三聚磷酸二氢铝对Cs^＋的吸附动力学和热力学

采用静态吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附铯离子的动力学和热力学。考察了温度、浓度、粒径、pH和搅拌速度对吸附过程的影响,通过不同温度下的吸附等温热力学性能的变化,计算了吸附焓、吸附熵和自由能。结果表明:在实验范围内,三聚磷酸二氢铝对铯离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程式,过程受颗粒扩散控制,反应级数为1.03,298.15 K时的热力学数据为:Ea=13.94 kJ/mol,ΔH=24.54 kJ/mol,ΔS=100.59 J/(mol.K),ΔG=-5.45 kJ/mol,吸附为自发的吸热过程,其吸附动力学总方程为:1-2/3x-(1-x)2/3=1.86r02C01.03exp(-13940/RT)。

电喷雾质谱法中K^＋加合离子受Cs^＋影响及在牛膝多糖分子量分布测定中的应用

以测定牛膝多糖的分子量分布为例，研究了在Cs+存在情况下，电喷雾(ESI)/飞行时间质谱法(TOF-MS)中出现加合离子(adduct ions)的规律.实验中发现，牛膝多糖样品中加入适量的Cs+，可影响其与Na+，K+加合离子的相对丰度，使K+加合离子成为几乎唯一的加合离子形式，增加了样品测定的灵敏度，简化了图谱，实现了对牛膝多糖数均分子量和重均分子量的测定，并获得了满意结果.另外讨论了Cs+浓度、喷管电压(nozzle potential)对这一现象的影响.

亚铁氰化钾钛从模拟高放废液中去除Cs^＋冷实验研究

研究了无机离子交换剂亚铁氰化钾钛从模拟高放废液中去除Ｃｓ的双柱串级冷实验。结果表明：当模拟废液中Ｃｓ的质量浓度为０．５０ｇ／ｌ、酸浓度为１．１０ｍｏｌ／ｌ、流速为２．７０ｍｌ／ｈ、柱Ⅰ的穿透率大于９０％时，干交换剂的交换容量为０．７４５ｍｍｏｌ／ｇ，柱Ⅱ的穿透率为１％时，双柱中干交换剂总的交换容量为０．６４０ｍｍｏｌ／ｇ。

新型硅基焦磷酸锆离子交换剂的制备及其对Cs^(+)的吸附性能研究

放射性废液中放射性Cs^(+)的高效去除和回收对于降低废物处置成本、促进资源循环利用具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶共沉淀和高温处理相结合的新方法,合成了一种成本低廉的新型无机离子交换树脂硅基焦磷酸锆,采用SEM、FT-IR、XRF、XRD等手段对新树脂进行了表征,并通过静态吸附实验及柱实验系统测定了在弱酸性溶液中其对Cs^(+)的吸附性能。结果显示,Cs^(+)在该树脂上的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附在6 h内达到平衡。在0.001 mol/L HNO3溶液中,该树脂对Cs^(+)的静态吸附容量可达2.7 mg/g。树脂对Cs^(+)的吸附具有良好的选择性,Cs^(+)与高放废液中其他共存金属离子的分离因子均大于1.5。此外,柱实验结果显示树脂颗粒柱负载的Cs^(+)可以被2.0 mol/L NH4NO3有效洗脱回收。

