摘要：以能源开发(如光解水制氢)及环境保护(如有机物降解)应用为目标,负载型贵金属催化剂在设计、制备及理论研究方面已取得了长足的发展。本工作以具有特异形貌及结构的树枝状二氧化硅纳米球载体为基础,通过溶胶-凝胶法在其孔道引入二氧化钛纳米颗粒形成硅钛杂化结构。通过有机改性技术,在树枝状硅钛杂化纳米球表面接枝氨基官能团。然后,通过浸渍法和硼氢化钠还原手段,在杂化纳米球孔道负载超细金纳米粒子。不同手段表征结果显示实验成功制备了树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒复合材料。在模拟太阳光下,所得催化剂光解水产氢量及速率为69.08μmol·g^(-1)和13.82μmol·g^(-1)·h^(-1),约为对比样催化剂(树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米粒子)的7倍。在无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为6.54×10^(-3)s^(-1),约为对比样的17倍(0.372×10^(-3)s^(-1))。由此可见,设计合成的新型催化剂展现出优越的多功能催化活性。

摘要：树枝状纳米球独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积。客体物质可负载于多级孔道内,形成新型的载体/递送/反应平台。本研究设计构筑了一类具有高稳定性的多功能复合材料——树枝状硅钛杂化纳米球负载金纳米颗粒催化剂。使其经过系列化学反应及改性过程,树枝状硅钛杂化纳米球依旧保持中心辐射状纹理结构,孔道内成功负载了锐钛矿二氧化钛和超细金纳米粒子。结果表明,相较于树枝状二氧化硅纳米球负载金纳米颗粒材料(对比样),设计合成的催化剂展现出更加优越的多功能催化性能。在模拟太阳光下,其光解水产氢量为210.01μmol·g^(-1),约为对比样的10倍。无光条件下,其降解对硝基苯酚的表观动力学常数为2.150×10^(-3) s^(-1),约是对比样(0.111×10^(-3) s^(-1))的19倍。

摘要：离子液体因其良好的电化学性能而被广泛用作电解液添加剂。综述近年来咪唑类、吡咯烷类和铵基等离子液体电解质在钠离子电池中的研究进展及自身特点,对优缺点进行总结与评价。咪唑黏度小,但电化学窗口窄;吡咯电化学窗口较宽,但缺少匹配的电池体系;铵基阳离子电化学窗口宽,但黏度较大。对离子液体在钠离子电池中的应用进行展望。应用于钠离子电池的离子液体需要研究和解决的问题有:降低生产成本并简化生产工艺;拓宽应用场景,尤其是使用温度;从分子设计的角度,设计有利于Na+脱溶剂化和迁移的离子液体,助力电极表面生成稳定的固体电解质界面。

摘要：采用CaCl_(2)和BaCl_(2)依次沉淀法净化卤水中的SO_(4)^(2-),采用基于Box-Behnken设计的响应曲面法,考察反应时间、反应温度、n(SO_(4)^(2-))∶n(Ca^(2+)或Ba^(2+))比例对SO_(4)^(2-)去除率的影响。结果表明,CaCl_(2)沉淀SO_(4)^(2-)的最优实验条件为:反应时间4 h,反应温度20℃和n(SO_(4)^(2-))∶n(Ca^(2+))比例为1.18,BaCl_(2)沉淀SO_(4)^(2-)的最优实验条件为:反应时间6 h,反应温度25℃和n(SO_(4)^(2-))∶n(Ba^(2+))比例为1.15,SO_(4)^(2-)浓度从1220.60 mg/L降低至32.35 mg/L。根据最佳工艺条件进行验证实验,处理后卤水中的SO_(4)^(2-)平均浓度为37.82 mg/L,去除率为99.50%,达到了进入电解生产金属镁的工艺要求。

