晶粒尺寸对界面含Cr-O-C防黏层Cu/Ni复合体拉伸性能的影响

通过分子动力学方法研究含Cr-O-C防黏层的具有不同晶粒尺寸的Cu/Ni复合体的拉伸变形。结果表明:当Cu/Ni复合体的晶粒尺寸大于12 nm时,不论界面不含Cr、O和C原子或含有定量Cr、O和C原子,复合体的屈服强度随着晶粒尺寸的减小呈现增大趋势,符合细晶强化规律,晶粒塑性变形主要受晶体内部的位错滑移控制,最大应力增加9.52%;当晶粒尺寸小于12 nm时,由于晶界所占比例的增加,拉伸过程的塑性变形更多受晶界变形控制,屈服强度下降。Cr-O-C界面弱化了Cu/Ni复合体的强度,随着界面上Cr、O和C原子数量的增加,Cu/Ni复合体的抗拉强度随之降低,最大应力下降56.40%,Cu/Ni复合体内部的位错数量也随之降低,转移到Ni表面的Cu原子数量随之减少。

内蒙古根河三道桥铅锌银矿床C-H-O-S同位素和U-Pb定年研究及其意义

内蒙古根河三道桥大型铅锌银矿床位于大兴安岭得尔布干成矿带中北段,矿体主要呈脉状赋存于火山岩地层中。氢氧同位素研究表明,成矿期石英和绢云母的δD值变化范围为-149.1‰~-156.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-13.6‰~3.4‰;成矿后期石英δD值变化范围为-131.9‰~-147.7‰,δ^(18)OH_(2)O值变化范围为-16.5‰~-18.2‰。碳同位素分析结果表明,与矿化有关的方解石δ^(13)C值变化范围为-1.8‰~-3.1‰,δ^(18)O值变化范围为5.3‰~8.6‰。原位S同位素分析结果表明,硫化物的δ^(34)S值变化范围为2.3‰~5.6‰,与其西南侧下护林矽卡岩型铅锌银矿床中的硫化物的δ^(34)S值(1.2‰~5.9‰)基本一致。上述同位素组成特征指示成矿物质主要来源于岩浆热液,在上升到地壳浅部时有一定量的大气降水混入。锆石U-Pb年代学研究表明,矿化的闪长玢岩脉年龄为(136.0±0.7)Ma(MSWD=0.44);未矿化、穿切硫化物微细脉的闪长玢岩脉的锆石U-Pb年龄为(120.8±0.6)Ma(MSWD=0.49)。结合前人相关研究进展,认为三道桥铅锌银矿床形成于136.0~120.8 Ma期间(早白垩世),为伸展构造背景下与浅成侵入岩有关的中温热液型铅锌银矿床。

滇中九龙方解石矿床成因——来自方解石矿物化学、流体包裹体、C-O同位素组成和U-Pb年代学的证据

九龙方解石矿床位于扬子地台西南缘滇中古生代盆地北西部,是滇中地区迄今发现的唯一一个大型巨晶方解石矿床,其成因目前尚不明确。本文选取由矿体内至围岩依次出现的巨晶方解石矿石、白云石化带以及近矿灰岩中的团块状方解石为对象,在地质调查、岩相学观测的基础上,分别对不同分带的方解石及围岩进行了矿物化学、C-O同位素组成及流体包裹体分析,并开展了矿石方解石U-Pb定年。结果显示,九龙方解石矿床主要矿体顺层产出,部分以大脉状赋存于顺层及高角度切层的断裂带中,下二叠统茅口组(P_(1)m)中上部层位灰岩是主要赋矿围岩,NE-SW向文林复向斜两翼及次级的"穹-盆"构造过渡部位是有利的赋矿部位,热液交代充填成矿、构造控矿特点突出,属后生低温热液型矿床;成矿流体为Cl-Na·Ca型盆地卤水,成矿物质主要源自赋矿围岩和下伏地层的循环作用,并存在深部岩浆热液的贡献;温度变化小、成核速率缓慢、结晶时间长是巨晶方解石大规模成矿的主要机制;其成矿时代为36.0±4.0 Ma(始-渐新世)。因而,九龙方解石矿床的成矿是喜马拉雅期区域性盆地流体活动的产物,代表了新生代印度-欧亚大陆碰撞造山作用在滇中古生代盆地的远程响应。

