纳滤膜过滤多组分离子电解质溶液的模型与计算——Ⅰ理论模型

以固定电荷模型为基础,采用扩展的Nernst-Planck方程结合Gouy-Chapman(GC)理论和Donnan平衡模型,通过一系列假设和推导,得到多组分离子溶液透过纳滤膜时离子浓度在膜微孔内梯度微分方程和解膜微孔内梯度微分方程的有关参数和方程。

核电站净化树脂多组分离子交换动力学模型分析

反应堆一回路系统采用离子交换树脂混床维持冷却剂净化要求,为实现精准设计,减少失效的放射性废树脂处理量,需要对净化离子交换树脂的离子交换机理和使用寿命进行预测。建立预测模型是行之有效的方法之一,本文介绍相关的微分方程组建立和求解,用于预测净化树脂的运行周期,开展净化树脂多组分离子交换动力学模型研究,为一回路净化树脂运行和失效性分析提供支撑。

纳滤膜过滤多组分离子电解质溶液的模型与计算——Ⅱ模拟计算

以扩展的Nernst-Planck方程在膜微孔内浓度梯度微分方程和解膜微孔内浓度梯度微分方程的有关参数和方程为基础,研究了聚酰胺纳滤膜DK2540过滤多组分电解质溶液的分离特性。结果显示,在多组分电解质溶液中,Donnan电位和溶剂化能决定了纳滤模型中的传递方程和分离系数;多离子组分(至少9种离子)的矿山酸性废水的纳滤过程描述有许多不足之处,还应进一步改进。

多组分离子交换吸附反应-运移的土柱试验及模拟

利用室内一维饱和垂直土柱对保守性溶质运移和反应性溶质运移分别进行了试验,并用水文地球化学模拟软件PHREEQC模拟了保守性溶质Cl-的运移以及K+、Ca2+、Na+、Mg2+4种主要阳离子的反应运移过程,分析了土壤中发生的离子交换吸附和盐分运移过程,进一步模拟分析了不同入流溶液种类、次序以及有无置换反应情况下出流溶液的差别。结果表明:这些条件的不同均会对出流溶液的种类和浓度产生明显影响,表明水文地球化学反应对地下水中污染物的迁移会产生很大影响,在相关领域的研究中不宜忽略。

煤岩显微组分离心分离实验的影响因素分析

结合煤岩等密度梯度离心分离技术(DGC)分离实验的原理,分析手选因素、解离因素、脱矿因素、重液密度等因素对分离实验效果的影响,以改进提高显微组分的分离纯度。

土壤干湿处理与储存时间对土壤溶液组分离子活度及离子活度积的影响

采用真空置换法（ｖａｃｕｍｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）提取土壤溶液，研究了土壤温度及储存时间两种处理对离子化学形态电脑模型计算结果的影响．研究不同处理效应的电脑输出数据以负对数表示，计有：（１）Ｈ＋、Ｃａ２＋、Ａｌ３＋及ＳＯ的离子活度，（２）（Ａｌ＋）（ＯＨ）３、（Ａｌ３）２（ＯＨ）６（Ｈ４ＳｉＯ４）２及Ａｌ３＋）３．７７（Ｈ４ＳｉＯ４）３．２４（Ｋ＋）０．２４（Ｃａ）０．０８（Ｆｅ＋）０．２４（Ｍｇ）０．２０（ＯＨ）１２．８３的离子活度积和（３）Ｃａ２＋／Ａ１３＋的离子活度比．结果表明，储存期长短的影响比不同干湿处理为显著，两处理的交互影响很少见．根据ＰＨ—１／３ｐＡｌ对ＰＨ４ＳｉＯ４的图发现，无定形ＳｉＯ２、高岭土、绿泥化蛭石（ｈｙｄｒｏｘｙｉｎｔｅｒｉａｙｅｒｅｄｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）及潜晶水铝矿（ｃｒｙｐｔｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｇｉｂｂｓｉｔｅ）的稳定性几乎不受样品处理的影响，但是ＰＨ４ＳｉＯ４在土样风干后再湿润组中增加显著．当采用电脑模型分析土壤溶液组分中离子的化学形态时，土壤预处理的方法需要作较为详细的说明．

