北京玉渊潭水化学特征及其控制因素分析

为了解城市景观水体的水化学特征,选择北京玉渊潭为例,分别对丰水期与枯水期湖水进行采样研究.结果表明玉渊潭湖水偏弱碱性,阳离子以Ca2＋、Na＋为主,阴离子以HCO 3-、SO42-为主,水化学类型为HCO 3--Ca2＋型.枯水期离子浓度低于丰水期,但离子含量序列一致均为：HCO 3-〉SO42-〉Ca2＋〉Na＋〉Cl-〉Mg2＋〉K＋.Gibbs图解得出玉渊潭主要离子来源于上游河流的岩石风化过程,表明即使是大都市的河流及湖泊,流域内的岩石风化仍是控制河水主离子成分的主导因素.相关分析得出玉渊潭水体中Cl-、NO 3-、SO42-、NH 4＋和Mg2＋之间有很好的正相关关系,表明它们有共同的来源,受人类活动影响较大.各种含氮营养物质的存在表明玉渊潭水体已经受到污染,主要由上游农业生产地区化肥的施用、工业生产及人类活动排放的废物引起.     

近年来长江口水体主离子的变化特征及影响因素分析

通过对2004-2008年长江口徐六泾江水样品中主要离子(Ca2+,Mg2+,Na+,K+,HCO32-,SO42-,Cl-,NO3-和SiO32-)含量的月观测,以及对2008年9月长江下游调查,研究发现,长江河口水体主要离子浓度与径流呈现很好负相关关系,季节变化明显,但主离子浓度季节差异小于径流量的季节差异.河口水体中K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Cl-,SO42-,NO3-,总硬度/总碱度有上升趋势,尤其以SO42-和总硬度/总碱度的上升趋势显著,SiO32-,HCO3-则表现出下降趋势.引起近年来长江口水体主离子浓度变化的影响因素为工业排放、环境酸化、循环盐和三峡蓄水等.     

盐湖地区侵蚀性离子在混凝土中的扩散及其相互作用

采用化学分析方法探索了盐湖环境的Na+,K+,Mg2 +,SO42 - 和Cl- 离子在混凝土和钢筋混凝土结构中的扩散规律 ,并用XRD ,DTA TG和SEM EDAX方法研究了侵蚀性离子与混凝土之间的相互作用机理 .结果表明 ,Mg2 +和SO42 - 离子在混凝土中呈现出不同的分布规律 ,Na+,K+和Cl- 离子的扩散速度大小顺序为 :VCl- >VNa+ ≈VK+ .盐湖侵蚀性离子渗入混凝土后 ,一部分吸附于孔隙内表面 ,结晶成食盐NaCl和光卤石KCl·MgCl2 ·6H2 O ;另一部分与水化产物发生化学腐蚀 ,形成石膏CaSO4·2H2 O ,南极石CaCl2 ·6H2 O和氢氧化镁Mg(OH) 2 ;还有一部分与CSH凝胶发生 3种相互作用 :吸附于凝胶粒子表面 ,进入凝胶结构形成含水硅酸钙镁 (C1 -xMx) 1 .1 5- 1 .70 SH(x =0 .2 2～ 0 .39)和碱硅凝胶 (C1 -xNx) 1 .85- 1 .60SH(x=0 .39～ 0 .63) .     

西沙严酷海洋大气环境下AZ31镁合金的长周期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下暴露4 a的长周期腐蚀行为.利用扫描电镜观察表面、截面的腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并用能谱分析及X射线衍射仪对腐蚀产物的元素含量及相组成进行分析.研究结果表明,AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下发生了较为严重的腐蚀,4 a内的平均腐蚀速度为11.95μm·a-1.Cl-和CO2在镁合金的腐蚀过程中起着至关重要的作用.吸附液膜中的Cl-主要破坏镁合金的保护膜,使镁合金发生阳极溶解;而CO2则会中和阴极反应产生的碱性离子并与Mg(OH)2发生反应生成含不同结晶水的Mg5(CO3)4(OH)2·xH2O表层腐蚀产物.由于表层腐蚀产物阻挡了CO2和Cl-向镁合金表面的传输,靠近基体处的腐蚀产物主要为Mg(OH)2.     

