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同步测量痕量金属阳离子和含氧阴离子的原位分析技术及其在水体中的应用

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同步测量痕量金属阳离子和含氧阴离子的原位分析技术及其在水体中...

作者：季晓慧山东农业大学

学位级别：硕士

在全球经济发展的同时,也带来了一系列的环境问题。通过采矿和生活污水等活动,重金属进入水体,引起水体重金属污染,威胁生态环境和人类的生命健康。重金属污染成为人们的关注热点之一。磷是植物生长必需的营养元素之一,当水体中磷含量... 详细信息

在全球经济发展的同时,也带来了一系列的环境问题。通过采矿和生活污水等活动,重金属进入水体,引起水体重金属污染,威胁生态环境和人类的生命健康。重金属污染成为人们的关注热点之一。磷是植物生长必需的营养元素之一,当水体中磷含量过高时,藻类大量繁殖,造成水体富营养化,影响水质。实时监测水体中重金属和磷的含量,对环境风险评估和预测具有重要的意义。与传统的测定方法相比,梯度扩散薄膜技术(DGT)具有方便快捷、原位、被动采样等优势,已经被广泛应用于土壤、水体和沉积物中无机污染物的测定。Metsorb是一种二氧化钛(TiO)吸附剂,作为DGT吸附胶,常用于测量含氧阴离子的浓度,但是研究表明Metsorb-DGT测得的P等元素的检出限较高。并且Chelex-Metsorb DGT用于同时测定金属阳离子和含氧阴离子时,部分元素的检出限比Chelex-DGT要高。因此,本研究目的是用高纯度的TiO固体粉末,制作TiO和Chelex为吸附材料的DGT(TiO-Chelex DGT),同步测量水体中痕量金属离子和含氧阴离子,并且降低目标元素的方法检出限。在此次研究中,利用四氯化钛(TiCl)水解制备了TiO固体粉末,再与Chelex混合,制备TiO-Chelex混合吸附胶,用扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征。然后在实验室中进行了TiO-Chelex DGT相关性能表征,最后将TiO-Chelex DGT应用到自然水体九乡河中多种目标离子的原位监测。表征的结果表明,(1)SEM显示在TiO-Chelex混合吸附胶中,TiO粉末分布均匀,粒径在2μm左右。(2)在前30 min内,TiO-Chelex混合吸附胶中对金属阳离子及含氧阴离子的吸附速度很快。(3)依次用1 mL 1 mol·L HNO、超纯水和1 mL 1 mol·LNaOH,洗脱吸附胶,发现Ni、Cd、Pb和Mo的洗脱效率较高,分别为76%、86%、89%和96%。(4)溶液pH在3.01-7.70之间,TiO-Chelex DGT对Ni和Mo有良好的吸附性能;当pH=3.92-7.70时,DGT对Pb和Cd有良好的吸附性能。Ni、Cd和Mo在10-200 mmol·L的离子强度范围内,Pb在50-200 mmol·L Na NO条件下,TiO-Chelex DGT的吸附性能较好。(5)用TiO-Chelex DGT测得的Mo、Ni和Pb的方法检出限比Chelex-Metsorb DGT低,分别为0.01、0.05和0.05μg·L。选取自然水体九乡河作为研究对象,用TiO-Chelex DGT对Ni、Cd、Mo和Pb进行原位测定,并与主动采样结果进行了对比。结果表明,DGT测得的时间平均浓度和主动采样测得Cd、Ni和Pb的结果相差不大;但是对于元素Mo,主动采样测得的浓度略大于TiO-Chelex DGT测得的浓度。通过野外实验,说明了TiO-Chelex DGT能够较准确地测定水体中Ni、Cd、Mo和Pb的浓度。未来,可以开展TiO-Chelex DGT原位监测水中更多种类目标离子的工作。

关键词： TiO2-Chelex 原位分析技术金属阳离子含氧阴离子

关键矿产资源铟:主要成矿类型及关键科学问题

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岩石学报 2019年第11期35卷 3292-3302页

