多时间尺度下载体金属铜及其伴生金属市场溢出效应研究

关键金属是战略性新兴产业的关键原材料,其重要性日益凸显。多数关键金属矿产常以伴生状态存在,产量受载体金属约束,研究载体金属与伴生金属的价格影响关系,对于化解价格波动带来的风险尤为重要。采用多元小波与DY溢出指数研究载体金属铜及其伴生金属镍、锡、黄金之间的市场关联与溢出效应,结果显示,短期时间尺度下铜-镍相关性更强,长期时间尺度下铜-锡相关性更强。在不同时间尺度下,铜-镍、铜-锡金属对之间存在较强的共同运动。DY溢出结果显示,在各时间尺度下,铜与伴生金属市场存在双向溢出效应;铜是伴生金属市场风险的最大贡献者,且最容易受到伴生金属市场的冲击;在中长期的时间尺度下,铜与伴生金属的溢出幅度变化更大,分散组合投资效益差。

有色金属-新能源产业链企业垂直一体化对其竞争力的影响研究

随着市场竞争加剧,产业链合纵连横已成为企业提升竞争力的重要手段。本文以2015~2023年中国有色金属-新能源产业链上市企业为研究样本,实证检验垂直一体化对企业竞争力的影响以及融资约束的门槛效应。研究发现,有色金属和新能源企业一体化程度均呈现大幅上升的趋势,并且一体化企业的竞争力水平明显高于同行业未一体化企业。垂直一体化对企业竞争力有显著的正向影响,有色金属企业效率提高和新能源企业市场规模扩大是其竞争力提升的主要原因。融资约束在一体化与企业竞争力的正向关系中存在单一门槛效应,当融资约束指数大于门槛值时,一体化促进企业竞争力;当融资约束指数小于门槛值时,有色金属企业后向一体化抑制竞争力,新能源企业前向一体化对竞争力的正向影响不再显著。异质性分析发现,非国有、大规模企业一体化对竞争力的促进效果更加显著。研究结论为提升我国有色金属与新能源产业及其他战略性新兴产业的国际竞争力提供重要理论和实践依据。

战略性关键金属矿产标准物质现状和需求分析

为保障战略性金属矿产样品分析结果的准确可靠,需要相应的标准物质进行量值传递。中国现有战略性金属矿产标准物质300余种,覆盖了黑色金属、有色金属、贵金属和稀有稀土稀散(三稀)金属等多数矿种和矿床类型,在保障国内矿产资源研究和勘查开发等方面发挥了重要作用。然而,随着找矿突破行动的持续推进,现有战略性金属矿产标准物质体系已无法匹配矿产资源勘查研究和分析方法发展的需求。本文系统梳理了国内外战略性关键金属矿产标准物质体系,分析了中国现阶段已研制标准物质的局限性:(1)钨、锡、钴等有色金属矿产标准物质的品位级别量值系列不完整;(2)三稀金属矿产标准物质的研制基础相对薄弱,种类和数量尚无法满足三稀金属矿产资源开发和综合利用的需求;(3)形态、微区原位和野外现场分析等标准物质研制的理论基础相对薄弱。结合当前战略性金属矿产标准物质存在的不足,本文提出后续标准物质的研制应匹配战略性矿产资源全产业链条中分析测试的需求,同时开展同位素、微区原位和野外现场分析标准物质加工制备及定值关键技术攻关,为战略性矿产资源勘查、采选冶炼和分析技术发展提供质量保证和技术依据。

基于金属纳米材料的电化学生物传感器的研究进展

电化学生物传感器在医疗保健、食品和环境监测等领域应用日益广泛。纳米材料因其特殊的结构和性质,成为构建电化学生物传感器的首选材料,其中金属纳米材料具有巨大的潜在应用价值。本文综述了包括单金属纳米材料、多金属纳米材料、金属氧化物纳米材料和金属有机骨架在内的常见金属纳米材料在电化学生物传感器领域的应用,并对其未来的发展趋势进行了展望,以期为基于金属纳米材料的电化学生物传感器的进一步发展提供理论支撑。

