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温度对贵州喀斯特黄色石灰土有机碳矿化、水稻秸秆激发效应和Q_(10)的影响

水土保持学报 2022年第5期36卷 265-280页

作者：段建军罗安焕李瑞东陈领陈佳王小利高照良贵州大学烟草学院贵州省烟草品质重点实验室贵阳550025 贵州大学农学院贵阳550025 中科院普定喀斯特生态系统观测站中科院贵阳地球化学研究所贵阳562100 西北农林科技大学水土保持研究所中科院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

为定量揭示温度和秸秆还田对贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳矿化、激发效应和温度敏感性的影响。以贵州喀斯特地区典型黄色石灰土为研究对象,采用^(13)C稳定性同位素标记的水稻秸秆和土壤培养试验研究了15,25,35℃培养温度下土壤原有... 详细信息

为定量揭示温度和秸秆还田对贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳矿化、激发效应和温度敏感性的影响。以贵州喀斯特地区典型黄色石灰土为研究对象,采用^(13)C稳定性同位素标记的水稻秸秆和土壤培养试验研究了15,25,35℃培养温度下土壤原有有机碳矿化速率、累积矿化量、激发效应和温度系数Q_(10)对水稻秸秆输入和温度的响应。结果表明:15~35℃温度范围和0~60天培养时间内,贵州喀斯特黄色石灰土土壤有机碳、总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率均培养1天达到峰值,培养1~30天土壤总有机碳、水稻秸秆有机碳和土壤原有有机碳矿化速率快速下降,30~60天逐渐趋于平缓。温度升高显著增加土壤有机碳、水稻秸秆输入土壤总有机碳、土壤原有有机碳和输入的水稻秸秆有机碳的矿化速率和累积矿化量。培养期间水稻秸秆对土壤有机碳矿化均产生显著正激发效应,且正激发效应随温度升高而强化。培养结束时15,25,35℃下其对土壤原有有机碳矿化速率激发效应表现为随温度升高激发效应升高、降低、升高和先升高后降低的温度响应规律,因表征方法不同而不同。15,25,35℃培养温度下水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率均随培养时间延长先减小后增大再减小,但2种表征方法和3个培养温度拐点发生时间不同;培养1天时水稻秸秆对土壤总有机碳矿化速率和累积矿化量的贡献率15,25℃基本相同且显著高于35℃,5天时25,35℃基本相当且显著大于15℃,其他时间均是25℃显著大于35℃和35℃显著大于15℃。15~25℃和25~35℃2个温度体系中水稻秸秆不输入石灰土土壤有机碳矿化速率温度敏感系数Q_(10,V)分别为1.01~2.60和1.39~3.12,Q_(10,F)分别为1.50~2.60和1.39~2.17;水稻秸秆输入石灰土土壤总有机碳矿化速率温度敏感系数Q_(10,V)分别为1.09~2.18和1.05~1.90,Q_(10,F)分别为1.09~1.73和1.05~1.49;水稻秸秆输入抑制土壤原有有机碳矿化的温度敏感性,水稻秸秆输入导致土壤原有有机碳矿化温度敏感性随温度升高而升高转变为总体上随温度升高而降低在一定程度上可缓冲全球变暖所致的CO_(2)排放增加。温度对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响因表征温度敏感性指标和培养时间长短不同而不同,建立不同培养时间的矿化速率和累积矿化量温度敏感系数的温度函数可精确表征其对温度的响应。研究结果对贵州喀斯特农田土壤秸秆还田、土壤固碳减排、土壤有机碳管理和土壤有机碳库预测等提供参考和借鉴,对丰富土壤有机碳激发效应和温度系数Q_(10)的表征和深入理解具有重要意义。

关键词：水稻秸秆 13C稳定性同位素黄色石灰土温度激发效应 Q_(10)

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高催化活性M-BHT(M=Co,Cu)电催化还原CO_(2)为CH_(4)的密度泛函理论研究

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高等学校化学学报 2021年第4期42卷 1268-1275页

作者：杨涛姚会影李青郝伟迟力峰朱嘉苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室苏州215123 北京师范大学化学学院北京100875 南洋理工大学材料科学与工程学院新加坡639798

