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稀土La^(3+)离子在高岭石表面吸附的原位AFM研究

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 283-292页

作者：冉凌瑜王高锋王迎亚梁晓亮朱润良朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

离子吸附型稀土矿是我国优势矿产资源,该类型矿床中,稀土元素主要是以离子的形式吸附在高岭石、埃洛石和铁锰氧化物等次生矿物上。本文主要通过原子力显微镜(AFM)的微观区域的力学测量功能,结合DLVO理论,研究原位水环境下稀土La^(3+)对... 详细信息

离子吸附型稀土矿是我国优势矿产资源,该类型矿床中,稀土元素主要是以离子的形式吸附在高岭石、埃洛石和铁锰氧化物等次生矿物上。本文主要通过原子力显微镜(AFM)的微观区域的力学测量功能,结合DLVO理论,研究原位水环境下稀土La^(3+)对高岭石不同表面(Si面和Al面)Stern电位的影响,揭示高岭石对La^(3+)的吸附能力随Si面和Al面表面性质不同而变化。实验结果表明:当La^(3+)浓度从0增加至1.0 mmol/L时,高岭石Si面的Stern电位由−46 mV转变为4 mV,表明高岭石Si面对La^(3+)有吸附作用;而Al面的Stern电位(在28~31 mV之间波动)几乎没有变化,表明高岭石Al面对La^(3+)的吸附作用不强。该研究表明在pH=4~6的风化壳条件下,高岭石Si面对La^(3+)的吸附可能占主导作用,Al面的贡献相对较小。本研究从微观角度揭示了稀土元素在高岭石不同表面的吸附特征,明确了高岭石不同表面对稀土元素吸附的贡献,为阐明风化壳中稀土的富集机制提供信息。

关键词：黏土矿物高岭石稀土吸附 AFM 离子吸附型稀土

钠交代作用对碱性花岗岩体系中稀土富集成矿的贡献

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岩石学报 2024年第3期40卷 864-872页

作者：张东杨武斌牛贺才中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源。针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作。本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代... 详细信息

碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源。针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作。本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代作用,对常见的钠长石化、钠铁闪石化和钠辉石化等热液交代过程中的矿物交代反应过程及其稀有稀土元素再活化-迁移过程开展分析和讨论。在碱性岩中,碱性角闪石和辉石被认为是REE和HFSE的重要载体,同时也是岩浆分异演化的有效示踪剂。以中国黑龙江碾子山碱性花岗岩为例,岩浆晚期的热液交代会导致碱性角闪石和辉石从富钙的矿物相向富钠的矿物相转变,在这个相转变过程中会导致REE和HFSE的活化和迁移。特别是岩浆晚期热液富钠霓辉石的形成过程中REE和HFSE会大规模释放到交代流体中,可能是导致这些关键金属元素在岩浆晚期超常富集和成矿的关键控制因素。因此,碱性角闪石和辉石的钠指数[Na^(#)=Na/(Na+Ca)摩尔比]可能是一个潜在的矿物地球化学指标,或将为碱性岩型稀土资源勘查提供新的方法。

关键词：碱性花岗岩碱性角闪石钠交代作用稀土钠指数(Na^(#))

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无人驾驶农机避障路径跟踪仿真与验证

华南农业大学学报 2024年第3期45卷 416-426页

作者：汪沛曾思晓何杰华南农业大学工程学院广东广州510642

【目的】为便于验证无人驾驶农机避障路径跟踪的效果,减少实际无人农机试验次数与消耗,设计一种无人驾驶农机避障路径跟踪仿真验证方法,构建一个仿真验证应用系统。【方法】以无人农机为基础,集成真实复杂地形环境仿真、实际作业农机仿... 详细信息

【目的】为便于验证无人驾驶农机避障路径跟踪的效果,减少实际无人农机试验次数与消耗,设计一种无人驾驶农机避障路径跟踪仿真验证方法,构建一个仿真验证应用系统。【方法】以无人农机为基础,集成真实复杂地形环境仿真、实际作业农机仿真和路径规划算法植入,构建一个一体化仿真验证应用系统。基于三维SLAM技术,采集环境点云数据,实现农田地形环境仿真建模,构建阿克曼转向机械结构的农机仿真建模,提出一种基于农机动力学约束的TEB局部路径规划算法;在仿真验证应用系统中实现路径规划跟踪及避障,并通过多次测试验证该算法的有效性。【结果】避障路径跟踪有效性对比测试和避障路径跟踪平顺性验证测试结果表明,无人农机行驶过程中可有效动态避障,最短有效避障距离为4.1 m。路径跟踪控制效果良好,障碍物距离大于5.0 m时,可控平均误差≤0.4305 m,均方根误差≤0.3151 m;障碍物距离在4.5~5.0 m时,可控误差均值≤1.3538 m,均方根误差≤1.6126 m。【结论】本文提出的改进TEB算法具有较强的作业能力以及较高的作业精度,满足农业机械导航避障路径跟踪仿真验证的需求,该算法可应用于无人农机在实际农田环境的避障路径跟踪。该应用系统易于扩充,为精准农业中针对各种复杂作业环境的农机运作状态的优化设计研究提供基础。