水泥离子侵蚀规律及其对Cs^(+)的吸附

水泥是放射性废物处置库建设的必需材料;作为第一道屏障在阻滞放射性核素迁移上发挥着重要作用.在处置库长期的服役过程中,水泥难免会被地下水中的SO_(4)^(2-)与Cl^(-)侵蚀,破坏其微观结构,改变其对放射性核素的滞留性能,从而危害处置库安全.为考察SO_(4)^(2-)与Cl^(-)侵蚀对水泥的影响,研究了水泥离子侵蚀规律及其对Cs^(+)的吸附性能.通过XRF、FT-IR、SEM、BET等多种表征手段探究了离子侵蚀前后水泥物化性质的变化,结果表明SO_(4)^(2-)、Cl^(-)分别与水化产物反应生成钙矾石、Friedel盐等膨胀产物,离子侵蚀后,水泥的比表面积及孔隙率增加;随着离子侵蚀程度的持续增加,侵蚀产物在孔隙内堆积降低了孔体积及比表面积.吸附实验结果表明,水泥净浆对Cs^(+)的吸附量为14.83μg·g1,5%的SO_(4)^(2-)、Cl^(-)侵蚀将水泥对Cs^(+)的吸附量分别提升至63.17μg·g^(-1)、82.29μg·g^(-1).吸附动力学及吸附等温模型拟合结果表明,离子侵蚀前后水泥吸附Cs^(+)均为单层化学吸附,离子侵蚀并未改变水泥吸附Cs^(+)的机理.

C50混凝土的制备及其对Cs^(+)、Ni^(2+)的吸附性能研究

为研究处置库屏障材料混凝土对放射性核素的阻滞能力,制备了C50混凝土材料并研究其对放射性核素的吸附能力。发现屏障材料C50混凝土主要由含钙和铝的硅酸盐矿物组成,其在微观尺度下呈现不规则多面体与板层结构,比表面积为2.786 m^(2)·g^(-1),且具有较强的非定形特征。通过吸附试验,发现实验条件下C50混凝土对Cs^(+)、Ni^(2+)具有较好的吸附能力,达到平衡后对Cs^(+)的K_(d)值达到19.400 L·mg^(-1),吸附容量达到0.316 mg·g^(-1);吸附Ni^(2+)的K_(d)值达到465.142 L·mg^(-1),吸附容量达到96.375 mg·g^(-1)。随着Cs^(+)、Ni^(2+)初始浓度的增大,C50混凝土对Cs^(+)的K_(d)值逐渐减小后趋于稳定,对Ni^(2+)的K_(d)值逐渐减小后稳定增大,吸附容量均逐渐增大。通过环境因素影响试验,发现实验条件下pH对C50混凝土吸附Cs^(+)的影响相对较小,C50混凝土对Ni^(2+)的能力随着pH上升而增大。不同离子对Cs^(+)抑制作用由大到小的顺序依次为:K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、NO_(3)^(-),随着温度的升高,C50混凝土对Cs^(+)的吸附能力缓慢减小;对Ni^(2+)抑制作用从大到小的顺序依次为:Mg^(2+)、Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)。Ni^(2+)的吸附能力随着温度上升缓慢增大。研究结果可为处置库的建设提供基础数据支持。

改性硅藻土负载亚铁氰化铜复合物的制备及其对Cs^(+)的吸附性能

采用水热法、以氯化铝为铝源对硅藻土(De)进行改性,通过浸渍法将亚铁氰化铜(KCu HCF)纳米颗粒负载于改性De表面,制备出γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF两种复合吸附剂,对所制备的吸附剂进行了表征,并研究了其对Cs^(+)的吸附性能。结果表明,所制备吸附剂具有优异的Cs^(+)吸附性能,γ-Al OOH/De-KCu HCF和γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF最高吸附容量分别可达75.44、84.02 mg·g^(-1),γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF对模拟卤水中Cs^(+)的吸附率高达97.55%;以3 mol·L^(-1)NH_(4)NO_(3)为脱附剂,经3级连续脱附后,γ-Al_(2)O_(3)/De-KCu HCF的Cs^(+)脱附率可达81.88%,经过5次吸附-脱附循环后仍保持了较高的吸附量。

