莫来石-Ti(C,N)复合材料的制备及其力学性能研究

以TiO_(2)粉、石墨粉、Al/Si/Al_(2)O_(3)复合粉体为原料,在氮气气氛下经1400℃~1600℃保温2 h,采用碳热还原氮化法制备得到莫来石-Ti(C,N)复合材料,研究了烧成温度对复合材料物相组成、微观结构与力学性能的影响。结果表明:经1400℃热处理后,试样的物相组成为Ti(C,N)、SiO_(2)和硅线石。随热处理温度升高至1450℃~1600℃,硅线石消失的同时,试样出现了短柱状莫来石,并与无定形SiO_(2)紧密连接,形成有效的化学结合。当烧成温度为1500℃时,大量开口气孔随颗粒重排、界面移动而消失,材料颗粒间结合较为紧密,气孔数量明显减少,该烧成温度下试样具有最佳综合性能,其体积密度、弹性模量、抗折强度和维氏硬度分别为(3.48±0.02) g·cm-3、(138.5±0.1) GPa、(158.0±0.03) MPa和(21.01±0.01) GPa。

天红2号苹果花芽分化期枝条和叶片碳水化合物含量和C/N变化

以天红2号苹果为试材,研究不同砧木短枝和中枝在花芽分化期间叶片和枝条中碳水化合物含量和C/N变化情况。结果表明,稳产期天红2号苹果成花率不受砧木影响。整个花芽分化期,无论嫁接在SH40中间砧还是八棱海棠乔砧上,在同一枝类中,天红2号苹果叶片可溶性糖、蔗糖、果糖和氮含量高于枝条,淀粉含量和C/N低于枝条。嫁接在SH40中间砧上的天红2号苹果成花率高的短枝叶片淀粉和果糖含量低于成花率低的中枝叶片,可溶性糖、蔗糖含量和C/N于花芽分化初期至花瓣原基分化期高于中枝叶片,短枝枝条可溶性糖、果糖含量和C/N低于中枝枝条,短枝枝条淀粉含量于花瓣原基分化期前高于中枝枝条;嫁接在八棱海棠乔砧上的天红2号苹果成花率高的短枝叶片可溶性糖、淀粉、果糖含量和C/N低于成花率低的中枝叶片,短枝枝条可溶性糖、果糖含量和C/N低于中枝枝条,短枝枝条淀粉含量于转化期低于中枝枝条。说明碳水化合物含量和C/N的高低对苹果成花不起决定性作用。在整个花芽分化期,叶片中可溶性糖含量呈上升趋势,枝条中淀粉含量和C/N呈波动性上升趋势,说明天红2号苹果花芽形态分化需要碳水化合物和C/N的积累。

氮含量对Ti-B-C-N薄膜微观结构和性能的影响

采用反应磁控溅射法在高速钢基体上制备氮原子分数分别为10.8%,15.6%,28.1%,36.4%的Ti-B-C-N薄膜,研究了氮含量对薄膜微观结构、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Ti-B-C-N薄膜均由α-Fe和Ti(C,N)纳米晶组成,具有Ti(C,N)纳米晶镶嵌在非晶基体相中的纳米复合结构;随着氮含量增加,非晶相含量增加,Ti(C,N)纳米晶的含量和晶粒尺寸减小;随着氮含量增加,Ti-B-C-N薄膜的显微硬度增大,摩擦因数和磨损率均减小,表面磨痕变浅,磨损机制由剥落和微观犁削转变为微观抛光。

陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展

CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。

C/N对EGSB系统生物产气及脱氮除碳性能的影响

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)处理高浓度同时含有氨氮和硝酸盐的有机废水,重点探究碳氮比(COD/TN)对系统生物产气及脱氮除碳性能的影响.136d运行结果表明:C/N对系统COD去除影响不显著,而对产甲烷和TN去除率影响显著.分时水质测定证实了亚硝酸盐氮积累及硝酸盐短程还原与厌氧氨氧化(Anammox)耦合.C/N为5.71时产甲烷、硝酸盐短程还原耦合Anammox效果最好.随着C/N升高,厌氧氨氧化活性下降,而产甲烷和硝酸盐异化还原(DNRA)活性增强.C/N能够显著改变污泥胞外聚合物组分、含量及有机基团,进而影响污泥结构稳定性及微生物代谢活性.Anammox菌Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia相对丰度低C/N时远高于高C/N,高C/N下检测到了大量产甲烷菌Methanothrix、Methanolinea和Methanobacterium,同时共存反硝化菌和DNRA菌.微生物功能基因注释证明了短程反硝化/DNRA促使亚硝酸盐积累和Anammox发生以及乙酸途径产甲烷.最后,提出了最佳C/N下碳氮同步去除机制.

