石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

钢渣中游离氧化钙和氧化镁碳酸化反应

在CO2含量为99.9%,压力为0.2 MPa条件下,对钢渣粉进行碳酸化处理,并作为水泥混合材料制成净浆试件,对试件进行压蒸,研究碳酸化反应时间对试件体积安定性的影响．结果表明,随着碳酸化反应时间的延长,钢渣中的硅酸盐、游离CaO、Ca(OH)2和游离MgO等物质与CO2气体进行反应,主要生成CaxMg1-xCO3．掺加未经碳酸化处理钢渣的试件,压蒸后破坏严重;掺加碳酸化反应10 min钢渣的试件膨胀率为1.03%,试件有明显裂纹;掺加碳酸化反应20 min钢渣的试件膨胀率为0.29%,符合国家标准,体积安定性合格．碳酸化处理20 min后,钢渣中游离CaO含量由2.54%降至0.84%,游离MgO含量由3.8%降至2.4%,试块压蒸后未出现Mg(OH)2,镁离子以水化硅酸镁形式存在于无定形物中．     

介孔Worm-like孔壁晶化制备微孔-介孔分子筛研究

采用水热孔壁晶化法,以Worm-like介孔分子筛为硅源,十八水合硫酸铝为铝源,制备不同硅铝比微孔-介孔ZSM-5复合分子筛,XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、TEM等表征结果证明,用此方法成功制备出一系列微孔-介孔ZSM-5复合分子筛．将一系列复合分子筛用于催化苯酚叔丁基化反应,在反应温度145 ℃、n(苯酚)∶n(叔丁醇)=1∶2.5条件下,硅铝比为15、25的复合分子筛有较强的催化活性,苯酚转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性分别超过90%和42%．     

基于碳量子点的TiO2改性及降解污染物性能

采用溶胶-凝胶法合成掺入碳量子点(CQDs)的TiO₂纳米复合光催化剂,通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、扫描电镜等进行表征,并在可见光下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液以评价其光催化性能.研究表明,CQDs具备上转换荧光特性,掺入CQDs的TiO₂样品可见光响应明显提升.水热法180℃下反应6h制备的CQDs,其溶液加入量为10mL时TiO₂/CQDs样品光催化活性最高,115min后MB的降解率达80%.TiO₂/CQDs样品主要以锐钛矿相存在,颗粒呈球形,比表面积高达200m³·g^-1.     

球形棕囊藻北部湾株对不同形态磷源的利用及碱性磷酸酶特性研究

【目的】探讨球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)北部湾株BBW PG-01对不同磷源利用能力的差异以及碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)特性,揭示溶解有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)在该藻赤潮发生时的重要作用。【方法】在实验室培养条件下,以KH_2PO_4(PO_4~(3-))、核糖核酸(RNA)、葡萄糖-6-磷酸钠盐(G-6-P)、三磷酸腺苷二钠(ATP)和卵磷脂(LEC)作为磷源,对比研究BBW PG-01在这5种不同磷源培养条件下的生长特征及碱性磷酸酶活性(Alkaline phosphatase activity,APA),并结合磷饥饿条件下的无机磷吸收动力学及碱性磷酸酶动力学分析其对无机磷和有机磷的竞争机制。【结果】5种形态磷源均可被BBW PG-01利用,RNA为其最优生长磷源,而以大分子有机磷LEC为磷源时生长最差,两者最大细胞密度分别为4.40×10~8 cells/L和2.39×10~8 cells/L,水解大分子DOP可能需要更高的酶活性。动力学研究结果表明,在磷缺乏的条件下,BBW PG-01具有通过高亲和力来竞争磷源以维持生长的能力。【结论】球形棕囊藻北部湾株在AP的作用下,能够利用多种DOP进行生长,且在低磷条件下对无机磷(DIP)和DOP均具有较强的竞争能力,海洋中DOP可能是球形棕囊藻赤潮暴发和维持的重要磷源。     