通过自由基历程烯烃1,2-双官能团化反应同时构建C―O键和C―X键研究进展

通过自由基途径的烯烃1,2-双官能团化反应是有机合成中从烯烃直接构建C―X(X=C,N,O…)键的重要手段,其优点包括良好的区域选择性、步骤经济性和原子经济性,符合绿色化学的发展要求。含有碳-氧键的有机功能化合物种类很多,发展简单高效构建碳-氧键的合成方法是有机化学家广泛关注的研究领域。本文综述了在构建碳-氧键的同时,构建碳-碳键、碳-氮键、碳-硫键和碳-卤键的反应研究进程,并对该领域的未来发展方向进行了展望。

南秦岭柞水-山阳矿集区金盆梁金矿床成因——来自流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素的制约

金盆梁是南秦岭柞水-山阳矿集区勘查的一处微细浸染型金矿床,矿床成因与成矿机制尚不清楚。矿体产于上泥盆统桐峪寺组粉砂质板岩和钙质板岩中,以浸染状、脉状金锑矿化为主,成矿过程可划分为3个阶段:毒砂-黄铁矿-硅化阶段(Ⅰ)、石英-辉锑矿-白铁矿±锑氧化物阶段(Ⅱ)和方解石-石英阶段(Ⅲ)。流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素研究结果显示,Ⅱ阶段主要为金锑矿化,以H_(2)O-NaCl两相包裹体占绝对优势,成矿流体属于中温(200~290℃)、低盐度(w(NaCl_(eq))为0~6.0%)、低密度(0.64~0.99 g/cm^(3))的H_(2)O-NaCl±CO_(2)体系,以循环大气降水为主。无矿化的Ⅲ阶段主要发育H_(2)O-NaCl两相包裹体,含少量CO_(2)-H_(2)O-NaCl±CH_(4)、纯CO_(2)±CH_(4)及含子晶多相包裹体,流体以中低温(140~280℃)、低盐度(w(NaCl_(eq))为2.0%~8.0%)、低密度(0.68~1.02 g/cm^(3))的富CO_(2)-H_(2)O-NaCl±CH_(4)体系为主,或存在少量高温、高盐度、高密度H_(2)O-NaCl体系的岩浆热液混入。硫化物δ^(34)S值为较大负值(−12.50‰~−10.20‰),Pb同位素组成具上地壳源铅特征,成矿物质主要来源于围岩地层。综合研究表明,金盆梁金矿的成因类型属于卡林型金矿,水-岩反应(围岩硫化作用)是金富集沉淀的主要机制。

C/O与C/H测井响应的数值模拟对比研究

准确地测定地层中含油饱和度是储层岩石物理评价的重要组成部分,C/H测井和C/O测井都是计算低矿化度储层含油饱和度的主要方法。为了对比C/H与C/O两种方法的测井响应效果,采用蒙特卡罗模拟方法,应用球状模型和参考Halliburton公司的C/O测井仪器储层性能检测仪(Reservoir Performance Monitor,RPM)所设置的模型进行数值模拟。计算得到了不同地质参数和孔隙结构下地层原子特征能窗的γ光子计数,分析了C/O和C/H与孔隙度和饱和度的关系以及对饱和度的灵敏度。计算结果表明:在套管井中C/H和C/O与孔隙度和饱和度具有相同的关系,都可以用于井下的饱和度计算。但是C/H受井眼环境影响更大,对饱和度的灵敏度更低,不适用于复杂井眼的饱和度计算。