牙轮钻头Ti(C,N)基金属陶瓷密封配副磨损研究

目前牙轮钻头金属密封环通常采用相同的金属材料,其磨损性能不佳,易造成金属密封因磨损严重而失效。为提高金属密封的磨损性能,提出采用Ti(C,N)基金属陶瓷作为牙轮钻头密封副,并开展其与不同材料配副的磨损试验,研究不同摩擦副的摩擦磨损性能和磨损形式;建立适用于牙轮钻头金属密封材料的数值磨损模型,开展Ti(C,N)基金属陶瓷与不同材料配副的双金属密封性能的数值模拟,基于磨损模型预测使用30 h后不同双金属密封的磨损体积。试验结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动摩擦副,9CrSi作为静摩擦副时,金属环表面平均磨损体积最小,同时摩擦因数较小,磨损性能更佳。通过试验与仿真数据对比,验证了建立的数值磨损模型适用于双金属密封。仿真结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动金属环,9CrSi作为静金属环时密封端面磨损体积最小,金属密封磨损性能显著提高,其接触应力最大值为23.243 MPa,能够满足密封要求。

水产养殖为什么要关注“C/N”?

水产养殖业的快速发展,在满足人们日益增长的动物蛋白需求的同时,所带来的养殖污染和养殖病害爆发日益引起人们的关注。而池塘污染的主要来源是N污染。有研究表明,水产动物仅能利用投喂饵料中20%~30%的N,剩余的N则以残饵、粪便等有机氮及氨氮、亚硝态氮的形式存在于水环境中,既污染养殖水体,又是对饵料蛋白的浪费。以碳控氮,即向养殖水体投加有机碳源,调节水体C/N,促进水体异养微生物繁殖,通过异养微生物吸收、利用、降解水体氮元素达到控氮、降氮目的的方式,目前正被越来越多的水产从业者所接受。

BMI指数与老年CHF患者血浆Cys-C、NT-proBNP相关性及评测预后的可行性研究

目的分析体质量指数(Body mass index,BMI)与老年慢性心力衰竭(Chronic heart failure,CHF)患者血浆胱抑素C(cystatinC,Cys-C)、N末端B型利钠肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide,NT-proBNP)水平相关性,并分析血浆Cys-C、NT-proBNP评估老年CHF患者预后价值。方法选择2021年7月—2022年10月在本院接受治疗的192例老年慢性心力衰竭(CHF)患者作为研究对象,按照BMI指数分为肥胖组(49例)、超重组(68例)和正常组(75例)三组。对比各亚组患者血浆Cys-C、NT-proBNP水平差异,采用Pearson相关性分析的方式探究老年CHF患者BMI指数与血浆Cys-C、NT-proBNP相关性,对入组患者实施12个月随访,将患者按照预后情况区分为死亡组和存活组,对比两亚组患者血浆Cys-C、NT-proBNP水平差异并评估预后评估价值。结果肥胖组患者血浆Cys-C、NT-proBNP水平高于超重组,超重组患者血浆Cys-C、NT-proBNP水平高于正常组,差异具有统计学意义(P<0.05);入组老年CHF患者的BMI指数与其血浆Cys-C、NT-proBN水平均呈现明显的正相关性(r=0.7104,P<0.0001)(r=0.6603,P<0.0001);随访12个月显示,死亡组患者的血浆Cys-C、NT-proBNP水平显著高于存活组患者,差异具有统计学意义(P<0.05);血浆Cys-C、NT-proBNP对老年CHF预后评估曲线下面积(area under curv,AUC)为0.6930(P=0.0009)、0.7982(P<0.0001)。结论老年CHF患者随BMI指数升高,血浆Cys-C、NT-proBNP水平逐渐升高,血浆Cys-C、NT-proBNP对老年CHF临床结局具有一定的预测价值,进一步研究有推广应用于老年CHF预后评估潜力。