基于镓基液态金属的柔性传感的研究进展

镓基液态金属(Gallium-based liquid metal,Ga-LM)具有高导电性、高拉伸性、高生物相容性和低毒性等优异性能,在柔性电子领域表现出巨大的应用潜力。然而由于Ga-LM特殊的流变性和氧化性,在控制成型和实际应用方面带来了一定的挑战。基于此,本文综述了Ga-LM在柔性传感领域研究与应用进展,介绍了Ga-LM传感器的不同基底特性及成型工艺,并分析了各自对应的优势、存在的问题和解决方案,旨为Ga-LM在柔性传感器领域的进一步研究和应用提供经验与参考。

基于表面增强拉曼光谱免疫层析法的卷烟纸中重金属元素快速检测

为实现卷烟纸中重金属的高敏、定量及快速检测,本研究提出了一种基于表面增强拉曼散射(SERS)信号的新型免疫层析技术。SERS免疫层析法使用一种树莓状的SERS标签Fe_(3)O_(4)@树莓状金磁性纳米颗粒(Fe@RAu)捕获样本中的金属残留物,Fe@RAu表面的Au壳能够产生拉曼热点效应以增强其表面修饰的5,5'-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)分子的拉曼信号,且其Fe_(3)O_(4)内核可被外加磁力吸附以富集样本中的靶标。基于这些特性,SERS免疫层析法具有超高的检测灵敏度和定量能力。结果表明,该方法同时检测卷烟纸燃烧灰烬中镉(Cd^(2+))、铬(Cr^(3+))、铅(Pb^(2+)),3种重金属离子的灵敏度分别达1.424、0.937和1.568 ng/kg,检测实际卷烟纸标准样品的加标回收率>90%,相对标准偏差(RSD)<10%,检测时间(包含预处理)<30 min。

Pb同位素在古金属制品溯源研究中的应用——原理、方法和实例

追溯古金属制品的矿石来源,探索古代不同文明之间金属流通与文化交流,一直以来都是备受国内外考古学界关注的研究热点。在众多古金属溯源研究方法中,Pb同位素因基础理论和实验方法成熟较早,目前应用最广。本文综述了Pb同位素在古代金属制品溯源研究中应用的原理、方法与重要实例,并简要分析了局限性,展望了应用前景:(1)理论上,Pb同位素能够对不同矿床进行一定程度的区分,且在冶金过程中不会发生显著的分馏,满足古金属制品溯源研究的大部分前提。(2)Pb同位溯源的方法包括简单对比法、特征参数法和等时线法。其中,简单对比法和特征参数法主要适用于古金属制品中Cu,Pb,Ag等金属的矿石来源;而等时线法主要用于示踪锡锭以及低铅富锡青铜器中Sn的矿石来源。(3)Pb同位素溯源研究的局限性包括重叠效应和混合效应。将Pb同位素与Cu,Sn,Ag等非传统同位素以及微量元素相结合,采用合理的数理统计方法开展综合溯源研究,是解决重合效应的重要途径和研究方向。跳出将金属制品与地质来源(矿床)进行匹配的固有研究范式,以重现古代文明间金属流通与文化交流路径为目标,开发类似于“牛津研究体系”的解决方案,是解决混合效应的重要途径和研究方向。

洛河洛阳段沉积物重金属空间分布及潜在生态风险

为明晰洛河洛阳段沉积物重金属分布、风险及来源,以洛河洛阳段为研究对象,采集入城区段、主城区段和出城区段13个点位的表层沉积物,分析重金属(Pb、Cd、Cr、Mo、Cu和Zn)的空间分特征,并利用地累积指数(I geo)法、潜在生态风险指数(RI)法和主成分分析等方法评价重金属污染程度、潜在生态风险及来源解析,结果显示:洛河洛阳段沉积物重金属平均质量分数Pb(42.90 mg·kg^(-1))、Cd(2.41 mg·kg^(-1))、Cr(76.86 mg·kg^(-1))、Mo(9.31 mg·kg^(-1))、Cu(35.15 mg·kg^(-1))及Zn(145.60 mg·kg^(-1))分别为黄河流域河南段重金属元素土壤背景值的1.7、14.2、1.1、13.7、1.5和2.2倍.Pb、Cr和Cu质量分数均表现为入城区段显著高于出城区段,Cd、Mo和Zn表现为主城区段显著高于出城区段,这6种重金属质量分数在入城区段与主城区段间无显著差异.入城区段和主城区段多数点位的Cd为偏重污染程度及以上,Mo为中度污染或偏重污染程度,其余为轻度或低污染程度.源解析显示,Pb、Cd、Mo、Cu和Zn主要为人为源,Cr以自然源为主.潜在生态风险指数法结果显示,入城区点位达到强生态危害水平(Ⅲ级)及以上,主城区段所有点位均达到很强生态危害水平(Ⅳ级),出城区段所有点位均达到强生态危害水平(Ⅲ级),其中,Cd对RI的贡献最大,占比64.10%,其次是Mo(32.67%).洛阳市应重点关注由钼产业可能引起的环境风险,并进一步降低Cd污染水平,方能降低洛河沉积物重金属的污染及潜在生态风险.