基于Cr-O-C钝化层改变多晶Cu表面能和表层位错的脱模力与脱模精度

Cr-O-C钝化层可以提高精密电铸脱模精度,但Cr-O-C钝化层对基底表面的钝化规律和对表层的影响尚未清楚。利用分子动力学方法,在多晶Cu表面沉积离散的Cr、O和C原子,获得不同比例和数量的Cr-O-C钝化层。计算结果表明,不同比例的Cr、O和C原子均可以大幅降低多晶Cu的表面能;随着原子数量的增加,多晶Cu的表面能呈下降趋势;Cr-O-C钝化层增加了多晶Cu表层的位错密度;新增加的位错以Shockley位错为主;在一定沉积原子数量内,位错密度有极值。在多晶Cu表面电沉积不同密度的Cr、O和C原子,通过接触角测试验证了Cr-O-C钝化层降低多晶Cu表面能的结论。电沉积脱模强度和脱模表面粗糙度结果显示,随着沉积原子数的增加,脱模强度和脱模表面粗糙度均降低。研究结果可为利用离散Cr-O-C界面辅助精密电铸脱模提供一种解释。

氮掺杂及表面活性剂辅助Co-N@C催化剂的制备及催化加氢应用

设计具有高稳定性和高催化活性的非贵金属纳米催化剂是催化加氢工业化的迫切需求,金属有机框架衍生形成的非贵金属纳米颗粒均匀分散在多孔碳网格中被认为是构筑高稳定性和高活性催化剂非常有效的方法。本文通过金属钴离子和含氮配体/含羧酸配体之间的络合作用,非离子型表面活性剂辅助制备获得钴基金属有机框架(Co MOF)前驱体,进一步高温衍生获得金属纳米颗粒均匀分布的Co-N@C催化剂,研究含氮配体和表面活性剂的用量对Co MOF形貌及相应催化活性的影响。Co-N@C催化剂应用于催化邻氯硝基苯的加氢还原表现出优异的活性和选择性,在80℃、2 MPa H2压力下,反应60 min,转化率为100%,选择性为99.9%。此外,该催化剂对其他含卤素、醛基等硝基苯类化合物亦显示出优异的催化活性和选择性。

桂西巴平石英矿床成因:来自流体包裹体、C-H-O同位素及稀土元素证据

为探讨碳酸盐岩区石英矿床的成因机理,对桂西巴平石英矿床中的水晶、脉石英、方解石和赋矿围岩(白云岩)进行了分析测试。流体包裹体岩相学及激光拉曼分析表明,水晶和脉石英中的流体包裹体主要为气液两相包裹体,可见富CO_(2)两相及三相包裹体,包裹体的液相成分为H_(2)O和CO_(2),气相成分为H_(2)O、CO_(2)和少量N_(2)。流体包裹体的均一温度为160~312℃,盐度为0.41%~6.16%NaCl_(eqv),属CO_(2)-H_(2)O-NaCl体系的中-低温、低盐度、低密度热液流体。水晶和脉石英的稀土元素配分模式呈轻稀土富集右倾型,具有明显的Eu、Tb、Ho、Yb负异常,推测其母岩浆流体是亏损Eu的,成矿流体与深部的隐伏花岗岩体有关。方解石的稀土元素配分模式呈明显右倾型式,具有轻稀土富集和轻微的Eu正异常,指示其形成于氧化环境,白云岩的Ce负异常指示其形成于低温氧化环境。水晶及脉石英的δD_(SMOW)和δ^(18)OH_(2)O分别为-75.5‰~-54.1‰和5.72‰~7.06‰,指示成矿流体主要为岩浆热液;方解石及白云岩的δ^(13)CPDB分别为-3.92‰~-3.35‰和2.41‰~3.59‰,δ^(18)O_(SMOW)分别为18.84‰~19.13‰和23.25‰~27.45‰,表明方解石的CO_(2)主要来源于围岩的海相碳酸盐岩。成矿过程中深部岩浆热液沿深大断裂侵入,富Si流体沿断裂、裂隙运移过程中与碳酸盐岩围岩发生水岩相互作用,大量的CO_(2)进入到热液中。成矿环境的pH值、压力的降低及流体沸腾作用促使方解石和SiO_(2)开始沉淀,并随着温度和压力持续降低,H_(4)SiO_(4)溶解度不断降低,SiO_(2)大量沉淀,最后形成石英矿床。

