COMSOL Multiphysics在物理化学教学中的应用

将计算仿真融入大学化学专业课程的讲授是帮助学生具体化抽象概念、提升教学质量的新思路。本文介绍了多场物理仿真软件COMSOL Multiphysics的基本原理和操作,并结合大学物理化学课程的教学内容,总结说明了该软件在相平衡、化学平衡以及化学动力学等章节中的应用实例。由学生反馈可知,计算模拟软件在课堂教学中的可视化的演示,增强了学生对所学知识的理解和掌握,提高了学生的学习热情和思考深度。

课程思政融入核化工专业实验教学的探索与实践

课程思政是实现立德树人根本任务、培养学生核心价值观的重要途径。兰州大学核化工专业实验课程团队立足于课程思政教学改革,通过多种途径切实提升教师的思政教育能力。课程团队秉持以学生为本的理念,将大量优秀的思政案例通过多种形式融入专业课程教学中,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的科学素养、创新精神和爱国精神,实现了专业课程教学与思政课程同向同行,促进了核专业青年学生的成长成才。

核化工实验课程思政建设的探索与实践

核化工实验是核化工与核燃料工程专业的核心课程,其教学中存在专业知识与思政内容“两张皮”的现象。对此,兰州大学核化工实验教学团队制定了专业能力与职业素养并重的培养目标,从教学方案设计与教学内容实施两方面入手进行课程思政建设,通过线上线下混合式教学强化思政元素与专业知识的有机融合,利用“翻转课堂”充分调动学生的学习积极性,取得了良好的教学效果,在一定程度上实现了专业教育与思政教育目标。

Se(IV)在北山花岗岩上的吸附

采用批式法研究了粉碎的甘肃北山花岗岩样品(BS03, 600 m)对Se(IV)的吸附作用. 实验结果表明: 在pH 3-7范围内, Se(IV)的吸附分配比(Kd)基本不随pH变化; 当pH > 7时, Se(IV)在北山花岗岩上的Kd随pH的增大而减小. Se(IV)在北山花岗岩上的吸附不随离子强度变化. 北山地下水条件下的Ca2+(4.10×10-3 mo·lL-1)和SO42- (3.17×10-3 mo·lL-1)对Se(IV)的吸附没有影响. 此外, Se(IV)/Eu(III)/北山花岗岩三元吸附体系的实验结果表明, Se(IV) (1.46×10-5 mo·lL-1)和Eu(III) (3.33×10-6 mo·lL-1)在北山花岗岩上的吸附作用相互之间没有表观影响. 通过假定HSeO3-在广义的吸附位点≡SOH上发生了生成≡SHSeO3和≡SSeO3-的两个表面配位反应, 定量解释了Se(IV)的吸附实验结果.

浅谈接触电阻对导电滑环的影响

导电滑环是实现两个相对旋转机构间的能量、信号传递的输电装置。本文以与导电滑环的可靠性及寿命相关的接触电阻为研究对象,分析影响接触电阻的三个因素。

末端基为喹啉基的两个开链冠醚与铀(Ⅵ),钍(Ⅳ)配合物的合成与表征

合成了末端基为喹啉基的两个开链冠醚2,2' (乙撑二氧)二[(8 喹啉氧基甲基)苯](L1)和2,2' (乙撑二氧)二[(8 喹哪啶氧基甲基)苯](L2)与U(Ⅵ),Th(Ⅳ)的配合物;并使用1HNMR,IR,差热 热重分析,摩尔电导率和元素分析等方法对配合物进行了表征;确定U(Ⅵ)配合物的组成为[UO2LNO3]NO3·3H2O(L=L1,L2);Th(Ⅳ)配合物的组成为[ThL(NO3)2](NO3)2·nH2O(L=L1,n=1;L=L2,n=3)。

基于触点接触材料的瞬断试验研究

导电滑环触点接触材料特性有很多,与触点接触材料磨损特性相关的材料特性主要是材料的硬度,本文主要通过研究触点接触材料的特性与触点接触材料磨损特性的关系,找出触点接触材料的特性对导电滑环发生瞬断的影响,为导电滑环的性能优化提供试验验证。

Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在北山花岗岩上的吸附:表面配位模型及线性自由能关系

用批式法研究了Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩（BS03, 600 m）上的吸附. Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附分配比（Kd）均随pH值、离子强度和吸附质浓度的变化而变化; 在低pH值范围, Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的Kd 值随离子强度的增大显著减小, 而在高pH值范围,离子强度对Kd的影响较小; Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附作用可以分别用1个离子交换反应和2个内层表面配位反应进行定量描述. 建立了表面配位反应平衡常数（K）与过渡金属二价离子水解常数（OHK）之间的线性自由能关系（LFER）,据此对Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）在花岗岩上的吸附进行了预测,并与实验结果进行了对比,获得了较好的一致性.

