚珍刘凤起刘明学西南科技大学生命科学与工程学院四川绵阳621010 西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室四川绵阳621010 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 黄龙国家级风景名胜区管理局四川松潘624000 西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室四川绵阳621010 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室/联合国教科文组织国际岩溶研究中心广西桂林541004

高寒岩溶是四川黄龙风景区独特的地质特征。为分析高寒岩溶区土壤微生物群落组成特征与土壤理化性质间的相关性,以黄龙风景区土壤为研究对象,对土壤细菌的16SrRNA基因序列和真菌ITS序列进行高通量测序。结果表明:不同岩溶区的土壤细菌... 详细信息

高寒岩溶是四川黄龙风景区独特的地质特征。为分析高寒岩溶区土壤微生物群落组成特征与土壤理化性质间的相关性,以黄龙风景区土壤为研究对象,对土壤细菌的16SrRNA基因序列和真菌ITS序列进行高通量测序。结果表明:不同岩溶区的土壤细菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤真菌差异不显著,且土壤细菌群落占主导地位;细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)为主;真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)为主,真菌在门和属水平的差异较大。冗余分析发现总磷和温度是黄龙风景区土壤微生物群落结构变化的重要环境因子,pH是第二重要的环境因子。

关键词：高寒岩溶黄龙风景区岩溶土壤高通量测序微生物群落结构环境因子

干废弃啤酒酵母菌对铅离子的吸附及FTIR分析

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光谱学与光谱分析 2009年第7期29卷 1788-1792页

作者：代群威董发勤张伟固体废物处理与资源化省部共建教育部重点实验室四川绵阳621010 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

以啤酒厂废弃啤酒酵母菌为原料,利用原子吸收光谱(AAS)、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段,研究其对Pb2+的生物吸附规律,并对吸附机理进行了探讨。结果发现实验条件下,啤酒酵母菌对Pb2+的吸附是一个快... 详细信息

以啤酒厂废弃啤酒酵母菌为原料,利用原子吸收光谱(AAS)、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(SEM/EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段,研究其对Pb2+的生物吸附规律,并对吸附机理进行了探讨。结果发现实验条件下,啤酒酵母菌对Pb2+的吸附是一个快速过程,实验进行30 min时酵母菌的吸附量为47.6 mg.g-1,吸附效率已达到91.6%,90 min时基本达到吸附平衡,此时酵母菌实验吸附量为48.8 mg.g-1,吸附效率接近94.0%以上。SEM分析发现吸附Pb2+后部分酵母菌出现细胞壁破裂和脱离现象,且认为胞内的溶出物质为酵母菌对Pb2+后期吸附有一定贡献。EDS分析进一步证明Pb2+被吸附到酵母菌细胞上。FTIR分析发现,不同pH和吸附时间红外光谱图均有所差异,特别是羟基、羧基及酰胺的氨基等基团变化显著,认为细胞上的多糖、蛋白质酰胺更多地参与了对Pb2+的化学吸附过程。利用啤酒厂废弃啤酒酵母菌菌体为原料处理工业污水中的Pb2+是一种价格低廉,吸附效果理想的有效途径。

关键词：啤酒酵母菌生物吸附铅离子生物吸附剂傅里叶红外光谱

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掺石墨和羰基铁涂料的低频电磁屏蔽性能研究

功能材料 2006年第6期37卷 883-885,892页

作者：司琼董发勤西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010

以石墨和羰基铁作为电磁屏蔽涂料的功能材料,替代一部分涂料填料,并调节各功能材料的含量,使涂料具有对电磁波的屏蔽和吸收功能。通过对不同样品的电磁屏蔽传输系数曲线和最大电磁屏蔽效能的对比,分析了石墨和羰基铁的含量对涂料低频电... 详细信息

以石墨和羰基铁作为电磁屏蔽涂料的功能材料,替代一部分涂料填料,并调节各功能材料的含量,使涂料具有对电磁波的屏蔽和吸收功能。通过对不同样品的电磁屏蔽传输系数曲线和最大电磁屏蔽效能的对比,分析了石墨和羰基铁的含量对涂料低频电磁屏蔽效能的影响。并通过涂层表面微观形貌的分析,进一步探讨了涂层表面结构对电磁屏蔽性能的影响机理,为设计高性能低频电磁屏蔽涂料提供参考依据。在1MHz^1.8GHz低频区域,涂料最大电磁屏蔽效能达到了6.029dB。

