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水滑石纳米片用于生物质衍生物电催化氧化的研究进展

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科学通报 2024年第16期69卷 2203-2220页

作者：张曼郑智铿王宇辰刘彬仇荣亮严凯中山大学环境科学与工程学院广州510006 华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 西南民族大学化学与环境学院成都610207

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3... 详细信息

电催化氧化(简称电氧化)生物质衍生物是一种环保高效的技术.与传统热催化相比,主要优势如下:(1)在电催化过程中,水系电解液可以通过解离/电离的方式产生氧源,因此无需使用高成本氧气;(2)常温常压下反应,避免高温高压对设备的苛刻要求;(3)控制施加的电位和改变电流可实现反应速率和产物选择性的调控;(4)易于使用多类型电化学方法和原位光谱联用方法监测反应过程.然而,现阶段电氧化反应的转化率和选择性仍有很大的提升空间,需要开发高效、高选择性、高稳定性的电催化剂,深入理解反应机理,为应用奠定技术支撑.本文首先综述了近年来报道的水滑石纳米片制备的常用剥离技术并进行对比,其次详细总结了水滑石纳米片用于呋喃类、苯甲醛、苯甲醇、甘油等生物质衍生物电氧化反应的机制与研究进展,最后展望了相关研究面临的挑战和前景,为水滑石纳米片用于电氧化研究提供理论指导和参考意义,促进生物质衍生物的应用.

关键词：电催化氧化水滑石纳米片剥离方法生物质衍生物

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XPS原位分析纯铁微动磨损摩擦氧化行为

中国表面工程 2024年第2期37卷 161-169页

作者：肖子玥盛亮亮魏雪娇魏怀正徐小军朱旻昊西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

摩擦化学是微动磨损过程中不可避免产生的一种复杂的摩擦学行为,对材料的磨损性能及磨损机理具有重要的影响。基于原位XPS高精度切向微动磨损试验平台,系统性研究工业纯铁在真空(p=4 mPa)和大气环境下不同微动运行区域接触界面摩擦化学... 详细信息

摩擦化学是微动磨损过程中不可避免产生的一种复杂的摩擦学行为,对材料的磨损性能及磨损机理具有重要的影响。基于原位XPS高精度切向微动磨损试验平台,系统性研究工业纯铁在真空(p=4 mPa)和大气环境下不同微动运行区域接触界面摩擦化学状态及其微动磨损行为。试验结果表明,工业纯铁在大气环境下未观察到微动混合区,然而真空环境下因接触界面发生了严重粘着效应,使得微动运行难以进入滑移区而具有较宽的混合区。随着位移幅值的增加,工业纯铁在真空环境下的微动磨斑具有更多的Fe基体暴露,并伴有以FeO为主的氧化物,整体表现出较高的磨损量;相对比,在大气环境下其磨斑表面产物为以FeO和Fe_(2)O_(3)为主的氧化物,特别在滑移区几乎没有Fe单质暴露,且磨斑表面主要以Fe_(2)O_(3)氧化物为主,表现出较真空环境下更轻微的磨损。磨损结果表明,FeO和Fe_(2)O_(3)具有较好的润滑保护作用,特别是Fe_(2)O_(3)氧化物能显著提高材料表面抗微动磨损性能。利用原位XPS技术可以实现表征材料接触表面真实的摩擦化学状态,且更加准确地揭示摩擦氧化反应对微动磨损行为的影响作用机理,对丰富和发展微动磨损基础理论具有科学意义。

关键词：纯铁原位XPS分析微动磨损磨损氧化微动磨损机理

PCB化学镀铜废液中铜的资源化回收工艺研究

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电镀与涂饰 2024年第2期43卷 149-154页

作者：梅以宁魏喆魏立安南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063

[目的]化学镀铜废液含有高浓度重金属离子,属于危险废物,给环境保护带来巨大压力。[方法]基于破络沉淀的原理处理化学镀铜废液,以回收其中的铜。研究了不同促进剂、促进剂投加量、初始pH和反应时间对铜回收效果的影响,再进一步通过正交... 详细信息

[目的]化学镀铜废液含有高浓度重金属离子,属于危险废物,给环境保护带来巨大压力。[方法]基于破络沉淀的原理处理化学镀铜废液,以回收其中的铜。研究了不同促进剂、促进剂投加量、初始pH和反应时间对铜回收效果的影响,再进一步通过正交试验对回收工艺进行优化。[结果]最优的工艺条件为:促进剂CAT-2投加量10 g/L,初始pH 14.0,反应时间48 h。在该条件下处理后废液的总铜浓度由初始的3 680 mg/L降至1.00 mg/L,铜回收率达到99.97%。[结论]采用破络沉淀法可实现对化学镀铜废液中铜的有效回收,有利于提高资源利用率,降低企业生产成本。

关键词：印制线路板化学镀废液铜资源化回收破络沉淀

Ni-Al辅助微波自蔓延烧结制备Ti_(3)SiC_(2)基金刚石复合材料工艺研究

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金刚石与磨料磨具工程 2024年第1期44卷 22-30页