不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响

【目的】深入探讨不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响,为从应对全球气候变化的视角确定合理轮伐期提供理论依据。【方法】以轮伐期为短(7a)、中(13a)和长周期(21a)的巨尾桉人工林为研究对象,通过对不同轮伐期桉树林分生物量、碳固存、年平均固碳量的分析,揭示不同轮伐期对桉树林分碳固存的影响。【结果】巨尾桉人工林的生物量碳随着轮伐期的延长而逐渐增加,由7a轮伐期的(75.81±5.12)t·C/hm~2增至13a轮伐期的(180.11±19.97)t·C/hm~2以及21a轮伐期的(192.08±16.50)t·C/hm~2,方差分析表明,13a和21a轮伐期的总生物量碳显著高于7a轮伐期,而13a和21a轮伐期之间的差异不显著。巨尾桉人工林土壤有机碳随轮伐期延长而显著降低,由7a轮伐期的(89.99±0.35)t·C/hm~2、13a轮伐期的(85.42±0.76)t·C/hm~2下降到21a轮伐期的(74.64±0.24)t·C/hm~2。7~13a仍是巨尾桉人工林固碳能力迅速增长期,年平均总生物量碳由7a时的10.78t·C/(hm~2·a)迅速提高到13a的19.54t·C/(hm~2·a),增长81%;21a时巨尾桉人工林进入固碳能力下降期,年平均总生物量碳降至3.78t·C/(hm~2·a),固碳能力只是13a的19.34%。【结论】在南亚热带,巨尾桉人工林的最佳轮伐期确定在13a左右较为适宜,这与经济效益的最大化一致。     

“双碳”目标下张家口市“三生”空间格局演化及碳效应研究

基于“三生”空间识别与碳源(汇)属性分类体系,分析2000—2020年张家口市“三生”空间格局演化特征,测算“三生”空间垂直方向和水平方向的碳效应,探讨“三生”空间演化的生态关系及其对碳效应的影响。结果表明,2000—2020年张家口市“三生”空间时空格局变化显著,生态空间增加710.24km²,生产–生活空间增加652.55km²,生产–生态空间减少1362.79km²,3类空间相互转化的幅度愈加强烈。垂直方向上,碳通量从2695.18万吨上升到4894.36万吨,碳排放远大于碳吸收,碳收支不平衡现象较为严重。水平方向上,生态空间的碳吸收强度逐渐上升,生产–生态空间和生产–生活空间的碳排放强度不断下降。20年间,积极碳流增加823万吨,消极碳流减少1182万吨,整体净碳流为负值。张家口市“三生”空间生态关系冲突明显,主要表现为掠夺–限制与竞争的关系,对碳效应产生消极影响。     

LI-8100A型土壤碳通量仪的数据质量控制分析

基于LI-8100A型多通道土壤碳通量测量系统的长期观测资料进行数据质量控制分析,提出一种科学有效的自动化质量控制方法 .采用物理极值范围检验、 1.5倍标准差检验、数据稳定性判据检验和空间一致性检验等方法对多通道土壤CO₂通量数据进行质量控制,筛选、甄别出观测过程中不合理的异常数据点并剔除.利用该方法对兰州大学半干旱气候与环境观测站2020年7、 12月的土壤CO₂通量原始数据资料进行质量控制分析.结果表明,该方法具有良好的操作性与实用性,可实现计算机程序自动化处理,对异常野点数据的检测效率较高,能有效提高多通道土壤CO₂通量数据的准确性、一致性、处理时效和资料质量.     

超临界流体微孔发泡注塑精确注气的探究

超临界流体注入量直接影响着微孔发泡注塑成型制品中微泡孔的结构与数量,进而影响制品的力学性能。通过设计相关实验发现:微孔发泡注塑成型注气过程分为气涌与稳定流动两个阶段,且气涌量的大小主要与注气系统的硬件结构有关,在改进硬件结构后气涌量有较大程度的削减;稳定流动阶段的气流量则与相关注气参数有关。为了验证这一结果,通过实验定量研究了超临界流体注气量与注气压差、限流元件孔径、注气时间、硬件结构之间的关系,得到了调节注气量的传递函数,该函数模型可以为实际生产中根据减重需求调节注气系统的一系列工艺参数提供依据。     

用于高锰酸根非标记检测的黄光碳点的制备及其性能研究

文章使用番红花红T和聚乙烯亚胺为前驱体，采用一步水热法，成功制备了发黄光的碳点(Y-CDs)，之后使用了不同方法对Y-CDs进行了光学表征。实验结果显示，Y-CDs是单分散排列、粒径约为1.78 nm近球形粒子，最大激发和发射波长为438 nm和554 nm，光稳定性好，具有激发波长独立性。高锰酸根可以使Y-CDs的荧光发生淬灭，根据荧光寿命检测结果，淬灭机理为内滤效应。Y-CDs的荧光猝灭与高锰酸根的浓度相关(R²=0.995 3)，二者间存在线性关系，检出限为0.63μmol/L，线性范围为2.5μmol/L～125μmol/L。同时，由于Y-CDs毒性低，生物相容性好，可用于Hela细胞中高锰酸根的检测。