作者：李晓峰徐净朱艺婷吕友虎中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

关键矿产资源(Critical Minerals)是国家经济繁荣、国防安全和技术飞跃的重要保障,是支撑我国战略性新兴产业(例如:洁净能源产业、光伏太阳能产业、新一代信息技术产业、航空航天装备等)快速稳定发展的重要金属原材料。世界主要经济发达... 详细信息

关键矿产资源(Critical Minerals)是国家经济繁荣、国防安全和技术飞跃的重要保障,是支撑我国战略性新兴产业(例如:洁净能源产业、光伏太阳能产业、新一代信息技术产业、航空航天装备等)快速稳定发展的重要金属原材料。世界主要经济发达体(如:美国、日本、欧盟、澳大利亚等)均开展了关键矿产资源的评价,制定了相应的关键矿产资源发展战略,其评价方式也由一维向多维发展,并且把环境因素和资源的循环回收利用列入关键的评价指标。铟作为关键矿产资源之一,是太阳能光伏产业和ITO靶材主要的金属材料。它一般易于在岩浆结晶的晚期富集,但近年来发现它在一些镁铁质岩石中也有高度富集的现象,显示出铟地球化学性质的两面性,因此,全面评价不同地质体中铟的富集规律是解决未来铟资源安全稳定供给的主要途径。预料未来若干年SEDEX和VMS矿床有可能成为铟资源的主要来源,火山岩中的铟异常富集也应当引起足够的重视。铟的主要载体矿物是硫化物。在不同类型的矿床中,铟的富集对矿物有选择性。铟的选择性超常富集(如铟窗、铟爆)机制将是未来一段时间铟成矿作用研究中的重要领域,而铟的原位定量分析技术的突破是解决这一关键科学问题的关键。

关键词：关键矿产资源铟超常富集机制原位分析技术

纳米材料蛋白冠的非原位和原位表征技术研究进展

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能源化工 2021年第5期42卷 33-37页

作者：程世超济南职业学院山东济南250000

对动态蛋白冠的形成过程、组成及其表征技术研究进展进行了综述,讨论了传统非原位分析技术在蛋白冠表征中的应用情况及原位分析技术在复杂环境中表征蛋白冠的最新发展情况,并对蛋白质表征技术研究中可能面临的挑战和未来的发展前景进行... 详细信息

对动态蛋白冠的形成过程、组成及其表征技术研究进展进行了综述,讨论了传统非原位分析技术在蛋白冠表征中的应用情况及原位分析技术在复杂环境中表征蛋白冠的最新发展情况,并对蛋白质表征技术研究中可能面临的挑战和未来的发展前景进行了展望,合理的动力学模型有助于研究蛋白冠的形成及生物学效应,目前对蛋白冠性质的分析表征主要是在体外进行,开发合适的体内蛋白冠表征技术是未来研究的重点。

关键词：纳米材料蛋白冠表征非原位分析技术原位分析技术

钢中非金属夹杂物异常光谱信号产生机理的研究

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冶金分析 2007年第1期27卷 12-16页

作者：王辉贾云海钢铁研究总院钢铁研究总院北京100081

采用金属原位分析仪与扫描电镜相结合的方法对钢中非金属夹杂物的异常光谱行为进行了研究。研究表明,夹杂物与基体界面的优先放电呈“扩散”性,并未导致夹杂物异常光谱信号的立即出现,说明夹杂物边缘优先放电不是导致夹杂物异常光谱信... 详细信息

采用金属原位分析仪与扫描电镜相结合的方法对钢中非金属夹杂物的异常光谱行为进行了研究。研究表明,夹杂物与基体界面的优先放电呈“扩散”性,并未导致夹杂物异常光谱信号的立即出现,说明夹杂物边缘优先放电不是导致夹杂物异常光谱信号出现的直接原因。通过对夹杂物局部富集程度的计算表明,在相同体积区域内某元素分别以夹杂态和固溶态存在时,夹杂态相对于固溶态有很高的富集程度,结合原子发射光谱分析中影响谱线强度因素的讨论,提出夹杂物异常光谱信号是由于夹杂物局部富集产生。