荧光碳点的制备及其在重金属离子检测中的应用研究进展

碳点是一种新型荧光碳纳米材料,具有光致发光、荧光稳定、无光漂白和水溶性好等特点,被广泛应用于环境监测、分析检测及光电元器件等领域。介绍了荧光碳点的制备方法,如电化学合成法、激光烧蚀法、水热法、超声波法、微波法和模板法等,分析了荧光碳点在检测重金属离子过程中出现荧光淬灭的主要原因,综述了荧光碳点在重金属离子检测中的应用,并对其未来发展方向进行了展望。

金属氢化物储氢研究新进展

“双碳”战略背景下,绿色化低碳化是我国乃至全球水运交通发展的必然趋势.氢能的应用是实现水路交通行业节能减排的重要途径,而安全高效的储氢技术是实现氢能大规模应用的前提条件.金属氢化物储氢被认为是一种安全、高效、可靠的储氢方式之一.本文首先归纳金属氢化物的储氢原理及分类,然后综述了目前金属氢化物储氢系统的研究现状,分析总结了相关研究方法的优缺点,最后评估了金属氢化物储氢存在的问题与挑战,并从明晰应用场景、攻克关键技术、加强产学研用深度融合等方面对未来金属氢化物储氢技术的推广和发展提出了相关建议.

不同金属对喷气燃料热氧化沉积的影响

冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用.针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况,设计了金属基底氧化沉积实验系统,研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响.实验结果表明,Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底,沉积量为5.2 mg,而Cu和Ti表面沉积仅为0.8 mg和0.4 mg,Fe、Cr和Ni促进了脱氧和脱氢过程,并显著消耗含氧物质,而铜对喷气燃料的氧化作用最强,生成大量含氧组分,烯烃等物质被氧化后生成更多的醇和烷烃.

不同生物炭的制备及其对重金属和抗生素的吸附性能

选用咖啡渣、核桃壳、水葫芦和椰壳为原材料,在不同热解温度下制备生物炭,并对含Cu、Zn、土霉素(OTC)、环丙沙星(CIP)和多西环素(DOX)的模拟废水进行净化处理。结果表明,700℃为生物炭的最佳热解温度,水葫芦生物炭(SBC700)对单一重金属Cu和Zn的吸附效果最好,椰壳生物炭(YBC700)对单一抗生素OTC、CIP和DOX具有较强的吸附效果,4种生物炭对单一重金属或抗生素的吸附行为均为化学吸附。以水葫芦和椰壳为原材料在700℃下制备复合生物炭,并研究其对Cu、Zn和1种抗生素复合污染物的吸附效果。复合生物炭有利于提升对复合污染体系中Cu和抗生素的吸附效果;停留时间越长,复合生物炭对Cu和Zn的去除效果越好,对3种抗生素去除效果影响不显著;综合考虑经济效益和去除效果,复合生物炭的最优投加量为2.5 g/L;随pH增加,复合生物炭对Cu、Zn的吸附量也逐渐增加,在pH=6时最大吸附量分别达到1.90、8.40 mg/g,pH对OTC、CIP和DOX吸附量无明显影响,平均去除率都高于88%。在热解温度700℃下制备的水葫芦和椰壳复合生物炭综合性质较佳,为生物炭吸附重金属和抗生素复合污染提供了新思路。