作者：史书浩杨黎郭胜惠高冀芸侯明鲁元佳昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 云南民族大学化学与环境学院昆明650093

为降低金刚石磨削工具的制造成本和能耗,探寻一种在低能耗下实现高性能陶瓷结合剂金刚石磨具的制备工艺,同时研究助燃剂Si和金刚石粒度等因素对样品物相组成、显微形貌和磨削性能的影响。采用Ti、Si、石墨粉和金刚石磨料作为原料,经冷... 详细信息

为降低金刚石磨削工具的制造成本和能耗,探寻一种在低能耗下实现高性能陶瓷结合剂金刚石磨具的制备工艺,同时研究助燃剂Si和金刚石粒度等因素对样品物相组成、显微形貌和磨削性能的影响。采用Ti、Si、石墨粉和金刚石磨料作为原料,经冷压成型至生胚,通过Ni-Al辅助在微波场加热诱发Ti-Si-C体系发生自蔓延高温合成(SHS)反应以制备Ti_(3)SiC_(2)基金刚石复合材料。结果表明,高热值Ni-Al合金辅助可以缩短样品的烧结时间,还可以将诱发SHS反应的温度点控制在金刚石石墨化温度以下。在Ar保护气氛下,Ti-Si-C体系发生SHS反应,可生成Ti_(3)SiC_(2)、TiC和Ti5Si3等3种物相。随Si含量升高,Ti_(3)SiC_(2)相先增多后减少,当n(Ti):n(Si):n(C)=3∶1.1∶2时,复合材料的磨削性能最佳,磨耗比最高可达286.53。分析不同原料配比下的试样磨耗比差异的产生机制,认为基体组织中存在微小且分布均匀的气孔结构,在磨削时可产生大区域的平整磨削面,易于发挥金刚石磨料的磨削效果,有利于提升复合材料样品的磨削性能。

关键词：微波自蔓延烧结 Ti_(3)SiC_(2) 金刚石复合材料 Ni-Al合金

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基于强化学习的空间机器人柔性捕获控制研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 150-157页

作者：艾海平鄂凯欣朱安陈力江西理工大学能源与机械工程学院江西南昌330013 福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

针对空间机器人双臂捕获卫星过程中的关节易受冲击力矩而破坏的问题,提出一种基于强化学习的柔性控制方法.首先,针对捕获前双臂空间机器人及卫星系统,分别利用拉格朗日方法及牛顿-欧拉法推导得其动力学模型;然后结合冲量定理、位置约束... 详细信息

针对空间机器人双臂捕获卫星过程中的关节易受冲击力矩而破坏的问题,提出一种基于强化学习的柔性控制方法.首先,针对捕获前双臂空间机器人及卫星系统,分别利用拉格朗日方法及牛顿-欧拉法推导得其动力学模型;然后结合冲量定理、位置约束关系及牛顿第三定律,建立捕获后空间机器人与卫星形成混合体系统的动力学模型.针对失稳的混合体系统,提出一种缓冲柔顺强化学习控制方案,该方案通过系统与环境的动态交互来实时优化控制策略以实现镇定过程的最优控制.仿真结果表明:所提控制方案最大可减少54.2%的冲击力矩,并在镇定阶段确保关节冲击力矩限制在安全范围内,从而保护关节免受冲击力矩的破坏.

关键词：空间机器人柔性机构双臂捕获卫星操作闭链系统缓冲柔顺控制强化学习

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川西磨西断裂湾东地热水化学特征及成因机制

煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 91-101页

作者：黄珣张云辉李晓吕国森郭宏洋西南交通大学地球科学与工程学院四川成都611756 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

【目的】地热能开发是实现碳达峰、碳中和的重要途径。磨西断裂位于川西鲜水河断裂南段,拥有丰富的地热资源,是未来地热能开发的重点区域。【方法】对四川磨西断裂湾东地热区开展水文地球化学研究,通过水化学相关性分析其水-岩作用过程... 详细信息

【目的】地热能开发是实现碳达峰、碳中和的重要途径。磨西断裂位于川西鲜水河断裂南段,拥有丰富的地热资源,是未来地热能开发的重点区域。【方法】对四川磨西断裂湾东地热区开展水文地球化学研究,通过水化学相关性分析其水-岩作用过程,利用地热温标、硅-焓混合模型等方法计算其热储温度、冷热水混合比例,采用氢氧同位素探明补给来源和补给高程。【结果和结论】结果显示:磨西断裂地热水的水化学类型包括HCO_(3)·Cl-Na型和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型。地热水的水化学组分主要受水-岩作用(泥盆系大理岩方解石矿物溶解)影响,其中HCO_(3)·Cl-Na型地热水在磨西断裂深部受岩浆水混合和CO_(2)脱气作用影响。HCO_(3)·Cl-Na型地热水热储温度较高(159.16~228.57℃),沿磨西断裂循环深度较大;HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型地热水的热储温度较低(111.02~138.04℃),沿次级构造草科断裂运移,循环深度较小。地热水的补给来源均为大气降水和深部岩浆水,补给区为湾东地热区西部贡嘎山,补给高程在2 382~2 981 m。本次研究探明了湾东地热区存在2种不同成因模式,其水化学特征和热储温度差异显著,可为该区地热能开发提供更具针对性的理论依据。