摘要：采用等温溶解平衡法开展碳酸锂在碳酸钠溶液中(278.15-358.15 K)的溶解平衡实验研究,测定平衡体系碳酸锂溶解度和平衡溶液密度,利用E-DH方程对碳酸锂溶解度实验数据进行关联,标准偏差小于0.01;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于2×10^-3。实验和计算研究结果表明:在同离子和盐效应协同影响下,碳酸锂在Na2CO3-H2O体系中溶解度随碳酸钠浓度增加先降低后降低趋势变缓,在278.15-358.15 K温度范围内,溶解度转变折点为碳酸钠浓度约为0.1 mol·kg^-1;通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在碳酸钠中的溶解焓变(ΔHd)、熵变(ΔSd)和Gibbs自由能变(ΔGd),结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着碳酸钠浓度增加而增加,Gibbs自由能变在0.6 mol·kg^-1出现最大值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。

摘要：采用等温溶解平衡法测定了在温度为278.15~358.15 K时,Li2CO3在质量摩尔浓度为0~4.06 mol·kg^-1 NaCl溶液中的溶解度和溶液密度,利用E-DH和Apelblat方程对Li2CO3溶解度实验数据进行关联,计算相对偏差在±0.05以内;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于7×10^-4。实验和理论计算结果表明:Li2CO3在NaCl-H2O体系中溶解度随NaCl浓度增加先增大后又减小,在温度278.15~358.15 K内,溶解度在NaCl质量摩尔浓度约为1 mol·kg^-1时出现最大值。通过溶解热力学计算,得到Li2CO3在NaCl中的溶解焓变ΔHd、熵变ΔSd和吉布斯自由能变ΔGd,结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着NaCl浓度变大而增加,吉布斯自由能变ΔGd在NaCl质量摩尔浓度为1 mol·kg^-1出现最小值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。

摘要：为进一步探讨青藏高原东北部黄土区草本植物护坡机理,选取西宁盆地长岭沟流域自建试验区,通过设计2种不同坡形和选取适宜当地气候条件生长的3种草本植物,采用野外试验区人工模拟降雨方法,首先分析了坡面土壤水文参数(土壤入渗、坡面土体含水量)分布变化,进而探讨了影响种植草本坡面土壤水分入渗的主要因素与特征,最后对坡面土壤水分入渗过程进行模型模拟与评价。结果表明:种植垂穗披碱草阶梯形边坡产流时间相对最晚,直形裸坡阶段产流量最大,其最大阶段累积径流量在降雨试验40~45 min时,为17730 mL;2种坡形边坡坡面平均稳定入渗速率由大到小依次为阶梯形种植垂穗披碱草边坡(0.519 mm/min)、直形垂穗披碱草边坡(0.423 mm/min)、直形老芒麦边坡(0.422 mm/min)、直形细茎冰草边坡(0.318 mm/min)、阶梯形裸坡(0.321 mm/min)和直形裸坡(0.192 mm/min),且种植垂穗披碱草和老芒麦边坡土体含水量在地表以下0—50 cm增幅相对最高,说明种植草本有助于边坡土体内部水分入渗。在此基础上,采用Horton模型、Kostiakov模型和通用经验模型进行坡面土壤水分入渗模拟,结果表明直形边坡土壤水分入渗过程以Horton模型和通用经验模型的拟合效果相对较为理想;阶梯形边坡则以Horton模型得到的土壤水分入渗拟合效果相对最优;最后,通过Pearson相关性分析得出,区内边坡土壤水分入渗特性主要影响因素为土壤有机质与植被覆盖度,且土壤有机质与初始入渗率间呈显著正相关关系(R^(2)为0.986),植被覆盖度与稳定入渗率间则呈极显著相关关系(R^(2)为0.997)。研究结果对于科学有效防治高寒半干旱区水土流失以及研究不同植被类型及坡形水土保持能力具有理论研究价值和实际指导意义。