荒漠草原不同植物群落蒸散组分特征及其环境因子影响分析

蒸散发是生态水文过程的关键环节,掌握蒸散组分的变化特征及其影响因子,对干旱半干旱地区的可持续发展至关重要。以荒漠草原多年生植物针茅群落和一年生植物猪毛蒿群落为研究对象,利用小型蒸渗仪开展了连续3年监测,分析了蒸散组分的日、月和年变化规律,探讨了影响蒸散组分的主要环境因子。结果表明:晴天时,多年生和一年生植物群落蒸散组分呈先增加后减小的抛物线型,夜间蒸散活动较弱,累积蒸散量较低,不足全天总累积蒸散量的20%;阴天时各蒸散组分无明显峰值,且日累积量均较小,一年生和多年生植物群落的蒸散量、蒸发量和蒸腾量无显著差异;10.64 mm/d及以上降雨对蒸散和蒸发的日变化具有明显影响,随着降雨量的增多,蒸散量和蒸发量也呈增大趋势,但蒸腾量则相对较小。从月动态来看,7—9月占全年蒸散量和蒸发量的一半左右,冬春季蒸散量和蒸发量维持在全年最低水平。年蒸散量与年降雨量接近,而蒸腾量占蒸散量的比例低于10%。总体来看,多年生植物群落蒸散量较一年生植物群落多。采用Mantel检验方法分析不同时间尺度影响蒸散组分的主要气候因素,在小时尺度上太阳辐射与蒸发量和蒸腾量显著性水平较高(P<0.01),但相关性较低(r<0.2);在日尺度上,蒸散量、蒸发量和蒸腾量与降雨量的显著性(P<0.01)和相关性(r≥0.4)均最高;而月尺度上,降雨量和降雨速率与蒸散量、蒸发量的相关性较高(0.2≤r<0.4),但显著性较低(P≥0.05)。因此,蒸散组分受环境因子的影响在不同时间尺度上具有较大差异,说明蒸散组分受多种因子共同影响。

细颗粒物致人肺泡上皮细胞炎性反应关键组分及机制探究

目的:研究细颗粒物(PM_(2.5))不同组分对人Ⅱ型肺泡上皮细胞(A549)增殖的作用及机制。方法:制备PM_(2.5)全颗粒、脂溶性和水溶性组分,观察PM_(2.5)不同组分对A549形态的影响;MTT法评价PM_(2.5)不同组分对细胞增殖的影响;酶联免疫吸附实验(ELISA)检测PM_(2.5)不同组分对炎性因子表达的影响。在PM_(2.5)组分暴露的基础上,给予丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路抑制剂和地塞米松,分别检测A549增殖和炎性因子变化情况,MAPK信号通路相关蛋白的表达。结果:除PM_(2.5)水溶性组分外,PM_(2.5)全颗粒和脂溶性组分均能抑制A549细胞增殖,呈时间和浓度依赖性,染毒24h后二者作用的IC50分别为199.9和142.1μg/ml;二者可显著增加细胞上清液中炎性因子的表达。MAPK信号通路抑制剂(U0126、SB203580、SP600125)和地塞米松可显著增强WPPM_(2.5)和LSPM_(2.5)对A549细胞的抑制作用,抑制WPPM_(2.5)和LSPM_(2.5)致炎性因子表达的增加,促进JNK和ERK1/2的磷酸化。结论:PM_(2.5)对A549细胞活力及炎症的影响主要与其非水溶性组分有关,其机制可能与激活ERK1/2MAPK和JNKMAPK信号通路有关。

