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地外样品研究中电子探针元素面扫描分析技术的应用

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中国无机分析化学 2024年第6期14卷 698-704页

作者：付晓辉陈剑尹承翔山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室山东威海264209

由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等... 详细信息

由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等定年矿物的快速定位,矿物环带、出溶、反应边结构等特殊岩相和矿物接触关系等分析和研究。以嫦娥五号月壤、月球陨石、火星陨石研究为例,介绍目前元素面扫描的应用方法,对比、分析了电子探针面扫描技术与其他面扫描技术的优缺点和适用范围。未来十年,我国将实施一系列月球、火星、小行星等天体采样返回任务。电子探针元素面扫描分析未来将在这些地外样品研究中广泛使用。同时,建议行星科学家围绕所关心的科学问题,合理搭配多种分析方法以实现各种技术优势互补和样品科学价值最大化,服务我国月球与深空探测任务科学产出和行星科学发展。

关键词：电子探针面扫描分析地外样品元素分析

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VB@nZVNi对溶液中Se(Ⅳ)的去除

分析试验室 2024年

作者：王澜付晓辉张益硕李琨龚逸李明哲李小燕核资源与环境国家重点实验室东华理工大学武汉舍鱼环境与健康检测评价有限公司核辐射探测及应用工程研究中心东华理工大学

通过液相还原法，成功合成了维生素B12改性的纳米零价镍(VB12@nZVNi)，考察了其对Se(Ⅳ)的去除性能。表征了VB12@nZVNi在去除Se(Ⅳ)前后的微观特征，并采用等温吸附、动力学和热力学模型，对VB12@nZVNi去除Se(Ⅳ)的过程与机制进行了研... 详细信息

通过液相还原法，成功合成了维生素B12改性的纳米零价镍(VB12@nZVNi)，考察了其对Se(Ⅳ)的去除性能。表征了VB12@nZVNi在去除Se(Ⅳ)前后的微观特征，并采用等温吸附、动力学和热力学模型，对VB12@nZVNi去除Se(Ⅳ)的过程与机制进行了研究。结果表明，VB12@nZVNi对Se(Ⅳ)的去除过程包括吸附和还原2种方式，吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型，且吸附是自发进行的。还原动力学研究结果显示，去除前期，其还原反应符合准一级动力学模型，还原机制为维生素B12中的Co元素促进VB12@nZVNi对Se(Ⅳ)的还原作用。VB12@nZVNi合成材料在含Se(Ⅳ)废水处理中表现出优异的去除效果，这使得其在含硒废水处理领域具有良好的应用前景。

关键词：纳米零价镍维生素B 去除硒性能

维生素B12改性纳米零价镍去除溶液中U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）的性能与机理研究

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维生素B12改性纳米零价镍去除溶液中U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）的性能与机...

作者：付晓辉东华理工大学

学位级别：硕士

随着核工业的蓬勃发展,产生的高放废物的安全有效处置已成为全球关注的重点。深地质处置库可以有效的隔绝高放废物对环境的威胁,但不可预知的灾害可能会破坏高放废物处置库的多重屏障使高放废物随地下水扩散至地下环境中,因此安全高效... 详细信息

