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离子吸附型稀土矿电动开采技术初探

地球化学 2024年第1期53卷 30-41页

作者：王高锋徐洁冉凌瑜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中国科学院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的特色资源,为全世界提供了90%以上的中、重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土矿中铵盐原地浸出开采工艺存在环境污染严重、资源利用率低、开采周期长和滑坡地质灾害频发等问题,开发新一代高效绿色的离子吸附型稀... 详细信息

离子吸附型稀土矿是我国的特色资源,为全世界提供了90%以上的中、重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土矿中铵盐原地浸出开采工艺存在环境污染严重、资源利用率低、开采周期长和滑坡地质灾害频发等问题,开发新一代高效绿色的离子吸附型稀土矿提取技术是国家稀土战略的紧迫需求。本文介绍了电动开采离子吸附型稀土矿的概念设想,并对电动技术的特点进行了初步探索。通过实验室土柱实验证实了电动开采离子吸附型稀土矿的可行性,结果表明:电动法稀土采收率高,约为同等条件下传统直接浸出方法的2倍。电动开采过程中,电压梯度对稀土回收有重要影响:电压梯度升高,稀土元素浸出速率提高,但同时电解强烈,导致阴极附近稀土元素沉淀含量增加,浸出液中稀土元素含量降低。其次,电动开采过程必须添加提取剂,提取剂起到增加体系导电性和交换解吸风化壳中稀土离子的作用。最后,结合电动过程阳极由于电解产生H^(+)的特点,本文还提出了采用碳酸钙作为复合提取剂成分的设想,起到了有效缓解土壤pH值变化,并释放钙盐的作用。

关键词：稀土元素离子吸附型稀土矿电动开采绿色高效提取环境保护

风化作用对川西北剖面露头固体沥青有机地球化学特征的影响

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地球化学 2024年第5期53卷 681-694页

作者：万志雄廖玉宏郑益军蒋彬中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家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

在野外露头剖面上沥青会受到风化作用影响,包括生物降解、淋滤和光氧化降解等,这些风化作用会不同程度地改造沥青的有机地球化学特征。目前对沥青的有机地球化学特征在风化过程中的变化过程及其机理还缺乏系统的认识,尤其是多环芳香烃... 详细信息

在野外露头剖面上沥青会受到风化作用影响,包括生物降解、淋滤和光氧化降解等,这些风化作用会不同程度地改造沥青的有机地球化学特征。目前对沥青的有机地球化学特征在风化过程中的变化过程及其机理还缺乏系统的认识,尤其是多环芳香烃类和含杂原子极性化合物,用常规手段很难深入研究。本研究在川西北地区油坊沟组出露地表的软沥青丘钻了一口0.80 m浅钻,利用岩石热解(Rock-Eval)、气相色谱-质谱(GC-MS)和傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等手段,研究了剖面沥青的有机地球化学特征在风化过程中的变化。结果显示,在剖面顶部(0.05~0.15 m),风化作用使沥青的总有机碳(TOC)和非极性族组分损失明显,极性族组分相对含量升高,O/C原子比的增加表明,剖面顶部沥青受到了较强的氧化作用。正构烷烃、C_(27)~C_(29)规则甾烷、藿烷、二苯并噻吩和甲基二苯并噻吩等分布特征的变化显示,剖面顶部沥青同时遭受了显著的生物降解和淋滤作用。奇偶优势指数(OEP)、C_(29)甾烷异构化参数及甲基菲指数(MPI_(1))等成熟度参数指示剖面沥青进入成熟阶段,但藿烷类成熟度参数(Ts/(Ts+Tm))和烷基萘指数(DNR和TNR)指示的成熟度偏低。FT-ICR MS结果表明,多环芳烃和含硫多环芳烃在风化过程中损失,其风化产物主要是含氧的杂原子多环芳烃。在0.15~0.80 m,多环芳烃和含硫多环芳烃无明显降解特征;在0.10~0.15 m,碳数较低且缩合度(DBE)较低的多环芳烃被生物降解为碳数更低的酚、醇类化合物和羧酸;在深度≤0.10 m,碳数较高且DBE较高的多环芳烃和含硫多环芳烃被光氧化,主要产生相似碳数和DBE的醛、酮类化合物和羧酸。

关键词：风化作用固体沥青多环芳烃傅里叶变换离子回旋共振质谱仪

海水养殖水域纤毛虫多样性及其生态效应研究进展

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热带海洋学报 2024年第4期43卷 1-19页

作者：刘炜炜温少薇谭烨辉中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301 中国科学院大学北京100049

加强对海水养殖生态系统的基本认知,揭示养殖活动的环境生态效应,是近年来海洋生态学研究关注的焦点之一。纤毛虫是海水养殖生态系统的重要组成部分,在健康养殖中发挥着重要的作用。本文针对当前国内外关于海水养殖中纤毛虫研究的进展... 详细信息