矿物组分识别与智能解释在不同岩性之间的信息共享与迁移学习

在地球科学领域,岩石微观观测数据的采集过程繁琐且效率低下,这不仅增加了研究成本,降低了可靠性,同时也限制了数据的开源共享。此外,由于岩性的多样性和观测手段的差异,单一数据集的规模通常较小,这对于依赖大规模数据集的深度学习框架而言是一大挑战。为此,本研究探索迁移学习如何促进不同岩性间的信息共享,并通过此机制提高矿物组分识别与智能解释任务的模型性能。通过采集不同区域、岩性、矿物组分和偏光模式下的铸体薄片样本,本文深入研究了深度学习模型在不同观测对象和手段下的迁移学习机制,并聚焦于探索地质信息的深层表征。研究成果不但揭示了迁移学习在促进地质学领域信息共享与模型性能提升中的关键作用,还为自动化和智能化地质认识融合奠定了基础。实验结果显示,通过迁移学习,本文模型在智能解释任务中的准确率显著提高,从53.3%提高至98.73%,而在矿物组分识别任务中,准确率也实现了近10%的提升。这些成果证明了迁移学习在地质学领域内解决实际问题和提高模型泛化能力、性能和稳定性方面的巨大潜力。

陆相中高成熟页岩油“组分流动”条件及其在提高页岩油产量中的作用

基于中国陆相页岩油区重点试采井的生产曲线、生产制度、烃产物数量和产出烃构成随时间的变化等资料,开展页岩油精细馏分切割和页岩油组成变化对宏观流动性影响的试验以及分子动力学数值模拟,提出页岩油“组分流动”概念,并对组分流动的形成机理与条件进行探讨。研究表明:(1)在地下页岩微纳米孔隙中,轻烃、中质烃和重烃会按相似相溶原理发生混相,使重烃等难流动组分以分子聚集体方式“悬浮”在轻烃和中质烃溶剂中,从而显著降低其黏度并增加流动性和流动量;(2)小分子芳烃是组分流动发生的载体,气态烃和轻烃含量越高,越利于抑制胶质和沥青等重组分形成尺寸更大的聚集体,并增加其塑性变形能力,组分流动效果越好;(3)较高的地层温度可降低蜡质等重烃组分黏度,提高其流动性;(4)保存条件、地层能量和生产制度对控制轻烃组分含量、流出速度和形成稳定的“组分流动”都有重要作用,是页岩油多组分烃形成最优配伍和最大流动量的重要影响因素。地下页岩油“组分流动”概念的提出对于提高页岩油单井产量和累计采出量具有重要意义。

4个彩色马铃薯品种花青素组分和含量比较分析

为明确彩色马铃薯新品种闽彩薯1号、闽彩薯2号、闽彩薯3号和闽彩薯4号的块茎花青素组分和含量的差异,为新品种选育及花青素开发应用提供依据。利用高效液相色谱与质谱联用技术,进行了块茎花青素组分的定性与比较分析。结果表明,4个彩色品种共含有14种花青素单体组成,其中闽彩薯1号含有其中的6种组分,闽彩薯2号含有其中的9种组分,闽彩薯3号含有其中的10种组分,3个紫肉色马铃薯花青素组分主要是矮牵牛素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷和芍药素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷。闽彩薯4号含有5种花青素组分,主要组分为矢车菊素3-芸香糖苷和天竺葵素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡糖苷,紫肉色马铃薯花青素组分与红肉色马铃薯青素组分具有明显差异。4个彩色马铃薯花青薯含量分别为139.77、95.48、78.08、67.25 mg/100 g FW,品种之间具有显著差异。同时,这4个彩色马铃薯组分含有全部6种花青素基本苷元,且花青素结构较为稳定,可作为重要的天然色素的原料及杂交育种的亲本材料。