含溴水臭氧化过程阴离子对溴酸盐生成的影响

为研究常见无机阴离子对含溴水臭氧化过程溴酸盐(BrO3-)生成的影响,本研究通过小试分别考察了不同质量浓度氯离子(Cl-)、碳酸氢根离子(HCO3-)和硫酸根离子(SO42-)对BrO3-生成的影响,并结合反应过程臭氧衰减、中间产物次溴酸/次溴酸根离子(HOBr/OBr-)生成及总溴浓度变化情况,进一步分析了这3种无机阴离子对BrO3-生成的影响机理。结果表明,以60min为例,Cl-质量浓度为3～150mg·L-1的水样BrO3-生成量相对于未投加Cl-条件降低了8.8%～25.7%;反应20min时,SO42-质量浓度从Omg·L-1增至30mg·L-1时,BrO3-生成量减少了63.9%;而当HCO3-质量浓度由0mg·L-1上升至30mg·L-1时,BrO3-生成量增加了6.4倍,其质量浓度超过30mg·L-1,继续投加HCO3-对BrO3-生成量的促进作用提高不大。研究表明,在相同的臭氧投加量和相同的反应时间下,投加Cl-和SO42-均能抑制臭氧化过程BrO3-的生成,而投加HCO3-能极大地促进BrO3-的生成。     

水泥加固高含盐软土的强度和微观结构研究

通过高含盐水泥土室内无侧限抗压强度试验,研究了Mg2 ,Cl-,SO42-离子含量变化对高含盐水泥土强度的影响及其变化规律;利用X射线衍射和扫描电子显微技术,分析了不同离子含量下水泥土的微观结构特征及其与水泥土强度的内在联系.研究结果表明,水泥土强度与C—S—H及C—A—H总含量存在很好的线性相关性;高含盐软土中Mg2 ,Cl-,SO42-含量变化不仅引起水泥土微观结构的差异,而且高含量对水泥土强度有不同程度的负面影响,这应引起工程应用中的重视.     

青海黄鼠湾—何家庄河谷区地下水水化学特征

随着黄鼠湾-何家庄的工业园区发展,周边生态环境受到了影响。地下水作为生态重要组成部分,研究地下水水化学特征对该地区地下水保护和生态建设具有重要意义。因此,本文2019年在黄鼠湾-何家庄河谷区采集29组水样进行检测分析,运用经典统计学、Piper三线图、Gibbs图、主要离子浓度关系图等方法,对地下水特征及成因进行分析。结果表明：(1)优势阳离子为钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、钠(Na+)。优势阴离子为碳酸氢(HCO3-)、硫酸根(SO42-)、氯(Cl-)。(2)研究区水化学类型分为三类。HCO3?Cl-Ca?Na?Mg类、HCO3-Mg?Na?Ca类均分布在研究区上游。HCO3?SO4-Mg?Na?Ca类分布于研究区中游与下游。(3)阳离子受蒸发浓缩、岩石风化与离子交换作用影响。阴离子受岩石风化作用影响。研究区Na+、K+、Cl-主要来源于岩盐与硅酸盐的溶解, Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解。Ca2+、Na+受到阳离子交换作用影响。过高的K+、Na+、SO42-与人类工业活动有关。     

忻州市PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子季节污染特征及来源分析

为了解忻州市大气气溶胶中水溶性离子的特征及来源,分别在非采暖季、采暖季和风沙季对忻州市3个固定采样点大气中PM2.5和PM10样品中的水溶性无机离子浓度进行了定量分析.结果表明,忻州市大气PM2.5和PM10浓度分别为89.97、180.12μg/m3,颗粒物中SO2-4、NO-3、NH+4及Ca2+是其主要离子,其质量浓度总和分别占PM2.5和PM10总质量浓度的24.19%和24.15%.SO2-4、NH+4、Cl-、K+主要分布在细颗粒物中,Ca2+、Mg2+主要集中在粗颗粒物中,Na+与NO-3在粗细颗粒物中比例差别不大;风沙季中Ca2+、Mg2+的百分比大于采暖季与非采暖季,采暖季里Cl-的比例大于其余2季.主成分分析表明,忻州市风沙季中颗粒物水溶性离子的最主要来源是风沙扬尘;采暖季PM2.5中离子的最主要来源是燃煤和二次生成;非采暖季PM2.5中水溶性离子的最主要来源为二次生成.     