加强对海水养殖生态系统的基本认知,揭示养殖活动的环境生态效应,是近年来海洋生态学研究关注的焦点之一。纤毛虫是海水养殖生态系统的重要组成部分,在健康养殖中发挥着重要的作用。本文针对当前国内外关于海水养殖中纤毛虫研究的进展进行综述,介绍了养殖水体中纤毛虫生物多样性、纤毛虫病害、养殖活动对纤毛虫的影响、纤毛虫对养殖环境的指示等;此外对已有研究的不足进行了归纳,对未来发展的趋势进行了展望,为深入认识纤毛虫在海水养殖中的生态角色,揭示海水养殖生态与环境效应研究提供借鉴和参考。

关键词：纤毛虫海水养殖多样性水产病害环境指示

海洋特征天然产物——硝基苯酯倍半萜类的研究进展

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药学学报 2024年第1期59卷 35-42页

作者：陈仪佘江链唐斓刘永宏周雪峰中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室广东省海洋药物重点实验室广东广州510301 中国科学院大学北京100049 南方医科大学药学院广东广州510515

倍半萜类化合物在自然界中广泛存在,而硝基苯酯倍半萜类化合物较为罕见。迄今发现的12种天然来源硝基苯酯倍半萜均来自于海洋曲霉属Aspergillus真菌,是一类典型的海洋特征天然产物。该类天然产物显示了较好的抗肿瘤、抗病毒和抑制破骨... 详细信息

倍半萜类化合物在自然界中广泛存在,而硝基苯酯倍半萜类化合物较为罕见。迄今发现的12种天然来源硝基苯酯倍半萜均来自于海洋曲霉属Aspergillus真菌,是一类典型的海洋特征天然产物。该类天然产物显示了较好的抗肿瘤、抗病毒和抑制破骨细胞分化活性,特别是在治疗破骨细胞相关疾病中显示较好的药用开发价值。本文对硝基苯酯倍半萜的天然产物来源和化学结构、化学和生物合成、生物活性和药理机制进行了综述,并对其吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)、排泄(excretion)及毒性(toxicity)(ADME/T)和类药性进行预测和讨论,为海洋来源硝基苯酯倍半萜类天然产物及其药用开发潜力提供较为全面的认识。

关键词：硝基苯酯倍半萜海洋天然产物曲霉属抑制破骨细胞分化类药性

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基于热流固耦合的单井增强地热系统数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1066-1075页

作者：郭志鹏卜宪标赵源李华山王令宝中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,... 详细信息

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,研究了单井增强地热系统的系统性能表现和各关键参数的影响。结果表明:与传统深井换热器相比,单井增强地热系统的取热性能有较大提升,相同注入工况下,生产温度和取热功率分别提高了62.21℃和2 612.99 kW;从地热工程周期和优化角度出发,单井增强地热系统流量控制在10 kg/s较为适宜,过小的单井增强地热系统流量导致取热效率较低,过大使得系统运行寿命较短;增大井筒封隔间距、减小内管导热系数是提高系统取热性能的有效方法。本文研究可为单井增强地热系统的理论分析和实际应用提供参考。

关键词：地热能深井换热器增强型地热系统单井多孔介质压裂储层渗透率热流固耦合

温和条件下乙二醇苯醚高效分离回收甘蔗渣组分

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化工学报 2024年第6期75卷 2274-2282页

作者：张祎琪谭雪松李吾环张权苗长林庄新姝中国科学技术大学能源科学与技术学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243002

使用酸性乙二醇苯醚(EPH)体系对甘蔗渣(SCB)进行预处理,在最优条件下(110℃,0.05 mol/L H2SO4,60 min)实现了90.47%的纤维素保留率,去除了90.33%的木质素和76.70%的半纤维素。回收得到的富含纤维素的残渣最高酶解率为89.71%,是未经处理... 详细信息

使用酸性乙二醇苯醚(EPH)体系对甘蔗渣(SCB)进行预处理,在最优条件下(110℃,0.05 mol/L H2SO4,60 min)实现了90.47%的纤维素保留率,去除了90.33%的木质素和76.70%的半纤维素。回收得到的富含纤维素的残渣最高酶解率为89.71%,是未经处理的甘蔗渣的酶解率(15.93%)的近6倍。用异丙醚从预处理液中回收了74.29%的木质素(纯度为93.53%)。使用SEM、XRD、FTIR对预处理后残渣及原料的组成及结构进行表征,发现甘蔗渣的形貌结构被破坏,结晶度提高,因而酶解率大幅度提高。通过2D HSQC表征发现在预处理过程中乙二醇苯醚和木质素的醚化反应抑制了木质素的缩合。本研究建立了酸性乙二醇苯醚预处理体系,实现了甘蔗渣组分的高效分离,并高效回收高纯木质素与可发酵糖,可为生物质高值化利用提供参考。

关键词：生物质生物分离预处理酶解木质素生物能源

不同生长光强下8种红树植物幼苗叶片的光响应特征

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热带亚热带植物学报 2024年第1期32卷 37-45页

作者：朱一民李婷孙当歌叶万辉沈浩中国科学院华南植物园中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广东省应用植物学重点实验室广州510650 华南国家植物园广州510650 中国科学院大学北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州51145