低水平放射性废水中钚的分析方法研究进展

钚是重要的核燃料,也是一种极毒的放射性核素,在核燃料循环和放射性废物处置过程中占有重要地位.近些年来,钚在自然水体中的含量、分布引起人们的关注.科研工作者针对低水平放射性废水,核设施周围自然水体,核试验、核事故情况下可能污染的自然水体等,建立了一些钚的分析方法.作者在对这些方法进行了比较的基础上,提出了一种在盐酸体系中用TEVA树脂负压微色谱柱液闪法将水溶液中钚与其他锕系元素及金属离子分离并测量的新方法.该方法有望在日常和应急监测中的得到应用.

质子引起天然铀裂变产生医用同位素钼-99的研究

医用同位素锝-99m(99mTc)被广泛应用于核医学领域,其主要来源于母体核素钼-99(99Mo)的衰变。但是目前国内99Mo基本依赖进口,通常出现99Mo不能稳定供应的现象。为解决这个重大问题,实现国内99Mo自主化生产具有重要意义。本文基于中国科学院近代物理研究所强流超导直线加速器(China ADS Front End,CAFE)提供的质子束流辐照天然铀靶件,主要开展铀裂变产物中医用同位素99Mo的高效化学分离、纯化及99Mo/99mTc发生器的制备。研究表明:通过α-安息香肟(α-BO)沉淀分离99Mo后,杂质核素去除率大于90%,99Mo的回收率大于90%。通过对99Mo沉淀进行纯化后,大部分杂质核素被去除。提取的99Mo被装配为99Mo/99mTc发生器,发生器淋洗曲线表明:99mTc产品收集在8 mL生理盐水内最为适宜,同时,99mTc回收率大于80%。电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测量结果表明,99mTc产品中Al、Mo以及U含量极低;同时,99mTc产品的γ谱图中未出现99Mo和其他杂质核素的γ能量峰。以上研究结果可为国内基于加速器辐照天然铀生产99Mo提供技术参考。

放射性核素在氧化物、磷酸盐和黏土矿物表面吸附:热力学和微观结构认识

本文主要以放射性核素在氧化物、磷酸盐和黏土矿物表面上吸附研究为例,概括了放射性核素在固液界面上吸附行为研究的系统方法。主要分为以下7个步骤进行介绍:(1)吸附剂结构、形貌、拓扑性质的表征;(2)吸附剂表面电荷性质表征;(3)表面质子化和去质子化反应的平衡常数;(4)pH、离子强度、吸附质浓度和天然有机质等对放射性核素在固液界面吸附影响;(5)放射性核素在固液界面上的微观形态和空间结构等信息;(6)利用表面配位模型探讨放射性核素在固液界面的吸附机理;(7)采用先进光谱表征技术和量子计算技术对所得吸附机理进行分子或原子水平上的论证。

加压淋洗色谱法从^(147)Nd中分离^(147)Pm的研究

研究了用加压离子交换法从堆照产物147Nd中分离147Pm。首先用加压排代色谱法确定了堆照产物147Nd中的主要杂质成分,继而用加压淋洗色谱法以α羟基异丁酸(αHIBA)抗坏血酸(Vc)为淋洗剂,从147Nd中分离147Pm,避免了主要杂质152,154Eu对产品147Pm的污染。研究结果表明,当分离条件为:c(αHIBA)=0.30～040molL、c(Vc)=0.05～0.10molL、pH=400～420、线性流速为8～12cmmin时,分离因子β(NdPm)=3.00,β(EuNd)=2.61。

Np(Ⅴ)在漳州伊利石上吸附作用的实验及建模研究

通过批吸附实验研究了固液比、pH值、离子强度和Np(Ⅴ)浓度等因素对Np(Ⅴ)在漳州伊利石上吸附作用的影响。结果表明,pH值对吸附的影响明显,而离子强度对吸附无显著影响。基于法国Puyen-Velay伊利石的2SPNE SC/CE模型并不能拟合本研究所得的滴定数据和吸附数据。依照2SPNE SC/CE模型框架,重新构建了Np(Ⅴ)在漳州伊利石上的吸附模型。与2SPNE SC/CE模型相比,本研究所得模型的位点密度小,对应的质子转移和配位反应的平衡常数也不相同。存在这种差异的原因可能是:漳州伊利石的比表面积小于Puy-en-Velay伊利石的比表面积;Puy-en-Velay伊利石较漳州伊利石具有更高比率的同晶置换(更高的Fe2O3和Mg O含量)。研究结果将有助于更准确地预测Np(Ⅴ)在不同产地伊利石上的吸附作用,为我国高放废物处置库的选址提供参考。

三-((2-(N,N-二乙基乙酰胺基)氧基)乙基)胺萃取Th的研究

以三-((2-(N,N-二乙基乙酰胺基)氧基)乙基)胺为萃取剂,1,2-二氯乙烷为稀释剂,研究从硝酸-苦味酸溶液中Th(Ⅳ)的萃取行为。讨论了水相中苦味酸根浓度、萃取剂浓度对Th(Ⅳ)分配比的影响,也对萃取机理进行了初步探讨。