指示剂及pH值对滴定法测定水中常见离子的影响

水质简分析需要测定水中Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-这8种离子,虽然项目少,但要求快而及时准确,本文主要论述水质简分析时指示剂及pH值对滴定法测定常见离子的影响。     

水滑石与氢氧化镁纳米晶的液相法制备及其生成机制

研究了纳米晶镁铝水滑石Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O与 Mg(OH)2 的液相法制备及其物相变化.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析表明,在制备温度分别为30 ℃的低温和190 ℃的高温,可获得纯度大于99%的氢氧化镁针状纳米晶,在45~150 ℃的中间温度范围,可获得纯度大于 99%的镁铝水滑石针状纳米晶.合成温度由35 ℃提高到45 ℃时,生成物相由氢氧化镁变成镁铝水滑石相;合成温度由 170 ℃提高到190 ℃时,生成物相由镁铝水滑石相变成氢氧化镁相.提出低温时生成物的变化与瞬间生成无定形态的Mg(OH)2 有关,无定形态的Mg(OH)2 沉淀为Al13(OH)7 32 中铝离子以及CO2-3 扩散进入Mg(OH)2提供了更为有利的条件.高温时生成物的变化,是由于温度的升高,使含结晶水的镁铝水滑石纳米晶中间层中的高极性水分子堆积所要求的一定的物理条件受到破坏所致.     

液态甲醇微观结构的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对298 K,0.78 g/cm3的液态甲醇的蒸发潜热、自扩散系数、体系的微观构型、径向分布函数和甲醇分子间的氢键结构进行了模拟研究.结果表明,甲醇的蒸发潜热和自扩散系数的模拟结果与实验数据符合.采用计算机图形技术得到了体系达到平衡时其微观构型的物理图像;对氢键的结构分析表明,形成两氢键的甲醇分子的摩尔分数为77.39%,每一甲醇分子形成氢键的平均数目为1.902;形成氢键的两甲醇分子O…O—H取向角分布曲线在12.2°处出现峰值,取向角θ小于12.2°的甲醇分子的摩尔分数为57.39%,形成氢键的甲醇分子取向几乎呈线性分布;氢键的平均寿命为12.6 ps.     

金牛座、蛇夫座中分子云的热性质和年轻星体的演化状态

运用CO分子谱线及红外天文卫星资料,求出了金牛座、蛇夫座核心2个恒星形成区的气体运动温度T_k和尘埃温度T_d,验证了尘埃加热分子云的基本条件;着重探讨了用T_d参量比较年轻星体演化状态的方法,得出蛇夫座核心区恒星比金牛座恒星年轻的初步结论。     

PAMAM-S树状大分子的合成与荧光性质研究

在氮气保护、60℃的实验条件下,用水杨酸对聚酰胺-胺树状大分子末端修饰合成了树状大分子PAMAM-S.对其经过荧光分析,探讨PAMAM-S树状大分子的代数、pH值、浓度等影响其荧光强度和光致发光位置的变化.并进一步研究分子力学和动力学性质,结果表明低代PAMAM-S分子空间结构完全是舒展开的,无弯曲现象,分子具有刚性.     

纳米线高应变率拉伸超塑性

应用分子动力学方法,采用嵌入势EAM与Buckingham势,对金属Cu、半导体化合物CuInSe2和陶瓷化合物MgO纳米线进行拉伸模拟,考察其拉伸应力-应变曲线,并分析拉伸过程中的结构变化.发现当以高于临界应变率的速率对纳米线进行拉伸时,纳米线由脆性断裂向韧性断裂转变,且其延伸率可以超过100%,表现出超塑性的特性,而以较低应变率拉伸时,纳米线仍然表现为脆性断裂,这表明纳米线材料的超塑性对于应变率高度敏感.通过观察纳米线在拉伸过程中的结构变化,发现高应变率拉伸时由于CuInSe2与Cu纳米线晶体结构发生非晶化,在这一转变过程中大量能量被吸收,因而导致其塑性变好.而MgO纳米线则发生面心立方结构向环形结构的相变,相变的发生同样导致了能量的吸收,从而使其塑性大大改善.     