酞菁铜催化的8-氨基喹啉选择性C(sp^(2))-O偶联反应

目的开发一种应用非均相催化体系的8-氨基喹啉衍生物选择性C-O键构建方法。方法分别从催化剂及氧化剂等对反应进行优化,并以筛选出的最优条件展开底物普适性考察。结果以酞菁铜作为催化剂,碘苯二乙酸为氧化剂,于50℃下在乙酸中反应5h,高效实现了8-氨基喹啉C5-H选择性C-O键构建。结论成功开发了一种应用非均相催化体系的C-O键构建方法并将其应用于8-氨基喹啉C5-H选择性官能团化。

C-O型锁扣钢管桩在围堰工程中的实用设计方法

随着国家对水利投资大幅增长,投融资政策接连落地见效,引水涉水工程逐渐增加,围堰作为涉水工程中重要的阻水结构,其工程应用也日益广泛。锁扣钢管桩通过施加焊锁扣与相邻节点连接,形成排桩围护结构,具有施工快捷、安装效率高、截面强度刚度大、可循环利用等优点,在深基坑支护中经常被采用。目前的研究中对锁扣桩挡土结构的力学和技术优势的讨论较少,且缺乏优化设计的方法研究。本文系统总结了不同围堰类型的适用场景和构造施工方法,并以实际围堰工程为例,详细介绍了索塔超大深基坑围堰中的设计方法,旨在优化深水基础钢围堰结构设计,为今后C-O型围堰锁扣钢管桩的设计提供参考。

从废旧电池中回收二水磷酸铁再生LiFePO_(4)/C

使用酸浸—加热回流法从废旧磷酸铁锂电池中回收得到二水磷酸铁,将其作为原料并添加一定量的锂源和碳源,通过高温固相法再生了LiFePO_(4)/C,并研究了温度对再生LiFePO_(4)/C电化学性能的影响。首先采用酸浸—加热回流法对废旧磷酸铁锂正极片进行处理生成FePO_(4)·2H_(2)O,洗涤烘干后研磨得到FePO_(4)·2H_(2)O粉末,XRD表征和ICP测试结果显示回收得到的FePO_(4)·2H_(2)O结构完整、纯度较高。然后在FePO_(4)·2H_(2)O粉末中添加碳源,在高温下制备LiFePO_(4)/C材料,对其进行结构与形貌表征以及电化学测试,发现以葡萄糖为碳源、温度为700℃、葡萄糖量为理论生成磷酸铁锂质量的17%时再生的LiFePO_(4)/C电化学性能最佳,0.3 C倍率下再生的LiFePO_(4)/C首周放电比容量可达141.8 mAh/g,循环100周后容量保持率可维持在94.3%。通过与商用LiFePO_(4)/C进行电化学性能对比,进一步验证了该工艺再生的LiFePO_(4)/C有着优良的电化学性能。

单原子Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)催化剂活化H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的理论研究

在GGA-PBE/DNP水平下,构建了两种氮掺杂石墨烯负载Ru单原子催化剂,记作Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)。在热力学上,Ru_(1)-N_(4)/C比Ru_(1)-N_(3)/C更稳定。研究了Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)对H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的活化性能。H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH在Ru_(1)-N_(3)/C上的化学吸附比在Ru_(1)-N_(4)/C上的化学吸附更强。同时,在实验温度下,它们在Ru_(1)-N_(x)/C(x=3,4)上的解离均为吸能反应。在动力学上,Ru_(1)-N_(4)/C活化解离H_(2)、H_(2)O和CH_(3)OH的能力均强于Ru_(1)-N_(3)/C。在水溶液中,两种催化剂对H2的活化较H_(2)O更强。在甲醇溶液中,Ru_(1)-N_(3)/C对CH_(3)OH的活化强于对H_(2)的活化;Ru_(1)-N_(4)/C对H_(2)的活化强于对CH_(3)OH的活化。

应用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟研究

基于Geant4建立了一套利用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟方法,能预测不同入射中子能量、不同屏栅电离室结构、不同工作气体和样品参数等实验条件下屏栅电离室测量到的阴极-阳极幅度2维谱。为了验证该模拟方法的可靠性,在北京大学4.5 MV静电加速器上开展了实验,实验所用的中子能量为5.06 MeV,工作气体为0.3 MPa的Ar与体积分数为3.45%CO 2组成的混合气体(其中的氧作为待测样品)。实验测得了屏栅电离室的阴极阳极幅度2维谱,且模拟与实验结果吻合较好。基于此模拟方法提出了一套实验条件的优化方案,可为下一步在宽能区精确测量^(16)O(n,α)^(13)C反应截面提供参考。