关键词：非金属夹杂物异常光谱原位分析技术局部富集机理

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近十年来中国矿床地球化学研究进展简述

矿物岩石地球化学通报 2021年第4期40卷 819-844,I0003页

作者：钟宏宋谢炎黄智龙蓝廷广柏中杰陈伟朱经经阳杰华谢卓君王新松矿床地球化学国家重点实验室中国科学院地球化学研究所贵阳550081

我国的矿床地球化学研究在近十年取得了众多重要进展。本文对中国岩浆型Cu-Ni-(PGE)硫化物和Fe-Ti-V矿床、斑岩型铜矿床、花岗岩型钨锡矿床、碳酸岩型稀土矿床、卡林型金矿床和密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床等的一些相关研究进展,以及原... 详细信息

我国的矿床地球化学研究在近十年取得了众多重要进展。本文对中国岩浆型Cu-Ni-(PGE)硫化物和Fe-Ti-V矿床、斑岩型铜矿床、花岗岩型钨锡矿床、碳酸岩型稀土矿床、卡林型金矿床和密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床等的一些相关研究进展,以及原位分析技术和实验地球化学在矿床研究方面的应用进展进行了扼要论述。近十年来,造山带铜镍硫化物矿床的寻找取得突破进展,岩浆通道系统被证实对巨量钒钛磁铁矿的堆积起关键作用;碰撞型斑岩铜矿的成矿模型更趋完善,花岗岩相关钨锡矿床的成矿过程与机制获得更精细刻画,碳酸岩型稀土矿床的形成时限被精确限定;华南大规模低温成矿的时限和动力学背景研究取得重大突破,成矿物质来源和流体演化的认识更为深入;原位微区元素-同位素组成对精细刻画成矿过程发挥重要作用,实验地球化学的应用初现端倪。此外,本文还对未来需要重视的几个方面的工作提出了初步建议。

关键词：岩浆矿床岩浆热液矿床低温热液矿床原位分析技术矿床地球化学

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连铸板坯中心线偏析形成机制与轻压下技术

钢铁 2011年第11期46卷 45-48,60页

作者：侯自兵成国光饶添荣北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

针对连铸板坯中心线偏析,利用原位分析技术对中心线区域进行扫描。发现连铸板坯中心线区域的宏观偏析由正偏析带和负偏析带共同组成,其中碳、磷、硫这3种元素在中心线正偏析带周围有明显的负偏析带。对这种其周围存在负偏析带的板坯中... 详细信息

针对连铸板坯中心线偏析,利用原位分析技术对中心线区域进行扫描。发现连铸板坯中心线区域的宏观偏析由正偏析带和负偏析带共同组成,其中碳、磷、硫这3种元素在中心线正偏析带周围有明显的负偏析带。对这种其周围存在负偏析带的板坯中心线偏析提出了相应的形成机制。最后根据形成机制近似推断了轻压下技术中压下速率与临界固相率这2个重要参数,推断结果与前人的研究比较一致。同时也进一步表明所提形成机制的合理性。

关键词：中心线偏析原位分析技术负偏析带轻压下技术

基于石墨烯多功能复合插层膜设计开发及应用于锂硫电池的研究

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基于石墨烯多功能复合插层膜设计开发及应用于锂硫电池的研究

作者：孔素珍温州大学

学位级别：硕士

锂硫(Li-S)电池具有高的理论比容量和能量密度,被认为最有潜力的新型二次电池之一。但是,目前其实用化尚存在诸多难以解决的问题,这主要包括硫的电导率低、硫还原过程中体积的膨胀以及多硫化锂(Li PSs)的穿梭效应。针对这些挑战,本文提... 详细信息