C36团簇的异构体构型

采用"时间倒流"方法和速度遗忘方法建立了一个分子动力学模型.以C36异构体为对象,运用该模型寻找团簇的异构体.结果显示,从36个相互独立C原子开始,可以快速寻找到C36的最低构型D6h和其他400余个异构体.该模型对于寻找团簇有普适性.     

NO基团的位置对(BEDSe-TTF)2[Fe(CN)5NO]总能量的影响

采用基于密度泛函理论的从头计算分子动力学方法,研究了(BEDSe-TTF)2[Fe(CN)5NO]中NO基团的具体指向对材料的总能量的影响,即其具体指向对(BEDSe-TTF)2[Fe(CN)5NO]的稳定态的影响.我们发现所有的NO基团平行于xoy平面而不指向任何有机分子时,(BEDSe-TTF)2[Fe(CN)5NO]是最稳定的.     

暂态强热流作用下钨烧蚀过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法, 对金属钨在由离子辐照引起的暂态热流下的烧蚀现象进行研究。建立一维热传模型, 通过施加不同能量的热脉冲, 研究钨靶材的热响应。计算烧蚀阈值并与理论值进行比较, 统计分析烧蚀深度与热脉冲能量的关系。研究热脉冲作用过程中能量的转移分配状况, 并对低于和高于烧蚀阈值下的不同能量分布状况进行讨论。从模拟的角度, 建立一个对钨在离子辐照下烧蚀过程的初步的物理图像。     

CoNi合金19原子团簇结构与热力学特性研究

用分子动力学方法并结合模拟退火的算法,采用GEAM势研究了总数为19的CoNi合金团簇的基态和非基态结构,并以此为基础给系统升温,研究了团簇的热力学特性。研究发现,无论合金比例如何,基态结构都是双正二十面体结构,且基态能量随Co原子个数的增加而增加。此外,还研究了合金团簇的相变规律,发现无论纯金属还是合金,都存在预熔现象,熔化时随着合金中Ni原子个数的增加,熔化温度有下降的趋势。     

石墨烯纳米压痕实验的分子动力学模拟

我们基于分子动力学(Molecular Dynamics), 建立了石墨烯纳米压痕实验的数值模型, 以模拟压痕实验过程, 得到典型实验过程的力-位移曲线, 并进而讨论压头下压速度, 压头半径以及边界条件等因素对实验结果的影响. 论文测得石墨烯弹性模量为1 TPa, 强度为240 GPa. 加载过程中, 压头加载到临界压入深度hc时, 石墨烯试件在压头处撕裂破坏. 给定最大压入深度, 对石墨烯进行加载—卸载—再加载试验, 发现当最大压入深度h_max小于h_c时, 石墨烯发生的是完全弹性变形; 当最大压入深度h_max大于h_c时, 卸载和再加载过程中石墨烯能基本恢复原貌, 但仍有少数C—C键较长而无法恢复, 成为石墨烯再加载时的破坏起点, 石墨烯的破坏力和位移都显著下降. 另外, 还发现大于0.05 nm/ps的压头速度和压头半径对石墨烯临界压入深度和破坏力都有显著影响.     

纳米粒子介电泳的分子动力学模拟

为研究微流体环境下纳米粒子的介电泳现象并分析其介电泳特性,采用非平衡态分子动力学方法对纳米胶体粒子及其周围溶剂粒子进行建模.介电泳模拟之前,通过对系统能量和温度的趋衡过程进行模拟,使纳米胶体所处的微流体系统达到稳定状态,并得出系统能量以及温度变化过程的趋衡图.对纳米胶体模型施加非均匀电场,使胶体电偶极化.变化非均匀电场强度,研究胶体模型失效的一般规律.发现随着非均匀电场强度的增加,小离子有不断脱离大离子表面的趋势,胶体模型失效的临界电场强度参数为Eo=15s/(eó).此外,对不同极性的纳米胶体的介电泳现象进行模拟,发现在正介电泳情况下,胶体的电偶极距不断增大,且电偶极距大的胶体有较大的介电泳速度和位移.