可循环磁性Pt/Fe_3O_4-MCNT催化剂上的肉桂醛选择性加氢反应

采用多步法依次将制备的Fe3O4纳米颗粒和Pt纳米颗粒负载到多壁碳纳米管(MCNT)上得到Pt/Fe3O4-MCNT磁性催化剂,以X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、超导量子干涉磁强计(SQUID)和热重-差热分析(TG-DTA)对Pt/Fe3O4-MCNT磁性催化剂的结构和磁性质进行了表征。研究发现预制备的Fe3O4纳米颗粒与Pt纳米颗粒均匀地分散于MCNT上,新制备以及多次使用后的Pt/Fe3O4-MCNT室温下都具有良好的超顺磁性。研究了Pt/Fe3O4-MCNT磁性催化剂上的肉桂醛选择性加氢反应,结果显示催化剂具有良好的C=O加氢活性,肉桂醛转化率在50%左右时,肉桂醇选择性可达96%以上。尺寸均一的Pt粒子均匀的分散在催化剂上可能是催化剂具有良好的C=O加氢选择性的重要原因。在外加磁场作用下催化剂可以高效地从液相反应体系中分离,经多次循环使用后仍具有良好的催化性能。

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机CO_2气储层的岩石学与碳氧同位素特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷无机 CO_2气储集砂岩中含有大量片钠铝石,是查明无机 CO_2气注入对砂岩的改造和形成的自生矿物组合的理想砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、X-射线衍射分析和 MAT253稳定同位素质谱仪等,确定了含片钠铝石砂岩中的胶结物与自生矿物类型、成岩共生序列和引起片钠铝石形成的 CO_2的成因。CO_2气注入前形成的自生矿物组合主要为方解石、次生加大石英和高岭石,在次生加大石英形成过程中发生了第一期油气注入。CO_2气注入晚于第一期油气注入,CO_2气注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。第二期油气注入发生在 CO_2气注入后。片钠铝石的δ^(13)C 为-5.3～-1.5‰PDB,与片钠铝石平衡的δ^(13)C_(CO2),为-10.7～-7.0‰PDB,与海拉尔盆地 CO_2气的δ^(13)C_(CO2)值(-11.36～-8.02‰PDB)一致,表明形成片钠铝石的 CO_2和气藏中的 CO_2均来源于无机 CO_2与有机 CO_2混合背景,总体上以无机 CO_2为主。结合含片钠铝石砂岩与 CO_2气的分布都受控于深大断裂和γ5花岗岩的特点,CO_2气和形成片钠铝石的 CO_2绝大部分属于幔源-岩浆型。含片钠铝石砂岩中保存了 CO_2驱油的迹象。

302铀矿床方解石C-O同位素组成与成矿动力学背景研究

302铀矿床规模大,垂幅深(达1000多米),是我国华南主要产铀花岗岩型铀矿床之一。研究表明该矿床的方解石是经大气降水与围岩发生水岩反应后的流体去气沉淀的;矿化剂∑CO2主要源自受控于岩石圈伸展导致的地幔去气,对铀成矿的作用一方面表现为加入到贫矿化剂的地下水中以便铀元素迁移,另一方面表现在从成矿流体中逸出,改变热液络离子组成,导致铀沉淀成矿;印支碰撞运动使华南地壳叠加增厚,部分熔融含铀结晶基底,为产铀岩体提供丰富的成矿物质来源;白垩纪-古近纪地壳拉张、岩石圈伸展所形成的深大断裂等不仅是矿化剂∑CO2主要通道,而且还是控制铀矿床形成的关键因素。