关键词：地热水水-岩作用热储温度补给来源成因模式四川磨西断裂

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黑臭水体沉积物中新型溴代阻燃剂的污染特征

中国环境科学 2024年第7期44卷 3945-3954页

作者：黄晨晨曾艳红管克兰刘银娥鲁祺鸿汪善全罗孝俊麦碧娴中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 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与广东省资源环境利用与保护重点实验室广东广州510640 中山大学环境科学与工程学院广东广州510006

测定了中国74个城市的173条黑臭水体沉积物中6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的污染现状.结果表明,十溴二苯乙烷(DBDPE)是沉积物中主要的NBFRs,其浓度范围为未检出~603.76ng/g干重,平均浓度占比高达(99.49±0.82)%;六溴苯(HBB)和五溴甲苯(PBT... 详细信息

测定了中国74个城市的173条黑臭水体沉积物中6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的污染现状.结果表明,十溴二苯乙烷(DBDPE)是沉积物中主要的NBFRs,其浓度范围为未检出~603.76ng/g干重,平均浓度占比高达(99.49±0.82)%;六溴苯(HBB)和五溴甲苯(PBT)占比较低.NBFRs的组成符合其在中国的生产和使用情况.尽管DBDPE、HBB和PBT均在不同城市间具有显著的浓度差异,但是总体呈现东部高(华南、华东和东北地区)、西部低(西北和西南地区)的分布格局,各地区的产业结构和城市化率是控制其空间分布的重要因素.DBDPE作为多溴联苯醚十溴工业品(BDE209)的替代品,其在沉积物中的浓度仍普遍低于BDE209,且DBDPE/BDE209比值与各城市的生产总值和工业产值呈显著的负相关关系.生态风险评价表明黑臭水体沉积物中DBDPE、HBB和PBT均不足以对水生生物造成暴露风险.

关键词：城市黑臭水体表层沉积物新型溴代阻燃剂污染特征生态风险评估

中国西南喀斯特石漠化治理对生物多样性的影响

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地理学报 2024年第1期79卷 97-113页

作者：龙明康白晓永李姿霖薛盈盈陈飞李朝君冉晨张思蕊杜朝超宋丰姣肖碧琴熊练中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 重庆大学环境与生态学院重庆400044 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550001 贵州省水利科学院贵阳550002

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变... 详细信息

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变规律,量化了石漠化治理等因素对生物多样性的贡献。结果表明:中国西南喀斯特地区石漠化以轻度石漠化和中度石漠化为主,石漠化总面积减少了10.25万km^(2),减少速率为0.49万km^(2)/a;喀斯特地区生物多样性总体呈增加趋势,生物多样性综合指数均值为0.40,总体维持在中等水平;石漠化治理和生物多样性呈正相关关系,其对生物多样性的贡献为26.39%;气候变化和人类活动对生物多样性的贡献分别为52.78%、47.22%。结果表明,石漠化治理对生物多样性表现出积极贡献,对后续生态修复工程的实施以及生物多样性的保护具有一定指导意义。

关键词：中国西南石漠化治理气候变化生物多样性

D-异抗坏血酸钠热解碳构建电化学传感器检测黄芩素和木犀草素

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分析试验室 2024年第5期43卷 633-641页

作者：高仪陈泇冰刘耀鹏储婷婷黄文胜郑寅湖北民族大学化学与环境工程学院恩施445000 生物资源保护与湖北省重点实验室湖北民族大学恩施445000

以廉价易得的D-异抗坏血酸钠为前驱体,通过一步热解法制备了具有三维互连多孔结构的热解碳材料(SDAIPC),利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对材料的形貌和结构进行了表征。结果表明,制备的SDAIPC是一类具... 详细信息

以廉价易得的D-异抗坏血酸钠为前驱体,通过一步热解法制备了具有三维互连多孔结构的热解碳材料(SDAIPC),利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对材料的形貌和结构进行了表征。结果表明,制备的SDAIPC是一类具有高比表面积的碳材料。以SDAIPC为电极修饰材料,构建了用于同时检测黄芩素(BA)和木犀草素(LU)的电化学传感器。通过电化学交流阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)研究了传感器的电化学性能;采用微分脉冲伏安法(DPV)研究了BA和LU在不同电极上的电化学行为。在优化条件下,SDAIPC修饰电极对BA和LU进行单独检测时的线性范围为0~8.0μmol/L,检出限(LOD)分别为1.39×10^(-9)mol/L和3.02×10^(-10)mol/L;对BA和LU进行同时检测时的线性范围为0.05~2.0μmol/L,LOD分别为3.76×10^(-9)mol/L和3.78×10^(-10)mol/L。该电化学传感器已成功用于BA和LU的实际样品检测。

关键词：多孔碳材料电化学传感器黄芩素木犀草素