随着核工业的蓬勃发展,产生的高放废物的安全有效处置已成为全球关注的重点。深地质处置库可以有效的隔绝高放废物对环境的威胁,但不可预知的灾害可能会破坏高放废物处置库的多重屏障使高放废物随地下水扩散至地下环境中,因此安全高效地固定放射性核素,修复污染地下水已成为国内外研究重点和难点。纳米零价金属能有效的去除废水中的污染物,其中,纳米零价镍作为中等还原强度且酸蚀性弱的修复材料,在废水处理方面具有较好的应用潜力。因此本文研究了维生素B改性纳米零价镍(VB@nZVNi)去除废水中的U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）的性能与机理。本论文利用液相还原法成功制备了VB@nZVNi材料并用以去除废水中的U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）,采用SEM-EDS、Zeta电位、XPS等表征手段从微观方面对反应前后的VB@nZVNi材料加以分析。并通过静态批量实验进一步探究溶液p H、固液比、初始浓度、反应温度、反应时间等实验因素;地下水常见阴阳离子、腐殖酸等环境因素对材料去除U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）性能的影响。并通过正交实验对实验最佳条件进行了验证。最后通过动力学、热力学、等温吸附等理论模型对实验数据进行了拟合,从宏观方面解释了VB@nZVNi材料去除溶液中U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）的机理。同时,利用VB@nZVNi材料为修复剂探究了其对含铀、硒污染地下水的修复效果。主要结论如下:（1）VB@nZVNi反应前后表征结果显示:VB@nZVNi材料与nZVNi材料相比团聚改善、等电位点降低。反应前表面存在零价镍与零价钴,同时有氧化镍出现。与U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）反应后材料表面微球消失,材料中的零价镍与零价钴消失,同时出现U（Ⅵ）、U（Ⅳ）、Se,说明U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）被材料还原、吸附固定。（2）VB@nZVNi去除溶液中U（Ⅵ）的实验结果表明:在VB@nZVNi材料去除溶液中U（Ⅵ）最佳实验条件下,即VB与nZVNi质量比为1:1、溶液p H=3.5、固液比为0.2 g/L、反应体系温度为25℃、反应时间为30 min时,对10 mg/L U（Ⅵ）溶液的去除率为98.44%,去除量为47.80 mg/g。反应过程符合准二级吸附动力学,反应前期符合准一级还原动力学且与Langmuir等温吸附模型具有较好的拟合度。反应过程为吸附与还原的组合作用过程,反应过程为自发进行且不可逆的吸热反应,是物理吸附与化学吸附并存的表面单层吸附。（3）VB@nZVNi去除溶液中Se（Ⅳ）的实验结果表明:在VB@nZVNi去除溶液中U（Ⅵ）的最佳实验条件下,即VB与nZVNi的质量比为1:1、溶液p H=3.5、固液比为0.3 g/L、反应体系温度为25℃、反应时间为40 min时,对10 mg/L Se（Ⅳ）溶液去除率为98.47%,去除量为35.66 mg/g。反应前期与准一级还原动力学相符,全程符合准二级吸附动力学且对Langmuir等温吸附模型也有较好的拟合度。反应过程是吸附和还原共同作用的过程,反应过程为自发进行且不可逆的吸热反应,是物理吸附与化学吸附并存的表面单层吸附。（4）动态实验柱结果表明:VB@nZVNi对模拟污染地下水中的U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）有较好的修复效果及较长的修复时间。Yoon-Nelson模型对实验数据拟合度较好且理论半穿透率与实际值较为接近,Thomas模型计算吸附量与实际值误差较小,对材料实际运用有一定的参考意义。在酸性环境中材料固定的U（Ⅵ）更易被洗脱且迁移能力较强。Geo-studio软件较好的模拟了注入的修复材料在土壤中的迁移沉降过程。以上研究结果表明,VB@nZVNi材料对含U（Ⅵ）、Se（Ⅳ）废水的处理效果显著,在废水处理方面有一定的应用潜力。

关键词：维生素B12 纳米零价镍铀硒去除

嫦娥五号样品——月球遥感定量反演的新地面真值

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第3期53卷 36-50页

作者：尹承翔曹海军付晓辉陈剑张江凌宗成山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

嫦娥五号任务从月球风暴洋东北部成功返回了1731 g月壤样品.最新返回的月壤有望为月球遥感数据定量反演提供新的地面真值(Ground Truth).本研究中首先利用遥感数据获取了着陆单元的矿物组成和化学成分(FeO,TiO2,Th),并与嫦娥五号月壤样... 详细信息