鄂尔多斯盆地含铀砂岩碳酸盐胶结物C-O同位素研究及地质意义

详细研究鄂尔多斯盆地含铀砂岩的碳氧同位素地球化学特征,探讨了鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿富集成矿机理及多种能源共存的内在联系,从而进一步探讨盆地型多种能源富集成藏(矿)的潜在的规律.含铀砂岩的碳酸盐胶结物C-O同位素测定结果表明:所有样品δ13CPDB值变化范围为-4.2‰^-23.62‰,大部分样品δ13CPDB值落在碳酸盐岩δ13CPDB值范围内或略低,4个样品δ13CPDB值均低于-10‰;样品中碳酸盐胶结物含量为0.5%~16.12%.综合分析表明:含铀砂岩所属的中侏罗统直罗组在浅变质作用过程中受到过来自深部流体的交代渗滤作用,在淋滤与溶解盆地下古生界的海相碳酸盐过程与古生界的油气相互混合,在砂岩的成岩(成矿)过程中并且具有一定比例有机质的加入,使得含铀砂岩的胶结物中碳同位素值变低.含铀砂岩在成岩(成矿)过程中和一定比例有机质进行水岩交换作用,有机质的参与促使本区铀矿质的络合与运移,最终在有利氧化-还原条件下沉淀和富集.

西沙群岛新近纪白云岩形成条件的探讨:C、O同位素和流体包裹体证据

西沙群岛在下中新统上部、中—上中新统和上新统产三层白云岩、C、O 同位素测试结果表明,3层白云岩中,除第一层 X606号样品δ^(13)C 和δ^(18)O 为负值,分别为-1.71‰和-3.17‰外,其它样品δ^(13)C 和δ^(18)O 组成相似,均为正值,δ^(13)C 在0.80‰～3.16‰之间,平均为2.24‰;δ^(18)O 在0.56‰～5.23‰之间,平均为2.56‰。表明白云岩为准同生成因,与冰川事件引起的超浓缩海水有关。根据δ^(18)O 计算的海水盐度为34.52%～39.98%,平均为36.88%,温度为-8.80℃～14.89℃,平均为1.07℃。白云岩结构、矿物组成、包裹体类型和特征研究表明,白云石在后生成岩演化过程中,遭受埋藏成岩流体和热液流体的改造。根据包裹体测定,埋藏成岩流体盐度为2.07%～6.30%,平均为4.55%,温度为58.4℃～89.4℃,平均为72.8℃,密度为1.00～1.02g/cm^3,平均为1.01g/cm^3;热液流体盐度为0.53%～6.45%,平均为3.84%,温度为103.3℃～296℃,平均为155.6℃,密度为0.95～0.98g/cm^3,平均为0.96g/cm^3。测试结果表明,热液成分与地层水成分基本相同,大致与正常海水盐度相当或微咸。这说明岩浆作用主要为热液流体提供热量,并使地层水加热循环,而没有明显的物质成分供给。

沾化凹陷新近系沉积物的C、O、Sr、Nd同位素组成变化对古环境变迁的记录

沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)广泛发育了一陆相螺化石层。来自螺化石层上下沉积层位的馆陶组和明化镇组(Nm)泥灰岩的C、O、Sr、Nd同位素的分析结果显示,螺化石层所在Ng4段泥灰岩具有比其上下部泥灰岩较低的δ13C值和较高的δ18O值,而螺化石埋藏层位的泥灰岩具有相对较低的δ13C和87Sr/86Sr值以及相对较高的δ18O值。143Nd/144Nd比值在剖面上的变化不明显,反映Ng、Nm沉积时期凹陷具有稳定的物源区;而C、O、Sr同位素组成的系统变化则指示了古沉积环境的变化。其中Ng4段沉积时期气候相对干热,Ng3、Nm1+2段沉积时期气候相对湿热;螺化石层泥灰岩所表现出的低87Sr/86Sr值和螺化石壳体相对高的δ13C和δ18O值可能代表了区域上一次重要的气候干热化事件,该时期大气降水明显减少,湖泊蒸发量较大,使得盆地的水体盐度增加,水体中87Sr/86Sr降低和δ18O值增加,同时水体营养生物和河流输入的营养物质减少,致使田螺最终死亡。随后环境气候相对湿热,生物生产力提高和碎屑物质供应的增加使得87Sr/86Sr值和δ13C值增加,大气降水补给导致沉积介质的δ18O值降低。