NT-proBNP、D-D、CRP检测在中老年急性脑梗死患者中的临床诊断价值分析

目的 分析氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、D-二聚体(D-D)、C反应蛋白(CRP)检测对中老年急性脑梗死(ACI)患者的诊断价值。方法 选取中老年急性脑梗死患者52例为观察组[根据病灶直径不同分为大面积梗死组(>5 cm)10例、中面积梗死组(≤5 cm,>3 cm)16例、小面积梗死组(≤3 cm,>1.5 cm)26例],另选取健康体检者50例为对照组。观察组及对照组均进行D-D、CRP、NT-proBNP水平检测。比较观察组及对照组的CRP、D-D、NT-proBNP水平,观察组不同脑梗死面积患者的CRP、D-D、NT-proBNP水平。结果观察组CRP、D-D、NT-proBNP水平均高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。观察组中,大面积梗死组的NT-proBNP、D-D、CRP水平分别为(3351.70±940.97)pg/ml、(898.43±323.19)ng/ml、(41.79±11.08)mg/L,中面积梗死组的NT-proBNP、D-D、CRP水平分别为(1338.06±345.23)pg/ml、(573.88±312.67)ng/ml、(32.05±11.77)mg/L,小面积梗死组的NT-proBNP、D-D、CRP水平分别为(447.00±195.72)pg/ml、(334.15±229.81)ng/ml、(18.03±10.14)mg/L。大面积梗死组患者的NT-proBNP、D-D、CRP水平均高于中面积梗死组及小面积梗死组,中面积梗死组患者的NT-proBNP、D-D、CRP水平均高于小面积梗死组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 D-D、CRP、NT-proBNP在诊断中老年急性脑梗死患者中存在较高的应用价值。

指数有界双连续n阶α次积分C半群的扰动

利用经典算子半群理论中的研究方法,在指数有界双连续α次积分C半群的基础上,讨论了指数有界双连续n阶α次积分C半群的扰动定理。设A为次生成元的指数有界双连续n阶α次积分C半群{T(t)}_(t≥0),B为界线性算子,A、B、C可交换,则在一定条件下,C^(-1)(A+B)C_(B)生成双连续n阶α次积分C半群{T_(B)(t)}_(t≥0),并给出T_(B)(t)的表达式,从而推广了n阶α次积分C半群相关的扰动定理。

干旱胁迫对白枪杆幼苗生长生物量及C、N、P化学计量特征的影响

【目的】研究不同干旱胁迫程度对白枪杆幼苗生长、生物量积累与分配,以及不同器官C、N、P积累与分配,探究白枪杆对不同干旱环境的适应性。【方法】以1 a生白枪杆幼苗实生苗为试验材料,研究干旱胁迫处理分别是对照(CK)、轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)和重度干旱胁迫(SS)对白枪杆幼苗生长、生物量的积累量与分配、根冠比、各器官C、N、P含量及化学计量特征的分析和各器官C、N、P的积累和分配规律等指标测定。【结果】随干旱胁迫程度的上升,白枪杆幼苗的苗高和地径的增长量显著降低(P<0.05)。叶片、茎和根的生物量及总生物量、叶片生物量占比降低,茎和根生物量占比和根冠比降低。白枪杆幼苗C、N和P的积累量随干旱胁迫程度的上升呈下降趋势;与适宜的水分处理相比,白枪杆幼苗各器官的C∶N均呈先下降后上升的趋势,叶片和根的C∶P呈先下降后上升的趋势;白枪杆幼苗各器官N∶P低于14,表明生长主要受N限制。【结论】白枪杆幼苗生长及生物量和C、N、P含量及化学计量特征对不同干旱胁迫程度的响应有差异,主要表现在随干旱胁迫程度的上升,白枪杆幼苗的苗高、地径增长量呈下降趋势,生物量的分配也倾向于地下部分,干旱胁迫处理下不利于白枪杆幼苗的生长,生物量的积累减少,C、N和P的积累量降低。