嫦娥五号任务从月球风暴洋东北部成功返回了1731 g月壤样品.最新返回的月壤有望为月球遥感数据定量反演提供新的地面真值(Ground Truth).本研究中首先利用遥感数据获取了着陆单元的矿物组成和化学成分(FeO,TiO2,Th),并与嫦娥五号月壤样品实验室分析结果进行对比.二者之间的差异(特别是橄榄石含量)反映了目前利用遥感数据反演元素和矿物含量的方法仍存在提升空间.本研究通过系统地对比分析发现:(1)嫦娥五号月壤具有高铁、中钛、富钍的化学特征,显著区别于已有阿波罗月壤,可为月球遥感研究提供全新的地面真值;(2)嫦娥五号月壤代表了一类发育成熟的年轻月海月壤,外来溅射物占比较小,能够反映着陆区玄武岩的成分特征;(3)嫦娥五号月壤粒径较小,符合Lunar Soil Characterization Consortium(LSCC)提供地面真值的样品标准(<45μm).此外,嫦娥五号着陆区也具有独特性:(1)位于月球正面西部的中纬度地区,不同于美苏样品返回任务所着陆的低纬度区域;(2)位于月球晚期玄武岩单元,区别于已有的光谱定标区.因此,以嫦娥五号月壤实测数据为地面真值,进而将嫦娥五号着陆区构建为全新的遥感定标点,可以显著扩大定标点的地理范围和全球代表性.基于着陆区遥感及样品研究成果,本研究在嫦娥五号着陆区所在单元(Em4)内划定了定标区的范围,可为后续遥感定标区的建立提供参考.

关键词：嫦娥五号月壤地面真值遥感定标年轻月海玄武岩

月球撞击坑辐射纹的形成和消失机制及可能的年代学应用

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空间科学学报 2022年第1期42卷 127-135页

作者：侯旭婷曹海军付晓辉张江李勃凌宗成山东大学山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209 中国科学院国家天文台月球与深空探测重点实验室北京100101 中国科学技术大学中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

辐射纹是年轻撞击坑周缘呈辐射状分布的明亮细条纹,是月表最显著的地貌特征之一,也是月球科学领域热点研究之一。根据目前对于月球撞击坑辐射纹的形成和类型的认识,分析辐射纹消失相关的空间风化、撞击导致的物质混合等地质过程;比较不... 详细信息

辐射纹是年轻撞击坑周缘呈辐射状分布的明亮细条纹,是月表最显著的地貌特征之一,也是月球科学领域热点研究之一。根据目前对于月球撞击坑辐射纹的形成和类型的认识,分析辐射纹消失相关的空间风化、撞击导致的物质混合等地质过程;比较不同形成年龄撞击坑辐射纹的光学成熟度(OMAT)剖面,发现溅射物逐渐成熟过程中OMAT剖面的演变过程,撞击坑辐射纹OMAT剖面可采用幂函数描述;OMAT剖面形态参数与溅射物暴露年龄(撞击坑形成年龄)有很强的相关性。利用已知年龄且存在辐射纹的撞击坑为参考点,建立辐射纹OMAT形态参数与撞击坑形成年龄的经验关系,提出了约束撞击坑形成绝对年龄的可行方案。

关键词：辐射纹光学成熟度年轻撞击坑月球

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中国画的核心价值观与审美价值观探析

新美域 2022年第2期 7-9页

作者：付晓辉抚州市文化馆

中国画的历史源远流长，随着数千年的不断发展，逐渐奠定其中国画的核心价值观和审美标准，推动了中国画的健康发展。本文就中国画的核心价值观和审美价值观与不同时代发展的关系进行讨论。

关键词：中国画核心价值观审美价值书法

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太阳系生命信息探测

地学前缘 2014年第1期21卷 161-176页

作者：付晓辉欧阳自远邹永廖中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳500022

寻找地外生命是人类开展太阳系探测的根本出发点。火星是太阳系中最可能存在生命的天体之一。尽管海盗号开展的生物科学实验没有获得存在生命的确凿证据,但是近二十年的探测利用高分辨成像、光谱、质谱、雷达、中子分析等多方面的探测手... 详细信息