改性硅藻土负载磷钼酸铵复合吸附剂的制备及其吸附Cs^(+)研究

盐湖卤水中存在与铯离子性质相近的高浓度碱金属元素,使盐湖卤水中铯资源的选择性分离变得十分困难。基于此,以价廉易得的硅藻土为基体、氯化铝为铝源,采用水热法对硅藻土表面进行改性,然后将经过500℃煅烧后的改性硅藻土作为载体材料,通过浸渍法将磷钼酸铵负载到载体材料表面制备复合吸附剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对所制备材料进行表征,并开展了Cs^(+)吸附、脱附性能的系统研究。结果表明:所制备吸附剂在复杂体系中保持了较高的选择性,吸附量可达79.41 mg/g;对吸附数据进行动力学和吸附等温模型拟合,发现吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;以3 mol/L NH_(4)NO_(3)为脱附剂时其脱附率高达88.23%,经过4次吸附-脱附循环实验后,吸附量仍保持在初始吸附量的74.38%。

膨胀石墨负载铁氰化铜吸附Cs^(+)特性研究

核能开发过程中产生的含放射性Cs^(+)废水,给社会带来了巨大隐患。以膨胀石墨为基底材料负载铁氰化铜(CuHCF)颗粒,制备出能够高效去除废水中Cs^(+)的膨胀石墨负载CuHCF复合材料(EG-CuHCF),并分析其吸附机理。结果表明:当接触时间为120 min、反应温度为25℃、CuHCF/膨胀石墨质量比为1.5、EG-CuHCF投加量为6 g/g、初始Cs^(+)为50 mg/L、pH为7时,Cs^(+)去除率达到95.11%。吸附机理主要是膨胀石墨上负载的CuHCF中的K+与溶液中Cs^(+)接触,发生离子交换。EG-CuHCF对Cs^(+)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程是非均相扩散的化学吸附。

硅球/亚铁氰化铜钾复合物固定床选择性去除污染水体中的Cs^(+)及其影响因素

采用柱上淋洗方式,在硅球(SiO_(2))填料上原位负载亚铁氰化铜钾(Cu-PBA),制得SiO_(2)/Cu-PBA复合材料固定床吸附柱。采用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、粉末X射线衍射(XRD)和N_(2)吸附等温测试等手段对材料进行表征,证实了Cu-PBA的成功负载。通过批式法吸附实验,明确了SiO_(2)/Cu-PBA在模拟地下水中对Cs^(+)的最大吸附容量约为4.0 mg/g,30 min内达吸附平衡。进而系统研究了该材料在固定床系统中对Cs^(+)的吸附行为,包括柱床高、柱内径、进水流速和进水Cs^(+)浓度的影响。在最优固定床实验条件下,对比了SiO^(2)/Cu-PBA和阳离子交换树脂、在模拟地下水及模拟海水中保留Cs^(+)及其他共存碱金属及碱土金属离子(K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+))性能,结果表明,SiO_(2)/Cu-PBA拥有优异的Cs^(+)选择性和吸附性能,而树脂柱则在高盐分条件下失效。综上所述,SiO_(2)/Cu-PBA复合物在环境污染水体中选择性去除Cs^(+)方面具有很好的应用前景。

基于MCS-SBL算法的配电网故障定位方法

配电网拓扑结构复杂,传统方法往往需要大量测点信息且难以实现快速有效的故障定位,本文提出基于少量测点信息的故障定位方法。首先,利用等效原理建立一个欠定的故障节点电压方程;其次,利用多重测量向量模型的贝叶斯压缩感知算法求解方程,根据重构稀疏电流矩阵的非零元素位置求解故障区域,实现故障定位;最后,在IEEE33节点配电系统上进行仿真实验,结果表明,所提方法仅需要少量测点的故障前后正序电压分量便可有效定位故障,计算速度较快,并且基本不受故障类型、过渡电阻的影响,同时适用于单故障和多重故障的场景,具有较强的抗噪能力。