天坑森林植物叶-凋落物-土壤C、N、P生态化学计量特征

为探究广西乐业大石围天坑森林群落的C、N、P养分循环特征,比较了天坑内外森林群落的植物叶片-凋落物-土壤C、N、P含量及其化学计量比,采用相关性分析和冗余分析等统计方法研究其内在联系和相互影响。结果表明,与天坑外部森林相比,天坑内部森林植物叶片和凋落物呈现出C低N、P高,土壤为C、N低P高的格局。植物叶片C:N、C:P与凋落物C、N:P显著正相关,植物叶片C与土壤P显著负相关;天坑外部森林的植物叶片N、N:P与土壤N:P显著负相关,植物叶片C:N与土壤C、C:N显著正相关,说明天坑森林内部凋落物的C、P养分可能主要来源于植物叶片,而天坑外部森林的植物叶片C、N主要来自土壤。土壤C:N:P对植物叶、凋落物的C:N:P变化的解释率分别为90.7%和50.6%,其中土壤P对植物叶和凋落物的C:N:P计量特征变化的解释度最高,坑内生境植物对P含量变化更为敏感、坑外植物对于N含量变化更为敏感,表明天坑内部森林可能是P素受限位点、天坑外部森林是N素受限位点。喀斯特天坑内部森林和外部森林植物叶-凋落物-土壤的C:N:P的差异和联系,体现了天坑内外森林群落的养分循环特征和植物群落的适应性。

人造沸石对低C/N污水中氮的去除性能及机理

以人造沸石为吸附剂,处理低C/N高速服务区污水。考察了沸石投加量对人造沸石去除污水中氮效果的影响,利用正交实验探讨了影响人造沸石吸附污水中NH_(3)-N效果的因素,并结合吸附动力学和热力学、比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等手段探讨了人造沸石去除NH_(3)-N的机理。结果表明:人造沸石可在短时间内实现对污水中NH_(3)-N和TN的显著去除,并可有效提升污水C/N,反应24 h后,40 g/L人造沸石可使污水中NH_(3)-N和TN分别降至(13.45±0.39)、(19.23±0.21)mg/L,去除率分别达到(91.14±0.32)%和(87.12±0.10)%,C/N由1.30±0.01提升至5.47±0.07;正交实验表明各因素影响人造沸石脱氮效果的程度表现为沸石投加量>曝气量>NH_(3)-N初始浓度;人造沸石对NH_(3)-N的吸附过程符合准二级反应动力学模型(R^(2)=0.990),且该吸附行为是吸热过程;BET和SEM显示,人造沸石对NH_(3)-N的高效去除主要得益于其较大的比表面积(493.23 m^(2)/g)以及以介孔为主且分布范围较宽的孔道,吸附后沸石表面的颗粒变得光滑、紧密且数量减少。

MOFs衍生多孔TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料的制备及其光催化性能

将TiO_(2)加入NH_(2)-MIL-101(Fe)前驱体中,采用溶剂热法制备TiO_(2)/NH_(2)-MIL-101(Fe),进一步经高温热处理得到TiO_(2)/C、N掺杂Fe_(2)O_(3)复合材料(TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3))。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等方法对所得样品的晶体结构、形貌特征、组成及光谱特性进行表征。在模拟太阳光照射下对罗丹明B(RhB)溶液进行降解,评价其光催化活性。结果表明,C、N均匀掺杂在Fe_(2)O_(3)中,TiO_(2)复合C、N掺杂Fe_(2)O_(3)后禁带宽度减小,模拟太阳光照射2.5 h后,在0.1 g/L TiO_(2)/C、N-Fe_(2)O_(3)复合材料的光催化作用下,10 mg/L罗丹明B的去除率达到95%,速率常速为0.0192 min^(-1),效果较TiO_(2)和C、N-Fe_(2)O_(3)有明显提高。所得复合材料稳定性好、可重复利用。MOFs衍生多孔C、N掺杂Fe_(2)O_(3)与TiO_(2)的复合缩短了带隙,强化了空穴与电子的分离从而提高可见光催化活性。