寻找地外生命是人类开展太阳系探测的根本出发点。火星是太阳系中最可能存在生命的天体之一。尽管海盗号开展的生物科学实验没有获得存在生命的确凿证据,但是近二十年的探测利用高分辨成像、光谱、质谱、雷达、中子分析等多方面的探测手段,获得了河流侵蚀地貌、古湖泊河流沉积物、水成矿物、极地冰盖、大气中水蒸气组分等一系列反映火星上有水的证据。这些发现暗示了火星过去或现在存在适宜生命繁衍的环境特征。大气甲烷、火星样品中有机物是下一步火星生命探测的重点。木星和土星的天然卫星,包括木卫二、土卫二和土卫六等在地外生命的研究中引起极大关注。木卫二上的盐水海洋环境被认为可能孕育生命,海洋中可能存在类似地球上的水热地质作用。土卫二南极存在细粒冰晶的喷射,且喷射物含有对于生命非常关键的液态水、氨气和其他碳氢化合物等。碳质球粒陨石存在大量可溶性有机物,其中包括多种构成蛋白质的氨基酸。星尘号和深度撞击任务的探测结果证实彗星所代表原始物质中含有大量的有机化合物,部分类型的氨基酸在碳质陨石和星际尘埃IDP颗粒相同,进一步支持了彗星与地球生命的起源之间存在联系。文中分析了太阳系生命探测中亟须解决的关键问题,包括系统建立地外生物标志化合物、发展适合太阳系探测的有机物分析技术、开展地球极端生命研究。最后呼吁我国在未来火星等天体探测任务中能增加有机物探测的相关载荷,及时介入太阳系生命探测,开拓深空领域。

关键词：太阳系地外生命火星有机物

书写新时代雷锋故事——第79集团军某旅“雷锋班”传承弘扬雷锋精神纪实

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雷锋 2023年第8期 14-21页

作者：卜金宝付晓辉海洋岳洪跃不详

“雷锋班”档案陆军第79集团军某旅运输物资连2排4班,是伟大的共产主义战士雷锋生前所在班,该班1963年1月7日被国防部命名为“雷锋班”。60年来,“雷锋班”始终把雷锋精神当作“传家宝”,人人学雷锋,人人做雷锋。特别是党的十八大以来,... 详细信息

“雷锋班”档案陆军第79集团军某旅运输物资连2排4班,是伟大的共产主义战士雷锋生前所在班,该班1963年1月7日被国防部命名为“雷锋班”。60年来,“雷锋班”始终把雷锋精神当作“传家宝”,人人学雷锋,人人做雷锋。特别是党的十八大以来,“雷锋班”深入学习习近平强军思想,争当新时代雷锋传人,书写新时代雷锋故事,赢得社会广泛赞誉。“雷锋班”命名60年来,先后被民政部和原总政治部评为“拥政爱民先进单位”,被共青团中央评为“先进团小组”和“全国少先队校外辅导员先进集体”,荣立集体一等功4次、二等功5次、三等功29次。

关键词：雷锋精神党的十八大以来共产主义战士雷锋班集体一等功团小组学雷锋少先队

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嫦娥五号着陆区的成分特征与遥感地质研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第3期53卷 51-67页

作者：曹海军陈剑乔乐付晓辉卢学金齐晓彬万晟凌宗成刘建忠山东大学空间科学与物理学院空间科学研究院山东省光学天文与日地空间环境重点实验室威海264209 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 中国科学院地球化学研究所贵阳550081

嫦娥五号任务从月球风暴洋北部地区成功返回了1731 g月壤样品,这些样品为研究月球年轻玄武岩的成因和演化提供了重要的样本.本文利用多源月球遥感探测数据结合嫦娥五号样品研究结果,从光谱学和矿物学角度研究了嫦娥五号着陆区年轻玄武... 详细信息

嫦娥五号任务从月球风暴洋北部地区成功返回了1731 g月壤样品,这些样品为研究月球年轻玄武岩的成因和演化提供了重要的样本.本文利用多源月球遥感探测数据结合嫦娥五号样品研究结果,从光谱学和矿物学角度研究了嫦娥五号着陆区年轻玄武岩的演化过程.嫦娥五号着陆区主要包含雨海纪极低钛到低钛玄武岩和爱拉托逊纪中钛玄武岩,遥感光谱学分析表明年轻玄武岩表现出明显的1μm吸收特征,可能存在橄榄石的富集.然而,返回的嫦娥五号月球样品研究揭示年轻玄武岩中橄榄石的含量并不高,我们推测年轻玄武岩遥感光谱上的1μm强吸收特征可能是富铁辉石、富铁玻璃、空间风化作用和铁橄榄石共同作用的结果.综合已有的样品研究和本文的遥感地质研究,嫦娥五号玄武岩源于高度演化的月球晚期岩浆活动,其源区可能位于富单斜辉石的浅层月幔.

关键词：嫦娥五号年轻玄武岩晚期岩浆活动橄榄石富集特征