计算机技术在医学教育中的融入实践分析

现代科学技术的快速发展导致了现代教育技术的快速发展。在这个教育改革不断深化的时代,医学教育也应继续改革,特别是利用以计算机为中心的现代教育信息技术将为高等医学教育提供一条新的途径。本文探讨了现代计算机技术对医学教育的影响,希望为医学教育的发展提供参考。

CMPO-离子液体体系对Ce^(3+)的萃取

本文研究了CMPO[辛基(苯基)-N,N-二异丁基氨甲酰基甲基氧化膦]溶于疏水性离子液体BmimNTf2(1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺亚酰胺盐)和BmimPF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)对硝酸水溶液体系中Ce3+的萃取行为,详细考察了稀释剂、酸度、金属离子浓度、盐析剂、萃取剂浓度、温度等对萃取性能的影响。研究结果表明:离子液体BmimNTf2体系中Ce3+的萃取率远高于BmimPF6体系;硝酸浓度、金属离子浓度的增大会导致萃取率下降;温度升高萃取率降低;萃取剂CMPO浓度升高萃取率增大;而盐析剂(C=0.001~1 mol.L-1时)对Ce3+的萃取几乎没有影响。萃取机理的推测表明萃取反应形成三配位的配合物,其结构为Ce3+.3CMPO,萃取平衡常数为lgK=6.49,反应焓变为-47.29 kJ.mol-1。

Cs(Ⅰ)在桃花江水底沉积物上的吸附模型

通过批式吸附实验研究了接触时间、固液比、溶液pH值、离子强度、温度、Cs(Ⅰ)浓度和沉积物组分等对Cs(Ⅰ)在桃花江水底沉积物上吸附作用的影响。结果表明,样品中黏土组分含量和溶液离子强度对Cs(Ⅰ)吸附影响显著,而溶液pH值和温度对Cs(Ⅰ)吸附几乎无影响,说明Cs(Ⅰ)的吸附机理为黏土上的阳离子交换作用;Cs(Ⅰ)在桃花江水底沉积物上的解吸具有滞后性,解吸速率明显小于吸附速率。利用磨损边缘-基面位点概念模型的框架,构建了Cs(Ⅰ)在桃花江水底沉积物上的吸附模型。研究所得结果有助于精确预测Cs(Ⅰ)在桃花江水底沉积物上的吸附作用,为桃花江核电厂的周围水体质量评价、废水排放标准建立和核事故应急处理提供了基础数据和参考模型。

放射性核素在花岗岩上的吸附行为

综述了放射性核素在花岗岩上吸附作用的研究现状和进展。相关研究表明:(1)花岗岩的物化性质(包括形貌、化学组成及表面酸碱特性)对放射性核素的吸附有一定的影响;(2)放射性核素在花岗岩表面的吸附速率普遍较快,吸附可在较短时间内完成;(3)各种环境因素如pH值、离子强度、温度、地下水中的主要离子、天然有机质、低氧条件等对放射性核素在花岗岩表面吸附的影响因吸附质离子不同而变化各异;(4)建立在基本吸附数据基础上的表面配位模型可以用于间接探讨相应的吸附机理,拓展了研究核素迁移的思路;(5)采用先进光谱表征技术如XPS可对放射性核素在花岗岩上的吸附机理进行分子或原子水平上的论证。

Visual MINTEQ软件在大学化学教学中的应用

介绍了水文地球化学软件Visual MINTEQ的基本功能和特点,并结合大学化学课程中化学平衡章节的教学内容,举例说明了该软件在缓冲溶液pH计算、酸碱滴定过程模拟、配合物分布曲线绘制以及沉淀溶解平衡预测等应用实例中的使用方法。Visual MINTEQ程序在大学化学课堂中的应用不仅丰富了教学形式,还加强了学生对相关理论知识的理解和掌握,从而为其创新实践能力及科学研究方法的培养奠定了良好的基础。

电纺丝法制备功能化聚丙烯腈纳米纤维及其对U(Ⅵ)的吸附

本工作旨在合成对U(Ⅵ)具有高吸附容量与高选择性,且经济环保的功能化纳米纤维材料。首先采用静电纺丝法制备了偕胺肟基聚丙烯腈纳米纤维材料(AO-PAN)和羧基/偕胺肟基聚丙烯腈纳米纤维材料(AC-PAN),并通过不同手段对其进行表征。然后研究了pH、离子强度、接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、温度和共存离子对U(Ⅵ)在合成材料上吸附的影响,同时研究了AO-PAN和AC-PAN的重复使用性。结果表明:AO-PAN和AC-PAN对U(Ⅵ)的吸附受pH的影响显著,但受离子强度的影响不大;AC-PAN对U(Ⅵ)吸附达到平衡只需30 min,其最大吸附容量为3.33 mmol/g,约为AO-PAN的8倍;温度的升高有利于U(Ⅵ)的吸附,说明吸附过程是吸热反应;AO-PAN和AC-PAN对U(Ⅵ)具有良好的吸附选择性,且重复利用3次后对U(Ⅵ)的吸附率依然超过99%。因此,AO-PAN和AC-PAN在处理含铀废水方面有很好的应用前景。