关键词：石墨羰基铁传输系数电磁屏蔽效能

酵母菌对锕系核素Pu的富集行为及减量化研究

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环境科学研究 2022年

作者：聂小琴董发勤李晓安刘宁刘明学张东西南科技大学生命科学与工程学院西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室绵阳市中心医院国家卫生健康委员会核技术医学转化重点实验室四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室中国工程物理研究院核物理与化学研究所西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室

利用化学预处理和湿法消解法，初步研究了模式微生物-酵母菌(S.cerevisiae)对中高放废液中主要锕系核素Pu的富集减量效果研究. 结果表明：①在pH=5时，活体及灭活酵母菌对Pu的最佳吸附率均可高达99%，富集Pu后酵母菌经灰化处理可减量97... 详细信息

利用化学预处理和湿法消解法，初步研究了模式微生物-酵母菌(S.cerevisiae)对中高放废液中主要锕系核素Pu的富集减量效果研究. 结果表明：①在pH=5时，活体及灭活酵母菌对Pu的最佳吸附率均可高达99%，富集Pu后酵母菌经灰化处理可减量97%以上；②经脱蛋白和脱乙酰化学预处理后，酵母菌对Pu的吸附能力明显下降；③随着作用时间的延长，Pu进入胞内的比例逐渐增加，吸附96 h时，约75.64%的Pu 络合在细胞表面，约24.36%的Pu以稳定形式在胞内外赋存；经过6批次酵母菌吸附，Pu(Ⅲ)放射性活度可从7.35 ×10Bq/L梯次递降至2.30 ×10Bq/L；④针对真实中放废液，2次酵母菌吸附后Σα可降低2个数量级，Σβ和Σγ仅降低10%左右. 研究显示，利用酵母菌等微生物对放射性废液中锕系元素的提取和分离是可能的.

关键词：酵母菌 Pu 吸附富集梯度递降

磷石膏/固硫灰渣复合材料对铀(VI)的吸附行为及机理研究

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金属矿山 2023年

作者：夏雪周磊杨国辉廖志慧聂小琴董发勤固体废物处理与资源化教育部重点实验室核废物与环境安全国防重点学科实验室西南科技大学国防科技学院西南科技大学环境与资源学院

为了减少磷石膏(PG)和固硫灰渣(SFA)这两种工业固体废弃物在环境中的堆积以及避免其给自然环境带来的风险，最大化的降低对环境的污染，以PG和SFA为原料，采用一步高温煅烧法制备了磷石膏/固硫灰渣(PG/SFA)新型复合吸附材料，同时采用... 详细信息

为了减少磷石膏(PG)和固硫灰渣(SFA)这两种工业固体废弃物在环境中的堆积以及避免其给自然环境带来的风险，最大化的降低对环境的污染，以PG和SFA为原料，采用一步高温煅烧法制备了磷石膏/固硫灰渣(PG/SFA)新型复合吸附材料，同时采用批次静态吸附法研究了PG/SFA对的铀(VI)吸附性能。并利用PG/SFA较强的亲铀特性，对铀矿开采过程中产生的铀矿坑水开展了深度净化处理应用研究。最后，结合SEM、FTIR和XRD表征手段，探讨了PG/SFA对铀的吸附机理。结果表明：在pH=6.0、吸附剂PG/SFA投加量0.02 g、吸附时间60 min、铀初始浓度125 mg/L、吸附温度40 ℃的条件下，PG/SFA对铀的吸附量可达84.6 mg/g；PG/SFA对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型；水中共存阴、阳离子(Ba2+、Sr2+、Ni2+、Ca2+、Cl-、NO3-、CO32-、F-)对PG/SFA吸附铀的性能基本无影响。在真实铀矿坑水中，PG/SFA对铀的去除率可达99.8%，分配系数(Kd)高达1.46×106mL/g，出水铀浓度2低至0.003 mg/L。PG/SFA对铀的吸附机理主要为PG/SFA中的Ca2+和PO43-与UO22+发生沉淀反应，并进一步在PG/SFA表面生成钙铀云母Ca(UO2)2(PO4)2·3H2O矿相结构。研究表明，利用工业固废磷石膏和固硫灰渣可作为铀矿坑水的高效吸附材料，从而实现“以废治废”的目标。

关键词：磷石膏固硫灰渣吸附铀矿坑水以废治废