介质金属复合目标的电磁散射高效建模

为解决各向异性介质与金属复合目标电磁散射计算困难等问题,提出了一种高效的混合算法,用于模拟各向异性介质涂覆复杂目标的电磁散射。该方法基于阻抗边界条件,通过表面阻抗向量来描述介质的电磁特性,充分发挥了低频矩量法(Method of Moments,MoM)和高频物理光学法(Physical Optics,PO)的各自优势,以实现对介质金属复合目标进行高精度和快速的电磁仿真。通过采用阻抗边界条件(Impedance Boundary Conditions,IBC)和等效原理,研究将薄层介质涂覆目标的电磁散射问题等效为阻抗面上等效电磁流的辐射问题,从而实现了对各向异性介质涂覆复杂目标雷达截面(Radar Cross Section,RCS)的高精度快速计算。为了验证算法性能,选取了方形平板、简化飞行器及复杂卫星模型进行仿真测试。经过对比分析,所提算法的仿真结果与数值解之间的均方根误差分别为0.82 dB、1.56 dB和2.64 dB,均优于3 dB的工程应用标准误差。此外,该算法在计算消耗内存和计算时长等计算资源方面实现了超过50%的显著提升,充分验证了其准确性和实用价值。

松柏山水库沉积物重金属生态-健康风险评估

为了解在贵阳市和贵安新区饮用水源地松柏山水库沉积物重金属的污染状况及生态-健康风险。于2022年8月至2023年9月在松柏山水库库区上下游选择9个采样点,开展12个月的采样工作,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对Cr、Zn、Mn、Co、Cd、Cu和Pb等7种重金属进行分析测试,并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态指数法、地累积指数法和非致癌健康风险评价法对沉积物重金属的污染程度,同时评估人体的非致癌健康风险。结果表明:Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Cd和Pb的年均浓度分别为91.2、905、66.3、109、236、0.781和33.3 mg/kg,其中Cd和Cu超过农用地土壤污染风险管控标准中的风险筛选值,Cr、Mn、Co、Zn和Pb低于风险筛选值;内梅罗综合污染指数分析表明,水库处于尚无污染-轻度污染,其中重金属Cd为主要污染因子;7种重金属的潜在生态风险程度为Cd>Co>Cu>Pb>Zn>Cr>Mn,其中Cd为主要潜在生态风险因子;地累积指数结果表明Cd>Co>Cu=Zn>Cr=Pb=Cr,Cd为主要污染因子;相关性分析表明:全磷与Cd具有显著的相关性,主要来源于供水过程的输入。健康风险评估结果表明;7种重金属对成人和儿童的非致癌指数均在可接受的范围内(HI<1),其中重金属Cr的非致癌风险最高,达到3.9×10^(-1)。

应用二维经验模分解(2D-EMD)-主成分分析(PCA)组合模型定量圈定与评价胶东金与关键金属找矿靶区

近年来,随着制造业和全球经济发展,全球对矿产资源的需求量大幅上升,迫切需要研究和开发新方法来勘探未发现矿产资源。然而,多阶段的成矿作用使成矿元素在地质单元内的分布呈现出复杂的叠加特征,而且大多数矿产常常伴生多种元素。本研究将二维经验模分解(2D-EMD)与主成分分析(PCA)相结合,基于胶东金多金属矿集区水系沉积物地球化学数据,提取局部和区域多元素组合异常分量,从多阶段成矿过程产生的复杂叠加异常中识别找矿靶区。研究结果表明:(1)通过PCA建立了Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y两种多元素组合;(2)应用2D-EMD从主成分得分分别识别多元素成矿组合局部和区域异常分量;(3)局部异常分量可用于识别Au-Ag-Cd和Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y找矿靶区,区域异常分量可识别高背景带。结合局部异常分量和花岗岩的空间分布,推断Au-Ag-Cd矿化与玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩侵入有关,Be-La-Mo-Nb-Th-U-Y矿化与郭家岭花岗闪长岩侵入体和伟德山二长岩侵入体侵入有关,郭家岭花岗闪长岩岩体具有贵金属和关键金属双重成矿特征。

热膨胀微球/镓基液态金属合金复合材料的电磁屏蔽性能研究

高性能电磁屏蔽材料的应用是解决电磁波污染和军事武器隐身问题的有效途径。利用热膨胀微球(EM)和液态金属(LM),通过简单的加热膨胀工艺,制备具有复杂多孔结构的轻质三维泡沫金属复合材料(EM/LM)。当制备样品中EM和LM质量比为3∶25时,电导率为1.15×10^(3) S/m,X波段平均电磁屏蔽性能达到43.6 dB,并且覆盖整个X波段。所制备的电磁屏蔽材料轻质、可压缩又具有高屏蔽效能,工艺简单,性能良好,为快速、低成本制备高效能电磁屏蔽材料提供了新思路。

