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过硫酸钠/活性炭体系深度脱除稀土废渣资源化废水中有机物

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中国稀土学报 2025年

作者：王慧佳李倩张海林钟红芸熊家春李平中国科学院赣江创新研究院中国科学院江西稀土研究院中国科学院过程工程研究所

离子型稀土矿山废渣资源化利用过程会产生盐度和有机物浓度双高的硫酸钠废水，通过探索废水中有机物的赋存状态，本研究提出过硫酸钠/活性炭（PS/AC）体系脱除废水中有机物。研究发现，废水中有机物主要为腐殖酸类物质，有机碳含量（TO... 详细信息

离子型稀土矿山废渣资源化利用过程会产生盐度和有机物浓度双高的硫酸钠废水，通过探索废水中有机物的赋存状态，本研究提出过硫酸钠/活性炭（PS/AC）体系脱除废水中有机物。研究发现，废水中有机物主要为腐殖酸类物质，有机碳含量（TOC）为1102.11 mg·L-1。通过热活化过硫酸钠降解-活性炭深度脱除二段工艺，可实现废水中TOC值降低到8.10 mg·L-1，有机物最终脱除率达到99.3%。活性炭活化过硫酸钠一步脱除废水有机物，降解率可达95%以上。机理研究表明，两种活化方式产生·OH和SO4-·为主要活性氧化物质降解废水中有机物，活性炭活化体系的氧化能力高于热活化体系。本研究为深度去除稀土废渣资源化废水中有机物提供了应用技术基础，所构建的过硫酸钠/活性炭体系表现出良好的经济适用性。

关键词：稀土废渣废水腐殖酸过硫酸钠活性炭

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气固多相催化剂内扩散和反应研究进展

石油炼制与化工 2025年第1期56卷 30-39页

作者：李昕晖李成祥葛蔚沈阳化工大学沈阳110142 中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室中国科学院大学化学工程学院

化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有... 详细信息

化工过程中化学反应通常与传递过程共存,气固多相催化剂一般具有复杂多级孔道结构,其催化性能更是取决于其孔道内反应与扩散过程的耦合。揭示反应和扩散耦合规律,准确获得催化剂颗粒尺度上的反应动力学,对新型催化剂优化设计和制备具有重要的科学研究意义和工业应用价值。综述了气固多相催化剂孔道内扩散和反应过程的最新研究进展和反应-扩散耦合的机制,重点介绍反应-扩散耦合模拟研究中的不同模型和方法及其在气固催化反应中的应用。指出将机器学习等人工智能方法和多尺度模拟相结合将会成为研究复杂催化反应体系的一种强大工具。

关键词：反应传递耦合拟颗粒多尺度介尺度分子模拟

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卡罗琳板块在穆绍海沟的拓展型俯冲起始

中国科学:地球科学 2025年第1期 255-271页

作者：李春峰邓永康吴涛董冬冬张国良张佳政刘宇涛李亚清唐富贵章露露浙江大学海洋科学系崂山实验室海洋矿产资源实验室中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院软件研究所综合信息系统科技重点实验室

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引... 详细信息

穆绍海沟获得的新地震成像证实,海洋板块边界的水平压缩作用在年轻且较弱的海洋板块内部可诱发形成海沟,并且年轻板块诞生后不久就开始向古老板块之下俯冲.虽然板块边界两侧存在显著的年龄差异和先存薄弱带,但在水平挤压和垂直重力牵引的共同作用下,中生代太平洋板块依然难以挠曲.在经过长时间的海沟迁移之后,或经历初始挤压过渡到海沟俯冲发育的漫长过程之后,穆绍海沟北端的卡罗琳海板块才逐渐开始挠曲.两条平行地震剖面中,显著不同的海沟变形和沉积增生现象表明了穆绍海沟的俯冲迁移或显著的沿海沟的纵向不连续性,这可以用卡罗琳板块的逆时针旋转来解释从俯冲到非俯冲的快速转变.在俯冲启动前,微小的增生楔可能就已经形成,这表明穆绍海沟已经经历了强烈的压缩和隆起.目前穆绍海沟的地震活动相对平静,并且其东侧的莱拉海槽显示出伸展松弛,表明目前卡罗琳板块的旋转已经停止.

关键词：穆绍海沟俯冲起始地震反射卡罗琳板块

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双添加剂协同提升钠离子电池循环稳定性

储能科学与技术 2025年

作者：刘德帅朱慧琴孙睿浩李蒙巩文豪李晓辉钱伟伟郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室龙子湖新能源实验室氢能储能中心中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程国家重点实验室