关键词：无人驾驶农机路径跟踪仿真建模机器人操作系统避障路径规划

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酱油腐败细菌的分离鉴定及天然抑菌物的抑菌研究

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食品科技 2024年第1期49卷 275-281页

作者：李碧怡陈南娟李彤罗晓莹欧幼玲郑蔓萍李琳电子科技大学中山学院材料与食品学院广东中山528402

以腐败广式酱油为研究对象,对其腐败细菌进行分离鉴定,并考察2株芽孢杆菌的耐盐特性。比较了不同抑菌物质(丁香油、柠檬醛、Nisin、乳酸、山梨酸钾)对解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌的最小抑制浓度(Minimum inhibitory concentration,M... 详细信息

以腐败广式酱油为研究对象,对其腐败细菌进行分离鉴定,并考察2株芽孢杆菌的耐盐特性。比较了不同抑菌物质(丁香油、柠檬醛、Nisin、乳酸、山梨酸钾)对解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌的最小抑制浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC);在此基础上,以低盐广式原油为研究对象,探究不同抑菌剂对酱油原油的抑菌效果。结果表明:腐败广式原油中分离的细菌主要为蜡样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和沙氏芽孢杆菌;解淀粉芽孢杆菌与贝莱斯芽孢杆菌均具有耐盐性,12%的食盐可在细菌生长初期抑制其生长;抑菌剂Nisin Z、乳酸对解淀粉芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌的MIC分别为0.2、1 mg/mL;在低盐酱油原油中添加抑菌剂组合(0.02%Nisin Z和0.05%乳酸)可较好控制酱油原油的品质。

关键词：天然抑菌物酱油低盐酱油腐败细菌芽孢杆菌

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基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 355-368页

作者：黄惠威李丽华罗林沈玉栋雷红涛徐振林华南农业大学食品学院广东省食品质量安全重点实验室广州510642 华南师范大学未来科技研究院广州510631

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点,广泛应用于医学、食品、环境等领域检测,将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比,上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs)具有光稳定性好、发光... 详细信息

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点,广泛应用于医学、食品、环境等领域检测,将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比,上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs)具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质,与免疫分析相结合可显著降低背景噪声,提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制,对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结,并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术,最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望,以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。

关键词：上转换纳米颗粒合成方法表面修饰方法免疫检测技术

分权时序对耕地保护的影响——基于地方政府财政收支的视角

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地理研究 2024年第10期43卷 2558-2579页

作者：杨巨声兰雨潇闫茹北京大学政府管理学院北京100871 清华大学公共管理学院北京100084 浙江大学中国农村发展研究院杭州310030 浙江大学公共管理学院杭州310030

作为公共物品的耕地资源长期面临过度占用与补充有限的保护困境。为理解中国式分权制度背景下地方政府的耕地保护行为,基于中国县域分权(省直管县改革与扩权改革)的改革实践,探究分权时序塑造的激励约束环境如何通过财政收支影响耕地保... 详细信息

作为公共物品的耕地资源长期面临过度占用与补充有限的保护困境。为理解中国式分权制度背景下地方政府的耕地保护行为,基于中国县域分权(省直管县改革与扩权改革)的改革实践,探究分权时序塑造的激励约束环境如何通过财政收支影响耕地保护。其中,分权时序是指各省在推行分权改革时下放不同类型权力的顺序。研究发现:①财政分权先行有助于耕地保护,行政分权先行不利于耕地保护,而财政与行政分权并行的方式对耕地保护的影响不显著。②机制分析显示,分权时序通过影响地方政府财政收支的“开源”和“节流”来影响其耕地保护行为。具体而言,财政分权先行通过抑制地方政府的收入开源(减少耕地占用税的征收、降低耕地用于土地出让的比例与面积)减少耕地占用,通过抑制地方政府的支出节流(提升农业支出的数额和比例)减少耕地弃置实现耕地保护;行政分权先行通过促进地方政府的收入开源(强化耕地占用税的征收、提高耕地用于土地出让的比例与面积)加剧耕地占用,通过促进地方政府的支出节流(降低农业支出的数额和比例)加剧耕地弃置最终不利于耕地保护。③异质性分析显示,分权时序对于耕地保护的影响因各级政府权责安排、分权的具体内容事项而异。对于财权先行的地区,如果分权制度中明确规定了各级地方政府的收支责任,财政分权先行对耕地保护的正向效应得以强化;对于行政先行的地区,如果下放的事权中包含与土地审批直接关联的权力,行政分权先行对耕地保护负向效应得以强化。本文为理解分权和公共物品供给的关系提供了一个新视角,同时为合理配置地方政府财政与行政权限以实现耕地保护提供经验启示。