为探讨红树植物光适应的生理生态策略,对6种真红树植物[无瓣海桑(Sonneratia apetala)、秋茄(Kandelia candel)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、卤蕨(Acrostichum aureum)]和2种半红树植物[银叶树(Heritiera littoralis)、黄槿(Hibiscus tiliaceus)]的1 a生幼苗在不同生长光强(自然光强的100%、45%、30%、10%)下的光合光响应特征进行了研究。结果表明,不同生长光强对红树植物光响应特征的影响因物种而异,遮荫显著提高了秋茄和木榄的最大净光合速率(P_(max)),而对其他红树植物的P_(max)没有显著影响;秋茄在45%光强下具有较高的P_(max),木榄的P_(max)则在45%和30%光强下显著高于其他2个处理。随着生长光强的下降,秋茄幼苗叶片的光饱和点显著上升,木榄、老鼠簕和卤蕨的光补偿点呈下降趋势,木榄和卤蕨的表观量子效率升高的同时暗呼吸速率下降。木榄、老鼠簕和卤蕨具有较强的耐荫性,适宜种植在光强较弱的林下;无瓣海桑、秋茄、桐花树、银叶树和黄槿则适宜作为中上层树种或在郁闭度较低的林下种植。

关键词：红树植物遮荫光合作用光强

太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统的性能仿真研究

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制冷学报 2024年

作者：姜美玲曾涛林树森邓立生李军黄宏宇罗向龙广东工业大学材料与能源学院中国科学院广州能源研究所

为进一步减少温湿度独立控制空调系统的电能消耗，提高太阳能利用率，利用TRNSYS 18建立了一套太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统（SDCS-A）。从系统性能系数(COPsys)、太阳分数（Fs）和一次能源消耗量（Ep）等方面分析了广州气候条件下不... 详细信息

为进一步减少温湿度独立控制空调系统的电能消耗，提高太阳能利用率，利用TRNSYS 18建立了一套太阳能转轮除湿-吸附式制冷系统（SDCS-A）。从系统性能系数(COPsys)、太阳分数（Fs）和一次能源消耗量（Ep）等方面分析了广州气候条件下不同集热器面积和水箱体积对系统性能的影响，并与太阳能转轮除湿-压缩式制冷系统（SDCS-C）进行对比。结果表明：对于SDCS-A系统，改变集热器面积对Fs和Ep的影响更显著，不同面积之间的Fs平均增幅为12.18%，而改变水箱体积对COPsys影响更大，不同水箱体积之间最大差值为0.1。与SDCS-C相比，在整个制冷季中，SDCS-A的月平均COPsys和月平均Fs分别提高6.51%和21.05%，月平均Ep降低21.45%。同时，研究了SDCS-A系统在不同气候条件下的运行性能，结果表明，相较于北京、上海和拉萨3个地区，广州气候条件下具有更稳定和更高的月COPsys。

关键词：太阳能除湿转轮吸附式制冷性能分析 TRNSYS

木质素模型化合物的电化学催化研究:转化特性与产物选择性

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 677-686页

作者：韦德宁汤宏彪杨改秀杨俊涛李宁陈冠益陈春香冯治杰中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学技术大学能源科学与技术学院安徽合肥230026 天津大学佐治亚理工深圳学院广东深圳518071 广西大学机械工程学院广西南宁530004

酚类衍生物是生物油的关键组分,对其电催化加氢(ECH)性质的深入理解对于高效利用生物油至关重要。基于此种考量,本工作研究了生物油中代表性物质愈创木酚的电催化加氢性能,探讨了其电催化加氢的反应机制、转化率和产品选择性在不同反应... 详细信息

酚类衍生物是生物油的关键组分,对其电催化加氢(ECH)性质的深入理解对于高效利用生物油至关重要。基于此种考量,本工作研究了生物油中代表性物质愈创木酚的电催化加氢性能,探讨了其电催化加氢的反应机制、转化率和产品选择性在不同反应条件下(温度:40−80℃,高氯酸浓度:0.2–1.0 mol/L,电流强度:(–10)–(–150)mA)的变化。同时,也探索了愈创木酚中间产物(2-甲氧基环己酮和环己酮)等对其电催化加氢的影响。结果表明,愈创木酚的ECH转化率随温度和电流强度的提高而增加,但高氯酸浓度的增加则对转化率具有相反的影响。同时发现,中间产物的存在增强了愈创木酚的电催化加氢转化率,尤其是2-甲氧基环己酮,其效果更为显著。在此基础上,对其他种酚类衍生物(包括苯酚、邻苯二酚、愈创木酚、丁香酚和香草醛)及其混合物的电催化加氢机制的进一步研究中发现,模型化合物的电催化转化率与苯环上官能团的复杂程度成反比。在其中结构最简单的苯酚具有最高的转化率(89.34%),而由于结构更复杂,香草醛的转化率最低,仅为46.79%。同时,在多组分混合物的电催化加氢研究中发现,模型化合物的协同和竞争机制将显著影响各自的转化率。

关键词：电催化加氢脱氧酚类衍生物混合模型化合物产物选择性