ZIF-67/CS对阳离子染料孔雀石绿的吸附性能研究

针对传统吸附剂与水相分离困难的问题,设计并制备了一种环境友好、成本低廉的壳聚糖复合材料ZIF-67/CS。针对吸附剂对孔雀石绿(MG)污染物的吸附性能,考察了污染物浓度、接触时间、吸附剂用量、pH和离子强度对其吸附性能的影响。利用XRD、SEM、FT-IR、TG等对其结构、形貌及热稳定性进行了表征。结果表明,在吸附实验中,303.15 K时ZIF-67/CS对MG的吸附等温线符合Temkin等温吸附模型;吸附动力学拟合结果表明,ZIF-67/CS对MG的吸附行为符合拟二级吸附动力学模型;吸附热力学结果表明吸附过程是自发的、吸热的。ZIF-67/CS对MG的吸附是一个复杂的化学吸附过程,主要由速率决定。

基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。

不同肝细胞配体修饰的壳聚糖作为肝组织再生支架材料的比较研究:制备、表征和评价

为了获得理想的肝脏再生支架,使用乳酸(lactobionic acid,LA)或/和甘草次酸(glycyrrhetinic acid,GA)对壳聚糖(chitosan,CS)进行改性,得到LA改性的CS(LC)、GA改性的CS(GC)和GA/LA双改性的CS(GLC),并采用绿色静电纺丝法制备了由丝素蛋白(silk fibroin,SF)和上述改性CS组成的复合纳米纤维支架。这些支架是亲水的,其亲水性和热稳定性随着改性CS的增加而降低,而结晶度则相反。这些支架在促进HepG2细胞增殖及分泌白蛋白和尿素方面表现出良好的性能。此外,与SF/GC或SF/GLC支架相比,SF/LC支架具有更好的肝细胞相容性。

基于遥感数据的工程结构损伤动态识别研究

以定期监测工程结构状况为目标,提出了基于遥感数据的工程结构损伤动态识别方法,解决获取影像粗糙问题,提升微小工程结构损伤识别效果。运用二维Tsallis交叉熵计算工程结构遥感影像的二维直方图,通过在布谷鸟搜索算法(CS)中引入Logistic映射的混沌扰动算子,形成混沌CS算法,完善二维Tsallis交叉熵的阈值选择过程,获取最佳阈值后,分割工程结构遥感影像,增强处理分割后的遥感影像,并将处理后的影像作为SVM分类识别模型输入,完成损伤动态识别、归类。实验结果表明,该方法获取遥感影像精度极高,分割影像清晰且各区域边缘完整,能够识别微小的裂缝损伤,最大程度还原裂缝宽度及线性特征,识别结果影像信息含量大,且识别均方误差低、平方相关系数高。

土壤游离铁CS AAS测定方法的验证

为提高游离铁的检测效率,本研究对游离铁(Fed)的测定(DCB法)提取液在原子吸收光谱仪上的检测进行验证。使用CS AAS上机时对特征参数包括标准曲线、检出限、检出下限、精密度、准确度进行验证及确认。确定线性范围为0~7.0 mg/L,非线性拟合回归方程相关系数0.999 8、检出限0.005 3 g/kg、检出下限0.021 g/kg。普通土壤样品检测精密度相对相差小于10%,相对标准偏差小于1.9%,满足方法中平行测定质量控制要求和《化学分析方法验证确认和内部质量控制要求》。对高、中、低3个有证标准物质进行6次测定,相对误差小于10%,满足正确度的要求,上机测试数据稳定可靠。

用于碳酸盐岩储层裂缝检测的GWO-CS-BP算法及应用研究

碳酸盐岩储层中的裂隙是油气的运移通道和储集空间,对于油气勘探、开发和评价都具有重要的指导意义。针对研究区碳酸盐岩储层裂缝检测的难题,提出灰狼布谷鸟优化BP算法(GWO-CS-BP),该算法是将GWO-CS(grey wolf-cuckoo search algorithm)与BP(back propagation)相结合形成的裂隙检测方法。将含裂缝信息的相干、曲率、倾角、方位角和构型张量等属性作为GWO-CS-BP神经网络的输入数据,在工区地质资料约束下根据测井数据获得裂缝发育水平评价指标,进而对研究区裂缝发育水平进行评价并划分等级。研究区碳酸盐岩储层裂缝发育水平检测结果表明,GWO-CS-BP算法能够综合各属性特点对研究区的裂缝发育水平特征进行二次误差控制,获得裂缝发育水平评价指标f s并将研究区裂缝发育水平划分为3个等级及4个裂缝存在区域。其中,当研究区裂缝发育水平参数的值适中时,即f s的值大于4.0且小于5.8时,C区域最有利于油气的聚集,高产井的分布数量较多。利用GWO-CS-BP算法对研究区的裂缝发育水平进行了精细评价,并得出裂隙发育水平参数f s,实现了GWO-CS算法改进的BP神经网络在裂缝检测中的有效应用。