球黏土对单及多组分重金属离子的吸附效果

重金属污染水的防范和治理一直是国际上的难点和热点研究课题。吸附法具有经济可行和环境友好等优点,被认为是去除水中重金属离子的最佳技术。球黏土具有潜在的高吸附性能,为进一步探索利用球黏土治理重金属污染水的可行性,该研究通过单组分与多组分重金属离子的批式吸附试验,重点考察球黏土对Pb^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+)的吸附效果和竞争吸附关系。单组分离子吸附试验表明,球黏土对重金属离子的吸附量遵循先快速增加后缓慢增长,随pH值的增大而增大,随初始浓度增加而增加,直至吸附饱和的规律。最佳吸附平衡时间为90 min;最佳溶液pH值为5。pH值对球黏土吸附5种重金属离子的影响程度由大到小依次为Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cr6+、Cu^(2+)、Pb^(2+),当pH值从2增到5时,Zn^(2+)吸附量提高了184%。球黏土对5种离子Pb^(2+)、Cr^(6+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)的饱和吸附量分别为311.847、301.437、263.213、195.435和179.635 mg/g。通过动力学模型和等温线模型拟合,吸附数据更加符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型,说明吸附过程为单层吸附,吸附方式为化学吸附,最大吸附量依次为Pb^(2+)(497.593 mg/g)>Cr6+(442.868 mg/g)>Zn^(2+)(339.376 mg/g)>Cd^(2+)(290.039 mg/g)>Cu^(2+)(194.941 mg/g)。多组分离子吸附试验表明,球黏土对4种离子的吸附量同样呈先快速后缓慢增长,直至平稳的趋势。各离子在球黏土的活性位点上表现出的竞争能力由强到弱依次为Cr^(6+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)。通过等温线模型拟合,发现多组分重金属离子吸附数据更加符合Langmuir等温吸附模型,吸附方式和吸附过程与单组分一致,各组分的最大吸附量与单组分相比有所下降,但吸附总量却大大增加,说明球黏土对多组分重金属离子具有良好的吸附能力。与其他原生矿物材料相比,球黏土对重金属离子具有更大的吸附量,该研究成果可为球黏土作为吸附剂的利用和推广提供理论依据和数据支持,具有较大的现实意义。

压力对稠油拟组分氧化的影响

为进一步明确稠油火驱过程中的反应动力学行为和产出原油组分变化规律,通过实沸点蒸馏法将新疆红浅1井区稠油划分为不同沸程的拟组分,研究了体系压力对沸程高于350℃的稠油拟组分氧化行为的影响,并在线性升温条件下进行燃烧池实验,研究体系压力对稠油各拟组分与空气反应时的产气体积分数、温度和放热量的变化规律。结果表明:体系压力对低温氧化阶段的加氧反应和脱羧反应有显著影响,且对低沸程拟组分的影响更加明显;沸程为350~420℃的拟组分在体系压力为3.0 MPa时的CO+CO_(2)生成量是其在1.0 MPa时的10倍;高沸程拟组分虽然受体系压力影响较小,但沸程大于500℃的拟组分的放热量可高达12.26 kJ/g;稠油火驱的改质效果取决于重质组分的消耗量和裂解反应。研究结果为火驱过程中稠油组分的缺失情况和油藏温度的合理分析及预测提供了借鉴。

神府烟煤及其煤岩组分制备氧化石墨烯的组成、结构演变

以煤为原料制备石墨烯是一种非常有前景的煤炭材料化、高值化利用途径。针对煤岩组分的组成、结构差异,探明煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的演变规律,是开发煤基石墨烯制备技术的理论基础。利用重选法富集低变质神府煤中镜质组和惰质组,并将富集煤岩组分通过高温石墨化得到石墨化碳,以石墨化碳为前驱体通过改良的Hummers氧化法制备煤基氧化石墨烯。利用元素分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等研究煤及其煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的组成和结构演变规律。结果表明炭化处理使煤有机大分子结构向无定形碳结构转变,高温石墨化使煤有机大分子结构向石墨碳结构转变;惰质组呈片状结构且分子结构中芳香结构单元较多导致石墨化碳微晶尺寸较大,高温石墨化处理后其拉曼光谱的(A_(D1)/A_(G))值为0.382,镜质组高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.686,原煤高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.864;利用富惰质组得到的石墨化碳制备氧化石墨烯厚度尺寸约5 nm;而镜质组的石墨化碳中石墨微晶结构较小,得到的氧化石墨烯尺寸较小,且氧化石墨烯平均厚度超过10 nm;原煤中由于石墨化过程形成棒状结构,较难形成有序片层结构,氧化剥离也难以得到氧化石墨烯。