摘要：柴达木盆地西部的南翼山地区油田水中碘资源丰富,有极大的开发利用价值。该油田水盐度高,组成复杂,现有碘的分析方法难以满足研究工作的需求,建立准确分析南翼山油田水中碘浓度的方法是开展相关研究工作的基础和关键。电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)具有分析快速、线性范围宽、样品基体影响小等优势。然而,由于碘属于高电离能元素,ICP-AES直接测定碘的灵敏度低、检出限高,不能满足样品中微量碘的分析要求。借助自行设计加工的用于ICP-AES集进样、化学反应和气液分离三种功能为一体的进样装置(其具有组成合理、结构紧凑的优点),将碘离子氧化为碘单质导入ICP-AES中测定,在提高有效进样量的同时降低了样品基体对碘测定的影响,从而大幅降低了碘的检出限,建立了ICP-AES快速测定油田水中微量碘的方法。优化了氧化碘离子为碘单质所用酸和氧化剂的浓度,最佳反应试剂为10 mmol·L^(-1) NaNO_(2)和1 mol·L^(-1) HNO_(3)。I 178.276 nm处的检出限为1.65μg·L^(-1),一次测定所需时间三分钟。采用部分因子实验设计详细研究了南翼山油田水中主要共存离子(如钾、钠、钙、镁、锂、锶、铵)及它们之间的交互作用对碘分析的影响。在95%置信水平下,发现钙对碘的测定存在显著性影响。通过对样品进行适当的稀释可以消除钙和其他组分对碘准确测定的影响。采用标准曲线法将建立方法应用于南翼山不同蒸发浓缩阶段实际油田水中碘的分析,测定结果表明加标回收率为90%~104%。实验建立的分析方法具有简便快速、基体干扰小、准确度高等优点,为油田水中微量碘的测定提供了一种新的方法,对于卤水碘基础数据的获得和碘分离提取工艺具有重要意义。

摘要：锂同位素(~6Li和~7Li)是核能源开发所需要的重要原料,在能源、环境和国防安全等领域具有重要应用价值。本文从已报道的化学交换分离锂同位素方法中,对锂汞齐法、溶剂萃取法、离子色层交换法和膜法进行了系统的总结、归类和评述,详细分析了各种化学交换法的分离机理和特点。结果表明,化学交换法分离锂同位素的分离效应与体系中络合剂与锂离子键合作用相关,锂汞齐法会因环境问题将被其他无汞分离体系取代。此外,溶剂萃取法、离子色层交换法和膜法都具有较大的分离效应,均是非常有前景的锂同位素分离方法。最后,对锂同位素分离研究领域的未来方向提出了一些建议,如新型螯合剂设计合成,不同分离工艺的联用和不同实验条件下分离机理中尚待解决的理论问题。

摘要：柴达木盆地西部地区的南翼山油田卤水锂资源丰富,共存元素复杂,传统的火焰原子吸收光谱法在测定该体系中锂含量时,基体干扰严重。而且油田卤水在各蒸发浓缩阶段的离子浓度变化幅度较大,一般的基体匹配法繁琐不便。研究采用Design of Experiments(DOE)实验设计,通过干扰元素的显著性分析、消电离剂的选择及干扰模型的建立,对传统的火焰原子吸收测定锂的分析方法进行了优化。运用部分因子实验设计研究了南翼山油田卤水中钙、锶、钾、钠、镁、铵、硼等主要共存离子及离子间交互作用对锂分析的影响规律,考察了各干扰元素的显著性程度。研究表明,钙、锶、镁、钠以及钙*硼在锂测定分析过程中存在显著干扰,其显著性从大到小排序为钙>锶>镁>钙*硼>钠。针对钙、锶、镁、钙*硼干扰,可加入消电离剂进行沉淀消除,通过比较分析,草酸钾作为消电离剂加入的除干扰效果最佳,锂测定相对误差从-20.75%降低至-12.15%;对于样品中的钠干扰,运用响应曲面实验设计,拟合方程建立干扰模型,通过方差分析及拟合度分析,回归方程各项p值均为0.000,方程的R-sq, R-sq(调整)与R-sq(预测)分别为99.96%, 99.96%以及99.95%,表明所建立的模型及方程各项显著,且回归方程拟合度较好。实验以各蒸发浓缩阶段的南翼山实际卤水与西藏龙木错实际卤水为样品,对消电离剂和干扰模型进行实验验证。结果显示,加入草酸钾消电离剂后,锂加标回收率在89.30%~98.60%之间;使用钠干扰模型校正后,锂加标回收率可提升至98.88%~101.40%,表明锂测定的准确度得到大幅提高。该方法不仅适用于南翼山油田卤水分离的整个过程,也同样适用于其他盐湖卤水,可以为盐湖企业锂元素的准确测定提供技术支持。