Y_(2)O_(3)对氧化物结合Ti(C,N)复合材料性能的影响

为探究稀土氧化物对Ti(C,N)复合材料性能的影响,以TiO_(2)粉、石墨粉和Si粉为原料,Y_(2)O_(3)粉为烧结助剂,采用碳热还原氮化法经1600℃高温烧成制备氧化物结合Ti(C,N)材料。研究Y_(2)O_(3)添加量(加入质量分数分别为1%、2%、4%)对Ti(C,N)复合材料物相组成、显微形貌及物理性能的影响。结果表明,高温烧后试样的主物相均为Ti(C,N)、Ti_(3)O_(5)、α-石英及Y_(2)Si_(2)O_(7)。随Y_(2)O_(3)添加量的增大,试样中液相生成量增多,使Ti(C,N)晶粒粗化,Y_(2)Si_(2)O_(7)物相分布不均匀,试样的力学性能受损。当Y_(2)O_(3)添加量(w)为1%时,Ti(C,N)晶粒的平均尺寸约为0.76μm,复合材料具有较高致密度及优异的力学性能,其显气孔率、常温抗折强度和弹性模量分别为0.8%、242.2 MPa和230.3 GPa。

Fe/N/C材料在质子交换膜燃料电池中阴极催化剂的研究进展

从ORR反应的机理出发,结合Fe/N/C材料的制备方式,从活性位点角度分析了Fe/N/C材料高效氧还原电催化的机制,并针对在高性能Fe/N/C材料开发过程中存在的各种稳定性问题进行阐述。对于Fe/N/C催化剂在燃料电池中的应用前景提出建议和展望,为今后Fe/N/C材料的发展提供了参考。

磺胺甲恶唑对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响

磺胺甲恶唑(SMX)是废水内高频检出的新污染物,SMX的环境影响行为备受关注,然而SMX对新型后置反硝化工艺处理城镇低C/N废水的影响至今鲜有报道。本工作在中温条件下考察了SMX对新型后置缺氧反硝化工艺处理低C/N废水的影响,并通过分析SMX暴露条件下新工艺胞内和胞外聚合物的变化规律揭示SMX对新工艺的影响机制。结果表明低于0.5 mg/L SMX对新工艺内污染物去除影响不明显,而超过1.0 mg/L降低了新工艺脱氮除磷效率,4.0 mg/L SMX组别内,COD、总氮(TN)和磷酸盐(SOP)去除效率分别下降至71.3%~75.5%、59.6%~63.4%和71.3%~73.6%。机制分析表明高浓度SMX降低了胞内聚合物PHA的生物合成而刺激了糖原质代谢。SMX暴露浓度越高,PHA生物合成下降越显著,而糖原质代谢越强烈。研究结果为新型后置缺氧工艺处理含SMX废水提供了一定的数据支撑。

藻-菌颗粒污泥处理低C/N生活污水的研究

在光暗交替、零曝气条件下建立两组不同进水C/N(chemical oxygen demand,COD/total nitrogen,TN)(R_(1):10.0,R 2:5.6)的序批式反应器并运行了70 d,研究微藻-细菌颗粒污泥(microalgal-bacterial granular sludge,MBGS)在低C/N进水条件下的污染物去除效果、颗粒组成及稳定性的变化。研究发现,R^(1)组颗粒形态稳定,结构紧密,而R^(2)组颗粒形态出现差异化,结构略松散。R^(2)的COD去除率无显著变化,并且有更好的NH_(4)^(+)-N去除效果(94.68±7.24)%,但其PO_(4)^(3-)-P的去除效果不佳(50.69±13.64)%。通过元素分析进一步发现低C/N条件使MBGS中细菌的比例增加36%,并证明低C/N生活污水中的COD和PO_(4)^(3-)-P主要依靠MBGS的同化作用去除,NH_(4)^(+)-N主要被细菌的硝化作用转化。此外,低C/N组中蛋白质含量显著增加,并分泌更多的松散结合EPS(loosely bound EPS,LB-EPS)来提高颗粒稳定性。

不同量Ta的添加对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

向Ti(C,N)基金属陶瓷中加入不同量的钽,随后检测了含钽量不同的金属陶瓷的显微组织和力学性能.结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相主要由黑芯、白色内壳和灰色外壳构成,Ta添加量超过4%的Ti(C,N)基金属陶瓷有白芯相和无芯相;随着Ta添加量的增加,硬质相的尺寸减小,Ta添加量为4%的Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相尺寸最小;随着Ta添加量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度和抗弯强度先增加后减小,断裂韧度增加.

指数有界n阶α次积分C群的紧性

利用指数有界n阶α次积分C群及其次生成元的定义,并借助经典算子理论的研究方法,给出了指数有界n阶α次积分C群紧的定义,从而推导出指数有界n阶α次积分C群的紧性的一些性质。