关键词：分权时序财政分权先行行政分权先行财政收支耕地保护

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基于并行拓扑优化的假体股骨柄设计

机械强度 2024年第5期46卷 1143-1151页

作者：朱大昌吴龙飞萧仲敏黄鹏程徐汉斌广州大学机械与电气工程学院广州510006

与股骨接触的假体柄是人工髋关节的主要部件,在全髋置换手术中起着重要作用。采用变密度固体各向同性材料惩罚(Solid Isotropic Material with Penalization,SIMP)拓扑优化方法和多尺度的并行拓扑优化方法,分别得到A型和B型两种股骨柄结... 详细信息

与股骨接触的假体柄是人工髋关节的主要部件,在全髋置换手术中起着重要作用。采用变密度固体各向同性材料惩罚(Solid Isotropic Material with Penalization,SIMP)拓扑优化方法和多尺度的并行拓扑优化方法,分别得到A型和B型两种股骨柄结构,并将股骨柄结构柔度变化幅度作为对比指标,比较了两种股骨柄对载荷方向变化的敏感度。利用有限元方法对A型股骨柄和B型股骨柄进行多工况下所对应股骨的应力分析。研究结果表明,在3种工况下,A型股骨柄和B型股骨柄对股骨的平均应力分别为14.80、22.55、16.94 MPa和10.89、20.92、16.50 MPa。对B型股骨柄进行压力加载试验,试验结果表明,在内侧测点,试验的应变值与仿真值的平均误差为-1682με,平均相对误差为20.3%;在外侧测点,试验的应变值与仿真值的平均误差为1281με,平均相对误差为19.5%。该方法为股骨假体柄结构的可靠性设计提供了有效参考。

关键词：拓扑优化股骨柄结构有限元分析可靠性

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种子活力性状无损速测技术研究进展

江苏农业科学 2024年第7期52卷 1-10页

作者：石睿罗斌张晗侯佩臣周亚男王成北京市农林科学院智能装备技术研究中心/北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 江苏大学农业工程学院江苏镇江212013

种子是农业生产中最重要的生产资料,其品质直接关系到整个生产活动的丰歉。活力是种子的重要评价指标,高活力的种子不仅田间表现优秀、抵抗逆境能力强,还更利于长时间储藏。传统的种子活力检测多在实验室内进行,采用的发芽试验等方法精... 详细信息

种子是农业生产中最重要的生产资料,其品质直接关系到整个生产活动的丰歉。活力是种子的重要评价指标,高活力的种子不仅田间表现优秀、抵抗逆境能力强,还更利于长时间储藏。传统的种子活力检测多在实验室内进行,采用的发芽试验等方法精度较高、科学性强,但有损检测且效率较低。近年来,光谱及成像技术以其快速、无损等优势,在种子检测领域中得到了广泛关注和应用。首先,归纳传统种子活力检测方法的检测原理和判定方法,并总结传统方法存在的共性问题;其次,综述无损速测技术在种子活力检测领域的应用和进展,对比分析各种技术的工作原理和检测策略,重点就近红外光谱技术和高光谱成像技术的应用展开讨论;最后,在此基础上结合种子活力的实际检测要求,探讨目前无损速测技术在种子活力检测应用领域存在的问题,总结当前无损速测检测技术呈现多技术融合、精选分级、高通用性和多元发展的发展趋势,以期为种子活力性状的无损速测技术提供参考。

关键词：种子活力性状近红外光谱高光谱成像 X射线成像图像处理无损速测技术研究进展

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稀土元素的生物毒害性研究进展

地球化学 2024年第1期53卷 3-16页

作者：王园园傅浩洋朱建喜何宏平梁晓亮中国科学院广州地球化学研究所矿物与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

稀土由于具有独特的物理化学性质,被广泛地应用于电子、冶金、机械、石油化工等多个领域。随着其应用范围的不断扩大,稀土元素不可避免地进入环境,并可能通过食物链、呼吸、皮肤接触等多种途径对人类健康产生威胁。因此,研究稀土元素的... 详细信息

稀土由于具有独特的物理化学性质,被广泛地应用于电子、冶金、机械、石油化工等多个领域。随着其应用范围的不断扩大,稀土元素不可避免地进入环境,并可能通过食物链、呼吸、皮肤接触等多种途径对人类健康产生威胁。因此,研究稀土元素的生物毒害性有利于增强对稀土元素的全面认识,对评估稀土环境风险具有重要意义。本文综述了近年来稀土元素的生物毒害性研究进展,主要包括:稀土元素对植物、动物和人体的生物毒害效应及其机制;稀土元素的不同暴露方式及其健康影响;稀土元素的安全临界剂量研究进展。当前由于人们对稀土元素的生物毒害效应认识不足,因此,未来应加强对稀土不同暴露方式下的人体健康效应的关注。尤其需要注意在离子吸附型稀土矿大面积出露的华南地区,自然区的暴露作用不容忽视,特别要警惕人群的摄食量和与稀土元素可能有关的病症;基于现有对稀土暴露方式的认识,优化作业流程并加强管理,减少甚至切断相关稀土暴露源;加快建立并推行稀土安全临界剂量标准,为稀土污染评价和环境治理提供参考。

关键词：稀土元素生物毒害性暴露作用安全临界剂量