具有独特电子结构和丰富催化位点的二维金属有机框架材料是具有高活性的CO2还原反应的电催化剂.本文基于密度泛函理论(DFT)计算,发现单层Co-BHT(BHT=benzenehexathiol,苯六硫醇)将CO2还原为CH4时具有很高的催化活性.吉布斯自由能变化计... 详细信息

具有独特电子结构和丰富催化位点的二维金属有机框架材料是具有高活性的CO2还原反应的电催化剂.本文基于密度泛函理论(DFT)计算,发现单层Co-BHT(BHT=benzenehexathiol,苯六硫醇)将CO2还原为CH4时具有很高的催化活性.吉布斯自由能变化计算结果表明,在Co-BHT上将CO2还原成CH4的最佳反应路径为CO_(2)→^(*)COOH→^(*)CO→*CHO→^(*)CHOH→*CH→*CH_(2)→^(*)CH_(3)→CH_(4);整个反应的速度控制步骤为*CO→*CHO;速度控制步骤的吉布斯自由能变化(ΔGL)为0.66 eV,比在二维Cu-C3N4(ΔG_(L)=0.75 eV)和传统的Cu(211)表面(ΔG_(L)=0.74 eV)将CO2还原为CH4的吉布斯自由能变化都小.而在单层Cu-BHT表面的反应路径和速度控制步骤(CO2→^(*)COOH)与Co-BHT均不同,且ΔG_(L)为0.76 eV.与Cu-BHT相比,Co-BHT将CO_(2)还原为CH_(4)的ΔG_(L)更低,这可能归因于Co-BHT的d能带中心高于Cu-BHT,导致Co-BHT与中间体的相互作用更强.

关键词：二氧化碳还原反应二维电催化剂密度泛函理论电催化机理吉布斯自由能

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离子热碳化制备Fe/N共掺杂生物炭及其催化性能研究

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现代化工 2022年第3期42卷 85-91页

作者：季翔宇刘武军俞汉青中科院城市污染物转化重点实验室中国科学技术大学环境科学与工程系安徽合肥230026 中国科学技术大学应用化学系安徽合肥230026

以铁基离子液体[BMIm]FeCl_(4)和木质纤维类生物质废弃物为前驱体,采用离子热碳化方法制得铁/氮共掺杂生物炭(Fe-N/BC)催化剂,并对其性质进行了表征。研究了Fe-N/BC催化剂活化过一硫酸盐(PMS)处理有机污染物罗丹明B和双酚A的性能,并对Fe... 详细信息

以铁基离子液体[BMIm]FeCl_(4)和木质纤维类生物质废弃物为前驱体,采用离子热碳化方法制得铁/氮共掺杂生物炭(Fe-N/BC)催化剂,并对其性质进行了表征。研究了Fe-N/BC催化剂活化过一硫酸盐(PMS)处理有机污染物罗丹明B和双酚A的性能,并对Fe-N/BC催化剂进行了吸附实验、催化动力学实验和自由基淬灭实验。结果表明,Fe-N/BC为包覆有铁金属纳米颗粒的氮掺杂石墨化碳材料,空泡结构和发达的孔隙结构使其具有很强的吸附性能,60 min后才达到吸附平衡,吸附50%的双酚A;加入氧化剂过一硫酸盐后,30 min后对双酚A的降解率达到95.5%,远远快于氮掺杂生物炭(N/BC)材料和生物炭(BC)。Fe-N/BC活化PMS降解双酚A过程中对pH不敏感,反应方式主要通过非自由基路径实现。

关键词：过一硫酸盐(PMS) 非均相类芬顿催化剂生物炭双酚A(BPA) 非自由基路径

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集成计算材料工程在固体润滑领域的应用

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铸造技术 2023年第2期44卷 132-146页

作者：李佩璇王毅隋旭东西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 西北工业大学重庆科创中心重庆401135 中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

摩擦是涉及数学、物理和材料学等学科的一门复杂的交叉学科。集成计算材料工程是将计算材料科学工具集成为一个整体系统并把设计和制造统一起来,可充分发挥其综合解决问题的优势,加速先进固体润滑材料的开发和优化工程设计的过程。本文... 详细信息