锂硫(Li-S)电池具有高的理论比容量和能量密度,被认为最有潜力的新型二次电池之一。但是,目前其实用化尚存在诸多难以解决的问题,这主要包括硫的电导率低、硫还原过程中体积的膨胀以及多硫化锂(Li PSs)的穿梭效应。针对这些挑战,本文提出在Li-S电池的正极与传统隔膜之间设计一层全新的插层膜,用于加速Li PSs的转化,抑制Li PSs的穿梭效应。论文的主要研究内容如下:(1)通过铜离子催化偶联反应制备了比表面积高达2184 mg的氢取代石墨炔(Hs GDY),利用其与石墨烯(Gra)之间的协同效应设计了一种Hs GDY/Gra插层膜,用于构筑高性能Li-S电池(CNTs-S@Gra-Hs GDY)。该电池在电流密度为1.0 C的情况下进行500次循环后,每圈循环的衰减率为0.089%,表现出良好的循环稳定性。进一步利用原位拉曼光谱、外位X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,并结合密度泛函理论(DFT)计算对该功能性插层膜在Li-S电池中的工作机理进行了深入探讨和研究。结果表明,Hs GDY中的炔键活性位点对Li的强吸附能力,有助于Li PSs的化学锚定,促进硫物种在充放电过程中的转化。这种新型的全碳插层膜为促进Li-S电池性能的实际化提供了一种极具吸引力的方案。(2)在Li-S电池中引入含有Fe-N结构的催化剂能够加速Li PSs的转化,同为过渡金属的Sn-N结构具有类似的单原子催化功能。因此,基于上述工作,我们研究了将Sn ClPc用于插层膜的设计以进一步提高对Li PSs的催化作用。我们将Sn ClPc引入Gra中,在Gra表面原位生长了(Sn ClPc)多聚物,将基于Gra表面的(Sn ClPc)多聚物作为Li-S电池的插层膜来制备正极(CNTs-S@Sn ClPc-Gra-200)。在0.2 C的电流密度下,该正极可获得1351 m Ah g的较高初始放电容量。在1.0 C时,经过500次循环后,每圈循环的衰减率仅为0.085%,显示出优异的倍率性能和循环稳定性。外位XPS测试结果证明了负载在石墨烯上的酞菁多聚物能够加速硫的转化反应,对抑制穿梭效应有显著作用。利用有机小分子的多聚物作为Li-S电池的插层膜为今后研究团队设计插层膜材料来提高Li-S电池性能提供了一种可行的思路。

关键词：锂硫电池氢取代石墨炔石墨烯酞菁多聚物硫转化原位分析技术

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450mm厚连铸板坯全厚度成分分布特征

现代冶金 2017年第1期45卷 1-4页

作者：周莉萍江阴兴澄特种钢铁有限公司特钢研究院江苏江阴214400

采用原位统计分布分析的技术,通过对无预燃、连续扫描激发的火花放电所产生的光谱信号进行高速的数据采集和解析,来测定样品表面不同位置的初始状态下的化学成分含量以及表面的结构信息,再通过原位统计分布分析二维成分等高图合成技术,... 详细信息

采用原位统计分布分析的技术,通过对无预燃、连续扫描激发的火花放电所产生的光谱信号进行高速的数据采集和解析,来测定样品表面不同位置的初始状态下的化学成分含量以及表面的结构信息,再通过原位统计分布分析二维成分等高图合成技术,对450mm厚连铸板坯进行全厚度原位分析,掌握连铸板坯横截面成分分布规律和偏析的特性,为连铸连轧生产线优化工艺参数提供分析测试技术支撑。

关键词：连铸板坯原位分析技术横截面成分分布中心偏析

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200方连铸坯成分分布原位分析

现代冶金 2016年第2期44卷 19-22页

作者：周莉萍江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴214419

采用原位统计分布分析的技术,对200方连铸坯进行原位分析,掌握连铸坯横截面成分分布规律和中心偏析的特性,为连铸连轧生产线优化工艺参数提供分析测试技术支撑。

关键词：连铸坯成分分布原位分析技术中心偏析的特性