外源褪黑素对低温逆境下三角梅生理特性和细胞壁组分的影响

【目的】研究褪黑素对低温逆境下三角梅生理生化及细胞壁组分的调控作用,为缓解低温对三角梅生长造成的不利影响提供理论依据。【方法】以不同耐冷性的3个三角梅品种安格斯、口红、变色龙为供试材料,在4℃低温下对三角梅植株叶面施加不同浓度(0、50、100、150μmol·L^(-1))的外源褪黑素,测定各处理组生长0、7、14、21 d的叶面积、叶绿素含量、叶绿素荧光参数[PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)]、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性、膜脂过氧化产物[超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量]、渗透调节物质[可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)]含量、细胞壁组分[螯合型果胶(CSP)、碱溶性果胶(SSP)、半纤维素(HC)和纤维素(CE)]含量。【结果】低温逆境下三角梅的正常生长发育受阻,叶绿素荧光参数失衡,膜脂过氧化加剧,细胞壁组分受到影响。而施加100μmol·L^(-1)的褪黑素能够有效地提升三角梅的生理活性,改善植株萎蔫程度,Fv/Fm与ETR降幅减小;抗氧化酶活性显著增加,强耐冷型品种安格斯较于0 d的SOD、POD、CAT最大可增加96.45%、104.35%、73.11%;H_(2)O_(2)含量、O2-生成速率对比同周期MT0最多下降21.07%、26.85%;细胞壁组分中CSP、SSP上升幅度增加,较于0 d最多可上涨22.55%、43.08%。【结论】明确了外源褪黑素在生理特性方面对不同品种三角梅冷害的调控作用,外源施加适宜浓度的褪黑素可以有效缓解低温对三角梅生长的抑制,减轻光系统损伤,增强抗氧化酶活性,减缓膜脂氧化,并调节细胞壁各组分含量以维持其结构整体稳定,从而降低低温伤害,为探索褪黑素对冷害下植物的调控作用提供新思路。

基于分子感官科学技术鉴定热处理杨梅汁的关键香气组分变化

采用感官定量描述、香气萃取物稀释分析技术、气味活性值(OAVs)与香气组分重组模型等分子感官技术,结合气相色谱-质谱(GC-MS)、气相色谱-嗅闻(GC-O)、电子鼻等现代仪器分析新鲜杨梅汁热处理前、后风味差异的关键贡献组分。香气萃取物稀释分析结果表明,经热处理后,杨梅汁中青草和清鲜香气活性组分稀释因子减小,呈现甜香的香气活性组分稀释因子增大,并新生成煮甜瓜、刺激、腐臭和皮革等气味。结合香气活性组分的变量投影重要度(VIP)和香气活性值(OAVs),鉴定得到13种关键香气变化组分,包括正己醛(青草/清鲜)、(Z)-3-己烯醛(青草/清鲜)、(E)-2-辛烯醛(甜香)、(E,Z)-3,6-壬二烯醛(西瓜皮)、(E)-2-壬烯醛(动物油脂)、(E,E)-2,6-壬二烯醛(青瓜/草药)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(动物油脂)、2,5-二甲氧基苯甲醛(粪臭)、芳樟醇(青苹果)、丙酸香茅醇(苦味)、2,4-吡咯烷酮(刺鼻)、β-大马烯酮(甜香)和反-2-(2-戊烯基)呋喃(甜瓜味),可作为区分热处理杨梅汁与新鲜杨梅汁风味差异的贡献化合物,其中大马士酮的OAV(100756.95)最高。本研究可为杨梅汁产品开发和品质调控提供理论支撑。