摩擦是涉及数学、物理和材料学等学科的一门复杂的交叉学科。集成计算材料工程是将计算材料科学工具集成为一个整体系统并把设计和制造统一起来,可充分发挥其综合解决问题的优势,加速先进固体润滑材料的开发和优化工程设计的过程。本文从新材料研发的理论驱动范式出发,介绍了Prandtl-Tomlinson和Frenkel-Kontorova经典摩擦模型。应用这些模型,总结了本团队在原子尺度模拟计算中二维润滑材料的磨损及润滑机制方面的研究进展。从数据驱动的机器学习角度,通过分析润滑和耐磨损2种性能案例,综合人工智能在材料摩擦性能方面的研究逻辑和特点。基于新材料研发范式的逻辑,讨论集成计算材料工程在固体润滑领域的应用,突出集成多尺度计算模式对揭示结构超滑的机制具有重要意义。

关键词：集成计算材料工程固体润滑材料第一性原理计算分子动力学机器学习高通量实验

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Pt/BiFeO3/Nb:SrTiO3异质结的光伏效应和光调控整流特性

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物理学报 2020年第12期69卷 115-123页

作者：刘川川郝飞翔殷月伟李晓光中国科学技术大学物理系合肥微尺度物质科学国家研究中心中科院强耦合量子材料物理重点实验室合肥230026

铁电薄膜异质结的光伏效应因具有重要的应用前景而备受关注,而且其中多种光伏效应机制的共存带来了丰富而复杂的物理内涵.为了研究界面对光伏效应的重要作用,制备了基于BiFeO3铁电薄膜的具有"金属/铁电体/半导体"非对称电极... 详细信息

铁电薄膜异质结的光伏效应因具有重要的应用前景而备受关注,而且其中多种光伏效应机制的共存带来了丰富而复杂的物理内涵.为了研究界面对光伏效应的重要作用,制备了基于BiFeO3铁电薄膜的具有"金属/铁电体/半导体"非对称电极结构的Pt/BiFeO3/Nb:SrTiO3异质结,并系统研究了其在不同波长(365和445 nm)激光照射下的光伏效应.在365 nm,74 mW/cm^2光照下,异质结的光伏开路电压高达0.55 V.而且,由于光激发和光吸收过程的不同,365 nm激光照射下该异质结的开路电压和短路电流比445 nm激光照射下的结果显著提高.随着温度降低,开路电压单调上升,而不同波长下的短路电流则表现出不同的变化规律.另外,随着光强的提高,异质结整流效应获得增强,通过分析,空间电荷限制电流传导机制对异质结输运有重要贡献,而光生载流子将通过填充缺陷影响输运特性.

关键词：光伏效应异质结整流特性

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富含羟基酪醇橄榄油对衰老小鼠的影响

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甘肃农业大学学报 2023年第3期58卷 15-22,32页

作者：陈文东叶文斌朱秀娟王昱黄新异邸多隆陇南师范高等专科学校农林技术学院甘肃成县742500 中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室和甘肃省天然药物重点实验室甘肃兰州730000

【目的】为研究富含羟基酪醇橄榄油(Olive oil rich in hydroxyl tyrosol,OHT)对衰老小鼠的影响。【方法】利用小鼠颈部皮下注射500 mg/kg的D-半乳糖(D-galactose)溶液构建亚急性衰老模型,建模成功后,将小鼠随机分成7组,分别为空白对照... 详细信息

【目的】为研究富含羟基酪醇橄榄油(Olive oil rich in hydroxyl tyrosol,OHT)对衰老小鼠的影响。【方法】利用小鼠颈部皮下注射500 mg/kg的D-半乳糖(D-galactose)溶液构建亚急性衰老模型,建模成功后,将小鼠随机分成7组,分别为空白对照组(CK_(0))、模型组(Model group)、维生素E阳性对照组(VE positive control group)、普通橄榄油组(Cormal olive oil group)和OHT高、中、低剂量(200、100、50 mg/kg)处理组(OHT high,medium,low-dose group),连续灌胃28 d,检测小鼠体质量变化及脏器指数、血清中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的变化,观察肝组织形态学变化。【结果】OHT使衰老小鼠的体质量和脏器指数显著升高(P<0.05,P<0.01),肝脏病理变化得到改善,血清CAT、GSH-Px和SOD活性显著升高(P<0.05,P<0.01),MDA含量显著降低(P<0.05,P<0.01),以上指标变化在OHT高剂量组尤为明显,且OHT干预效果强于普通橄榄油。【结论】OHT能提高机体抗氧化能力,进而发挥抗衰老的作用。