羊栖菜中重金属的迁移富集及其诱导作用研究

为探究大型海藻中重金属的富集效应和重金属离子间的相互作用及其对藻体内金属结合蛋白的诱导影响,本研究以羊栖菜幼苗为研究对象,分别采用单一重金属(Cr、Pb、Cu、Cd)和复合重金属体系在低浓度和高浓度下进行室内胁迫培养,研究不同重金属离子在藻体中的富集能力,以及金属硫蛋白(MTs)和谷胱甘肽(GSH)的表达趋势。结果表明,羊栖菜藻体内Cr、Pb、Cu、Cd的富集量与胁迫浓度和富集时间相关,胁迫浓度越高、富集时间越长,富集量越高;不同重金属的富集能力存在差异,Pb的富集能力最强、Cr和Cu次之、Cd最弱;同种金属在低浓度下的富集能力大于高浓度下的富集能力。此外,在富集过程中发现低浓度下Cu和Cd共存表现为拮抗作用,Pb和Cu、Pb和Cd之间表现为协同作用,而高浓度下Pb和Cd呈拮抗作用、Pb和Cu之间的协同作用减弱、Cu和Cd之间仍呈拮抗作用。试验周期内,受低浓度单一金属和二元复合金属元素诱导后,藻体内的MTs和GSH含量随诱导时间延长呈先升后降趋势;四元复合金属体系诱导后,MTs和GSH含量显著低于一元和二元金属诱导。高浓度单一和复合金属诱导均会显著抑制MTs和GSH的诱导表达。本研究可为大型经济海藻的规模养殖及水体重金属污染监测和控制等提供理论基础和科学依据。

金属滤袋除尘新工艺在玻璃窑烟气超低排放中的应用

玻璃窑炉在生产过程中会产生大量烟尘、氮氧化物、二氧化硫等大气污染物,随着玻璃行业在环保领域超低排放的升级发展,排放标准日益提高,其中粉尘和氮氧化物减排成为最大难题。传统除尘器在面对玻璃窑烟气的复杂成分和高排放要求时,显现出一些局限性。通过结合玻璃窑烟气排放特征及净化工艺特点,采用“干法脱硫+金属滤袋+SCR脱硝”3新工艺,可长期稳定达到烟气粉尘排放≤10 mg/Nm,并协同改善末端SCR脱硝运行环境,保证SCR脱硝在中高温条件下实现超低指标,达到高效节能降碳。并以国内某玻璃窑烟气升级改造应用为例进行分析,对同类工业烟气超低排放改造及该工艺的推广具有积极的参考和借鉴作用。

冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

冷金属过渡(CMT)技术是在传统MIG/MAG焊基础上开发的一种改进型熔化极气体保护焊,具有热输入低、飞溅小、成形美观、绿色高可靠等一系列优点,广泛应用于航空航天、海工装备、车辆工程等领域。概括了冷金属过渡技术的原理及特点,重点介绍了冷金属过渡技术在异种金属焊接、薄板焊接、增材制造等的研究应用,以及目前存在的一些问题及未来需要研究的重点和方向。

X65管线钢非金属夹杂物演变规律分析

为优化X65管线钢综合性能,减少非金属夹杂物对钢性能的影响,开展了X65管线钢中非金属夹杂物演变规律探究。通过工业化试验,对X65在精炼以及浇铸过程中的LF进站、 LF出站、VD破空、喂钙线结束、软吹结束、中间包开浇时及铸坯、热轧板上分别取钢水样和钢样进行检测分析。结果显示,LF进站时与出站时相比,非金属夹杂物类型和形状发生变化;VD破空后与钙处理后相比,非金属夹杂物类型和含量发生变化;软吹结束、中间包、连铸坯、热轧板钢中非金属夹杂物类型未有明显变化,但数量及含量发生变化。因此,采取相应优化措施,可有效控制钢中非金属夹杂物类型、大小及含量。