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通... 详细信息

电解液不仅影响离子传递过程，还参与电极/电解液界面膜的形成，对电池的循环稳定性起着重要作用，其中电解液添加剂是参与电极/电解液界面构筑的主要成分，相较于锂离子电池，钠离子电池电解液及其添加剂的研究仍存在许多问题。本文通过对电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯（FEC）和1，3-丙烷磺酸内酯（PS）深入研究，分析了不同添加剂组成的电解液对电池性能的影响。研究发现，含有FEC-PS双添加剂电解液的软包电池1 C循环600周后的容量保持率高达85.1%，其循环性能明显优于不使用任何添加剂或单独加FEC添加剂的电池，有效提升了NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）||硬碳（HC）软包电池的循环性能。通过电极界面分析发现，FEC-PS双添加剂衍生的含有烷基磺酸钠(ROSO2Na)和氟化钠（NaF）的CEI/SEI膜，具有较高的机械强度和良好的柔韧性，极大提升了电极/电解液界面的稳定性，有效抑制了循环过程中NFM正极过渡金属溶出和HC负极析钠，同时缓解了软包电池产气的问题。本研究在软包电池的基础上调控添加剂组成，优化电极/电解液界面组分，改善了电池界面稳定性和循环性能，为开发高性能钠离子电池电解液提供了理论及技术支撑。

关键词：钠离子电池软包电池电解液添加剂电极/电解液界面

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高能同步辐射光源建设进展

科学通报 2025年第1期 60-69页

作者：潘卫民李京祎焦毅中国科学院高能物理研究所中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source, HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建, 2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包... 详细信息

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source, HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建, 2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包括加速器、光束线站、配套土建工程及辅助设施等. HEPS是一台基于准衍射极限储存环的高能区第四代同步辐射装置,主要包括一台能量0.5 Ge V直线加速器、一台能量0.5～6.0 Ge V增强器和一台能量6.0 Ge V储存环,最多可以承载90条光束线实验站,首期建设14条用户实验线站,建成后将是世界上最亮的同步辐射光源之一.自开工建设以来, HEPS先后完成了物理设计、设备加工和安装,以及直线加速器和增强器的调束.本文简介HEPS的建设进展.

关键词：重大科技基础设施同步辐射光源衍射极限储存环束流调试

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南太平洋热带-副热带区斜压不稳定的多年代际趋势及其机制分析

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海洋与湖沼 2025年

作者：刘丹丹朱善良刘传玉冯岭青岛科技大学数理学院中国科学院海洋研究所海洋动力过程观测和预报重点实验室中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室

采用1°×1°温度、盐度和流场格点数据，对1993～2022年南太平洋热带-副热带区(SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其机制进行了分析。发现南太平洋热带区(SPT)斜压不稳定的增长率表现出显著的减少趋势，每十年减少0.... 详细信息

采用1°×1°温度、盐度和流场格点数据，对1993～2022年南太平洋热带-副热带区(SPTS)表层强化的Charney型斜压不稳定的长期变化趋势及其机制进行了分析。发现南太平洋热带区(SPT)斜压不稳定的增长率表现出显著的减少趋势，每十年减少0.12%，而南太平洋副热带区(SPS)斜压不稳定的增长率则表现出显著的增加趋势，每十年增加0.10%。上述增长率的变化趋势与卫星观测的涡旋动能(EKE)的变化趋势一致，且SPT的斜压不稳定的变化受剪切和层结的共同调控，而SPS的斜压不稳定的变化主要受剪切的影响，说明斜压不稳定性的变化体现了温盐和流场变化的综合效应。进一步分析发现，上述增长率及EKE的变化趋势与局地有效位能(APE)的趋势一致，突显了斜压不稳定性在能量转移转化中的关键作用。

关键词：斜压不稳定中尺度涡旋涡动能有效位能

静子轮毂间隙对核心驱动风扇内部流动影响研究

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推进技术 2025年

作者：邓坤盈阳诚武罗乔丹远世龙赵胜丰卢新根中国科学院工程热物理研究所中国科学院大学航空宇航学院轻型涡轮动力全国重点实验室

受上下游风扇和高压压气机匹配环境限制，核心机驱动风扇（CDFS）静子轮毂不能向上抬升，导致静子根部流动容易出现角区分离/失速，影响其性能和稳定性。为探究叶根间隙对CDFS静子流动的影响机制，以改善CDFS静子根部角区流动，本文采... 详细信息

受上下游风扇和高压压气机匹配环境限制，核心机驱动风扇（CDFS）静子轮毂不能向上抬升，导致静子根部流动容易出现角区分离/失速，影响其性能和稳定性。为探究叶根间隙对CDFS静子流动的影响机制，以改善CDFS静子根部角区流动，本文采用数值模拟方法研究了CDFS静子轮毂间隙大小、尾缘间隙长度对CDFS两个模态内部流动的影响。结果表明，静子轮毂相对间隙从0.5%变化到2.0%，相较于基准模型，引入轮毂间隙改善了静子角区的流动分离，失速裕度在两种模态下均明显提升，双外涵模态（DBM）提升更为明显，失速裕度最小改进量为11.56%；不同模态下，轮毂间隙对效率的影响呈现相反趋势。综合权衡两种模态下的效率和失速裕度，存在最佳轮毂相对间隙值使得CDFS综合性能最佳，文中最佳轮毂间隙值为1.0%弦长。以最佳间隙值为基础，开展了轮毂间隙弦向长度对CDFS影响的研究。尾缘间隙的泄漏流抑制了横向二次流向吸力面角区输运低能流体，改善了静子角区分离流动而提高了失速裕度；尾缘间隙长度增加，泄漏流强度增强，根部流动损失增加，CDFS峰值效率降低。