关键词：羟基酪醇橄榄油衰老小鼠抗氧化抗衰老

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液相聚合物前驱体法制备高熵碳化物纳米粉体

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无机材料学报 2021年第4期36卷 393-398页

作者：孙娅楠叶丽赵文英陈凤华邱文丰韩伟健刘伟赵彤中国科学院化学研究所极端环境高分子材料重点实验室北京100190 华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院广州510641 航天特种材料及工艺技术研究所北京100074

高熵碳化物陶瓷是近年来发展的新型材料,由于具有高硬度、高模量和低热导率等优异性能而备受关注。液相聚合物前驱体法在陶瓷化过程中可以实现多元素的均匀分散,制备高熵陶瓷具有独特的优势,但是相关报道较少。本研究以金属醇盐为原料,... 详细信息

高熵碳化物陶瓷是近年来发展的新型材料,由于具有高硬度、高模量和低热导率等优异性能而备受关注。液相聚合物前驱体法在陶瓷化过程中可以实现多元素的均匀分散,制备高熵陶瓷具有独特的优势,但是相关报道较少。本研究以金属醇盐为原料,通过可控水解缩合反应制备了金属醇盐共聚物溶液,加入碳源烯丙基酚醛(AN)后得到了澄清的粘稠液相高熵碳化物前驱体(PHEC),在真空下1800℃裂解2 h获得了(Ti,Zr,Hf,Ta)C高熵碳化物陶瓷纳米粉末。通过不同手段对前驱体和陶瓷粉体进行表征,结果表明:裂解温度低于800℃所获得的样品主要为t-ZrO_(2)及氧化物固溶体,1000℃开始发生碳热还原反应形成碳化物固溶体,温度升高至1800℃后转化为高熵碳化物陶瓷;所得陶瓷粉末纯度高,元素分布均匀,颗粒尺寸一致,粒径~100 nm。制备的液相陶瓷前驱体具有高陶瓷产率(28.6 wt%)和低黏度(150 mPa∙s)的特点,在极性溶剂中溶解性良好。所开发的液相前驱体法在制备高熵陶瓷纳米粉体、陶瓷纤维和陶瓷基复合材料领域具有重要应用价值。

关键词：高熵陶瓷碳化物固溶体纳米粉体液相前驱体法

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Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料用于锂离子电池负极材料

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过程工程学报 2021年第6期21卷 713-723页

作者：周琪琪公旭中王志刘俊昊中国科学院过程工程研究所中科院绿色过程与工程重点实验室湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

为使光伏切割废硅料再生用于锂离子电池负极材料,设计了一种一步法实现Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料的复合结构电极材料。利用PDDA络合剂"桥连"作用,解决了酚醛树脂无法在尺寸较大、形貌不规则的切割废硅料表面成核生长的问... 详细信息

为使光伏切割废硅料再生用于锂离子电池负极材料,设计了一种一步法实现Zn/N共掺杂碳全包覆切割废硅料的复合结构电极材料。利用PDDA络合剂"桥连"作用,解决了酚醛树脂无法在尺寸较大、形貌不规则的切割废硅料表面成核生长的问题。设计的复合结构缓解了硅在充放电循环过程中巨大的体积膨胀,同时提高了材料的导电性。获得的wSi@NC/Zn-2电极在0.2 A/g的电流密度下循环300圈后具有1392 mAh/g的容量保持,在0.5 A/g大电流密度下循环300圈仍有1082 mAh/g的可逆容量,还具有优异的倍率性能。

关键词：光伏切割废硅料锂离子电池负极材料硅碳负极共掺杂

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白云鄂博矿床铌赋存状态及富集机制研究

白云鄂博矿床铌赋存状态及富集机制研究

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第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会