蒲公英、忍冬藤抗菌活性组分及配伍研究

为了探寻蒲公英和忍冬藤高效抗菌活性组分及其配伍活性,试验以蒲公英和忍冬藤为研究对象,通过70%乙醇提取、大孔树脂D101柱层析和抗菌活性跟踪相结合的方式优选各自的高效抗菌活性组分,并对这些组分进行总黄酮、有机酸和多酚含量分析和活性配伍研究。结果表明蒲公英和忍冬藤的高效抗菌活性组分分离工艺为:先用70%乙醇回流提取,浓缩后用大孔树脂D101柱层析,70%或50%乙醇洗脱部位即为它们的高效抗菌活性组分。这些组分对9种供试病原菌都具有较强的广谱抗菌性,蒲公英的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)分别约为1.95 mg/mL和15.63 mg/mL,忍冬藤的MIC和MBC分别约为1.95 mg/mL和31.25 mg/mL。且含量分析显示,蒲公英高效抗菌活性组分黄酮和多酚含量相对较高,忍冬藤高效抗菌活性组分多酚含量相对较高。配伍研究发现,当蒲公英高效抗菌活性部位与少量忍冬藤水洗脱部位(16∶1~4∶1)或其高效抗菌部位(16∶1~1∶1)配伍使用时,对部分供试菌的抗菌活性存在一定的相加作用。说明所得的蒲公英和忍冬藤高效抗菌活性组分提取分离工艺简单、易得,广谱抗菌作用强,合适的配伍使用可以实现更好的抗菌作用。

固–液相变含水率区间松散土石体中细粒组分抗剪特性试验

松散土石体在泥水作用下易引发地质灾害,其中细粒组分在高含水率下的抗剪性能骤然劣化是触发相变失稳的重要因素之一。基于环剪试验,对三峡库区某滑坡松散土石体试样设计试验方案,研究细组构由软塑~流塑发展的固-液相变全过程抗剪特性演化规律。结果表明:松散土石体试样为粗细组分二元特征较强的级配不良土体介质,其中,细粒组分在原状干密度条件下的饱和含水率为23.6%,液塑限分别为27.2和18.1,据此选定含水率23.6%~29.0%范围中的5个取值制定试验方案,可完整覆盖细粒组分的软塑~流塑相变;含水率为25.0%、26.0%和27.0%时,试样处软塑状态,在低法向压力下均可顺利开展环剪试验;其中,含水率25.0%试样恰进入软塑态,较含水率23.6%试样的峰值和残余内摩擦角分别降低23.5%和18.6%,峰值和残余黏聚力均降低超过80%。含水率为28.0%和29.0%时,试样已处于流塑状态,仅在无法向压力时可顺利开展环剪试验,且抗剪强度极低,其物理意义贴近于高黏稠泥浆的黏滞性;根据试样的黏聚力c在进入软塑状态时基本丧失,而内摩擦角φ表现为在软塑区间随含水率增加而逐步降低,进而触及液限骤然丧失的特性分析,c和φ劣化过程异步;经单元体受力模式和概化分析认为,相变前软塑状态试样静止侧压力系数K0的激增缓解了φ值的大幅骤降。

具有组分梯度的HgCdTe探测器在激光测量中的潜在应用

该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在PN结附近构建不同的电场,不同电场下样品暗电流和噪声电流随温度的变化曲线表明,构建的电场越强,降低结区附近热激发载流子浓度的效果越明显。通过数据分析,提出构建103 V/cm量级的组分梯度内建电场可抑制热激发载流子向结区的扩散运动,有效地降低结区附近热激发载流子浓度。