关键词：变循环发动机核心机驱动风扇悬臂静子轮毂泄漏流失速裕度

抚仙湖浮游植物群落结构对水体垂直混合过程的响应

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湖泊科学 2025年第1期37卷 36-49页

作者：朱先龙雷逸伦杨予罗鸿赖睿聪罗文磊王荣徐润冰邢鹏云南大学生态与环境学院云南高原山地生态与退化环境修复重点实验室昆明650091 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室南京211135 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京211135 中国科学院抚仙湖高原深水湖泊研究站玉溪652500 抚仙湖高原深水湖泊云南省野外科学观测研究站玉溪652500

深水湖泊冬季热力分层消亡,水体上下混合,水动力过程改变营养盐的分布格局,可能影响湖泊生态系统中浮游植物群落的演替。本研究在2022年11月2023年4月高原深水湖泊抚仙湖的热力分层消亡期、混合期和分层形成期,开展水体垂直剖面的理化... 详细信息

深水湖泊冬季热力分层消亡,水体上下混合,水动力过程改变营养盐的分布格局,可能影响湖泊生态系统中浮游植物群落的演替。本研究在2022年11月2023年4月高原深水湖泊抚仙湖的热力分层消亡期、混合期和分层形成期,开展水体垂直剖面的理化环境因子及浮游植物群落高频观测,探究浮游植物群落时空变化特征及其对热力学混合过程的响应。结果表明:水体混合过程引起湖泊理化环境因子显著的时空变化,与分层消亡期和形成期相比,混合期水体总磷(TP)、溶解性有机磷(DOP)、正磷酸盐(PO 3-4-P)和叶绿素a(Chl.a)浓度显著增加,总氮(TN)、溶解氮(DN)、颗粒氮(PN)、氨氮(NH 3-N)和硝态氮(NO-3-N)浓度显著降低。浮游植物群落中,绿藻门的转板藻属(Mougeotia)和小球藻属(Chlorella)在整个观测期密度较高,蓝藻门的长孢藻属(Dolichospermum)和拟柱孢藻属(Cylindrospermopsis)在分层消亡期密度较高,硅藻门的直链藻属(Melosira)和隐藻门隐藻属(Cryptomonas)在混合期密度高,绿藻门的栅藻属(Scenedesmus)在分层形成期密度较高。冗余分析发现,NH 3-N、PO 3-4-P和碱性磷酸酶活性的动态变化显著影响浮游植物群落组成;而且,浮游植物不同种类对氮、磷营养盐的敏感性各不相同,其中长孢藻属和转板藻属的密度与氮营养盐呈正相关、与磷营养盐呈负相关;而其他浮游植物密度则呈现相反规律,分别与氮营养盐呈负相关,与磷营养盐呈正相关。通过结构方程模型分析水体混合期间浮游植物群落动态变化的驱动机制,发现一方面水温对浮游植物群落结构有直接影响;另一方面,水温通过调节不同形态的氮(NO-3-N、NH 3-N)、磷(PO 3-4-P和DOP)营养盐浓度,从而间接地驱动浮游植物群落结构变化。这些直接和间接的影响共同作用,最终引起水体中Chl.a浓度变化。本研究有助于认识深水湖泊热力分层变化对生态系统结构和功能的影响。在全球变化背景下,加强对湖库热力分层的作用机制及其生态环境效应研究,有助于深水湖泊生态系统的保护和管理。

关键词：抚仙湖垂直混合浮游植物营养盐驱动因子

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基于一阶差分光谱的海水硝酸盐氮与亚硝酸盐氮测量方法

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 45-51页

作者：梁星辉冯巍巍蔡宗岐王焕卿杨剑炼中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

硝酸盐氮与亚硝酸盐氮是海洋水质监测的重点参数,也是研究海洋氮循环的重要参考。紫外吸收光谱法操作简单,响应快速,适用于多种水质参数监测,但测量中硝酸盐氮与亚硝酸盐氮存在混叠干扰以及海水离子干扰。提出了一种硝酸盐氮与亚硝酸盐... 详细信息

硝酸盐氮与亚硝酸盐氮是海洋水质监测的重点参数,也是研究海洋氮循环的重要参考。紫外吸收光谱法操作简单,响应快速,适用于多种水质参数监测,但测量中硝酸盐氮与亚硝酸盐氮存在混叠干扰以及海水离子干扰。提出了一种硝酸盐氮与亚硝酸盐氮快速测量方法,对光谱进行一阶差分等预处理,使用相关系数搜索进行波段优化,使用BP神经网络进行浓度反演,模型的预测值与真实值线性相关系数为0.998。与国外同类设备进行了比对测试,两者线性相关系数为0.982。参加了烟台市海洋环境监测预报中心2023年夏季航次,进行了应用测试,与实验室方法进行了比对分析,两者线性相关系数为0.902,说明本方法能够实现海水硝酸盐氮与亚硝酸盐氮的快速测量,为后续原位监测仪器的研制提供参考。

关键词：硝酸盐氮亚硝酸盐氮紫外吸收光谱一阶差分 BP神经网络

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