作者：任伊苏杨晓勇中国科学技术大学地球与空间科学学院中科院壳幔物质与环境重点实验室

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界上最大的稀土矿床,同时赋存大量铌资源,铌矿储量占中国铌储量的63.4%。矿床中铌品位低,铌矿物种类复杂,迄今为止白云鄂博铌矿物研究相对薄弱,铌矿石多作为尾矿被丢弃。查明铌赋存状态和铌矿物成因期次对了... 详细信息

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界上最大的稀土矿床,同时赋存大量铌资源,铌矿储量占中国铌储量的63.4%。矿床中铌品位低,铌矿物种类复杂,迄今为止白云鄂博铌矿物研究相对薄弱,铌矿石多作为尾矿被丢弃。查明铌赋存状态和铌矿物成因期次对了解白云鄂博矿床铌矿化过程至关重要,对开采和冶炼也能提供重要科学指导。此次研究选取各类铌-稀土矿石,开展系统的微区XRF面扫。结果显示白云鄂博矿床铌矿物主要为易解石、铌铁矿、烧绿石、铌钙矿、包头矿、褐钇铌矿、铌铁金红石等。碳酸岩中铌矿化以铌铁矿、褐钇铌矿为主,霓长岩矿石中易解石含量较高、颗粒较大。条带状矿石中铌铁金红石与磁铁矿紧密共生,含量较高。白云鄂博铌矿化不仅受到碳酸岩浆过程的制约,更受到热液过程的控制。富F酸性热液和富Na碱性热液控制了REE和Nb的迁移和沉淀。萤石-稀土-磁铁矿-铌条带状矿石中,铌矿物以易解石、含铌钛铁矿、铌铁金红石为主,说明热液中F可与Nb、REE等形成络合物进行迁移,萤石沉淀促进了Nb沉淀。而霓石-稀土-磁铁矿-铌条带状矿石中,铌矿物以烧绿石、易解石为主,说明碳酸岩岩浆演化到晚期岩浆-热液阶段对围岩产生霓长岩化Na交代作用,使得Nb与Na、F组成的络合物失稳结构破坏,铌矿物沉淀。

关键词：白云鄂博Fe-REE-Nb矿床铌矿物微区XRF面扫

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干法电石渣杂质赋存及高效分离研究

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过程工程学报 2023年第5期23卷 734-743页

作者：杨悦朱干宇孟子衡刘鑫辉杨靖颜坤彭宗贵王秋剑李会泉中国科学院过程工程研究所中科院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 华能沁北发电有限责任公司河南济源454650 北京亘源环保有限公司北京101300 中国科学院大学化学工程学院北京100049

电石渣中Ca(OH)_(2)含量达到了80%以上,针对电石渣中包含的大颗粒杂质影响其资源化利用的问题,采用了XRD,XRF, XPS, FTIR和化学分析等方法对杂质组分进行了系统分析,采用短程气固高效分离工艺对电石渣进行旋风分离,研究了旋风分离过程... 详细信息

电石渣中Ca(OH)_(2)含量达到了80%以上,针对电石渣中包含的大颗粒杂质影响其资源化利用的问题,采用了XRD,XRF, XPS, FTIR和化学分析等方法对杂质组分进行了系统分析,采用短程气固高效分离工艺对电石渣进行旋风分离,研究了旋风分离过程对杂质的分离效果和产品应用的影响。结果表明,电石渣中的碳主要以碳单质和碳酸盐形式存在,铝硅多以铝硅酸盐形式存在,硫主要以硫酸盐、硫化物和硫醇的形式存在;旋风分离后电石渣中粗颗粒显著富集,铁在粗渣中富集现象显著,铝硅和钙组分未富集,细渣中酸不溶物含量显著减少。利用电石渣制备活性氧化钙,旋风分离细渣所制备的氧化钙产品抗压强度达到了5.1 MPa,相对于原渣和旋风分离粗渣均提高了约50%;细渣制备的活性氧化钙产品中酸不溶物质量分数与原渣和粗渣相比也显著降低,为0.46wt%。本研究为电石渣的杂质分析及工业化应用提供了依据。

关键词：干法电石渣分离杂质赋存规律氧化钙化学分析

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