PVA/CS多孔复合材料的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

现阶段随着印染行业迅速发展,在为大众提供更多选择的同时,也导致污染问题日益严重。印染行业生产过程中,不可避免使用颜料和染料为其产品上色,此过程中会有污染物产生。目前,关于染料治理的研究得到重点关注。本文以聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/CS)这一多孔复合材料为基础,探究该材料制备工艺,并通过实验,证明其对酸性染料的吸附性能。最终结果表明:制备的PVA/CS多孔复合材料,具备吸附酸性染料的功能,尤其是吸附甲基橙这一纺织工业常用染料效果良好。

喜马拉雅吉隆花岗伟晶岩中锂矿物的研究

喜马拉雅造山带中部的吉隆岩体出露有大量淡色花岗岩和花岗质伟晶岩,已有文献报道该岩体英雄沟和扎龙沟淡色花岗岩和伟晶岩中有铁锂云母、锂云母、锂辉石等锂矿物产出。本次研究对吉隆岩体北部扎龙沟的伟晶岩进行了岩相学和矿物学研究,厘定了锂辉石伟晶岩和锂云母-锂电气石伟晶岩(含细晶岩)两种类型的富锂伟晶岩。研究结果显示,在锂辉石伟晶岩中主要的富锂矿物除了已知的锂辉石和锂云母,还发现了透锂长石,同时锂云母的边部出现的铯锂云母((Cs,K)Li_(2)Al[Si_(4)O_(10)]F_(2),Cs/(Cs+K)原子比>0.5)中Cs_(2)O含量达16.9%,该矿物首次在喜马拉雅发现,推测是由锂云母与后期富Cs流体作用后形成。在锂云母-锂电气石细晶岩中主要的富锂矿物包括锂云母和锂电气石,锂云母中的Li_(2)O含量为0.9%~6.7%;锂电气石中Li_(2)O含量最高可达2.4%,且FeO、MgO和CaO含量较低(分别<1.1%、<0.01%和<2.6%),接近锂电气石端元成分。结合吉隆扎龙沟含锂伟晶岩中大量产出铯沸石和细晶石,确认这些伟晶岩是典型的LCT(Li-Cs-Ta)型伟晶岩,矿物组成和成分显示它们具有极高的分异演化程度。

基于布谷鸟—BP神经网络的页岩脆性指数预测研究

页岩储层具有低孔隙度、低渗透率的物理性质,因此在页岩气开采中往往需要对其储层进行压裂处理,而页岩储层的可压裂性可用脆性指数来评价。目前应用最广泛的岩石脆性指数计算方法是基于矿物组分法。基于矿物组分法计算获得岩心页岩脆性指数(BI),利用BP神经网络的自我学习能力,探寻测井参数与页岩脆性指数(BI)之间的非线性关系,再结合布谷鸟(CS)算法的全局优化能力和稳定性来提升BP神经网络的预测精度和稳定性,从而建立基于CS—BP神经网络的页岩脆性指数预测模型。使用CS—BP预测模型对研究区Y1井和Y2井两口井进行了页岩BI值预测,其预测结果显示:CS—BP预测值与岩心BI值的变化趋势基本一致;CS—BP预测值总体预测效果较好。研究结果表明:基于布谷鸟(CS)—BP神经网络,利用测井资料快速计算页岩脆性指数的方法在研究区具有一定的实用价值。