岩土工程和采矿工程涉及大量的颗粒物质科学和技术难题,定量识别和提取光弹试验颗粒体系的力链网络结构和分布特征,对于认识和掌握其内部细观力学机理和研究宏观力学行为至关重要.采用彩色梯度均方值(G2)算法,建立了不同粒径的圆形颗粒和方形颗粒的接触力(F)和G2的关系;基于数字图像处理技术,提出了识别和区分图像中不同粒径圆形颗粒和方形颗粒的方法,获得了光弹图片中力链网络结构和力链分布方位.以煤矿综放开采为实例,对所提出的力链定量提取方法进行了验证分析,清晰揭示了综放采面矿压形成机理和本质特征.研究表明:单颗粒的F值与G2呈单调递增关系,且粒径越大,F随G2值的增长速度越快;颗粒体系接触力集中分布在0.5F

利用熔融还原法进行了闪速炉水淬镍渣提铁的实验研究,探讨了熔渣二元碱度、反应温度和反应时间对提铁效果的影响.XRD测试结果表明水淬镍渣由正硅酸铁FeO·SiO2和玻璃态物质组成.镍渣中的氧化铁主要以FeO·SiO2的形式存在,通过常规的选矿方法很难实现铁氧化物的富集,故采用熔融还原方法进行镍渣提铁实验.实验结果表明增加配合料中CaO的加入量、提高反应温度以及延长熔制时间都能不同程度地提高镍渣中铁的还原率.通过比较1450~1600℃范围内各反应温度下不同类型还原反应的Gibbs自由能,镍渣熔融还原过程的主要反应形式为(FeO)+C(S)→[Fe]+CO↑.本实验确定的最佳配方组成为:镍渣100g、CaO34.7g、CaF24.04g和焦炭8.5g;最佳反应条件为1500℃熔制180min.以上条件下的渣铁分离效果较好,铁还原率达到96.32%

采用固相反应法合成了LiFePO4正极材料。在20mA/g的电流密度下进行恒电流充放电,比容量可以达到135mAh/g。为了改进LiFePO4的性能,提高其高倍率性能,尝试了两种途径并合成出Li(Fe0.8Mn0.2)PO4和LiFePO4/C。低倍率充放电实验得出的两个样品的比容量分别可达到145mAh/g和144mAh/g,而且表现出了良好的循环性能和平坦的电压平台。以上两种方法制备出的材料均具有较好的高倍率性能

研制了一种新型碱性脱漆剂.该脱漆剂以氢氧化钠水溶液为主体系,其中氢氧化钠的质量浓度为90~100g·L-1,溴化十六烷基三甲基胺(CTMAB)的质量浓度为10g·L-1,柠檬酸钠的质量浓度10g·L-1,甘油的质量浓度为10g·L-1.在95℃使用该脱漆剂浸泡20min左右即可完全脱除马口铁表面漆膜,且不侵蚀金属镀锡层,锡的回收率大于99%.探讨了该脱漆剂的脱漆机理.脱漆实验结果表明:本脱漆剂可以循环使用,10mL脱漆剂可以脱除200cm2以上的漆层.该方法高效、无毒、使用安全、环境友好

以LiNO3和TiO2为初始反应物,固相法合成了Li4Ti5O12(M1).X射线衍射实验结果表明,所得粉体为较纯的尖晶石结构的Li4Ti5O12复合氧化物.Li4Ti5O12电极以35mA·g-1电流密度恒流充放电,首次放电容量达到170mAh·g-1,接近理论容量,首次充放电效率为92%.其在大电流密度下充放电性能良好,以175,350,875mA·g-1的电流密度放电,放电容量分别达到了151,140,115mAh·g-1;与传统方法使用LiOH和TiO2固相合成的Li4Ti5O12(M2)加以比较,3个倍率下的放电容量分别提高了约5%,10%和26%.循环伏安曲线表明:M1电极电位极化小,可逆性好,电极电化学活性高;M1电极嵌入/脱出锂后交流阻抗测试表明其电化学反应阻抗分别为16和20Ω

对产烟酸羟化酶的菌株Pseudomonas sp.BK-1的培养条件进行了优化,结果表明10g·L-1蔗糖为最佳碳源,20g·L-1玉米浆为最佳氮源,诱导物烟酸浓度12.5g·L-1,培养基的最适初始pH值7.0.5L发酵罐中进行发酵,在转速400r·min-1、通气量4.2L·min-1、30℃条件下,16h时酶活可达1.47U·mL-1.经36h的连续催化,产物6-羟基烟酸的浓度可以积累到154g·L-1

以具有良好脱氮效果的改性沸石为原材料,制备抗菌吸附材料.将其用于处理大肠菌群浓度和氨氮含量较高的市政污水厂二级出水结果表明,分别采用银、锌和铜三种金属离子制备抗菌吸附材料,其中银离子的抗菌性能最好,有助于氨氮的去除.最佳制备条件为:AgNO3用量85mg·g-1,pH6～7,制备时间120min,制备温度40℃,转速150r·min-1.优化后材料的载银量为49.79mg·g-1.将该材料应用于再生水处理,在混合投加抗菌吸附材料0.5g·L-1和沸石2g·L-1条件下,反应120min,该材料的杀菌率98.87%,氨氮去除率66.54%,剩余氨氮的质量浓度为8.36mg·L-1,出水达到城市杂用水水质指标

以鳞片石墨为原料，采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附-脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明，石墨烯整体上呈现无序结构，外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶，其BET比表面积为14.2m2·g-1，总孔容为0.06cm3·g-1，平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明，石墨烯电极具有较小的阻抗，其等效串联电阻为0.16 Ω，电荷传递电阻为0.55 Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示：石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性，电容特征显著.在2、5、10和20mV·s-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g-1；即使是50mV·s-1的高扫速，放电比电容仍可达69F·g-1

采用不同浓度盐酸对天然斜发沸石进行改性,并系统地研究了改性沸石的孔道特征、化学成分、表面电位及阳离子交换性能的变化.盐酸改性后,沸石晶体结构破坏较小,表面变得疏松粗糙,K+、Na+、Ca2+和Mg2+元素含量均小幅下降;表面负电荷增加,阳离子交换容量减小;比表面积和总孔体积均有所提高,最高分别从原沸石的35.97 m2·g-1和0.0761 m3·g-1提高至64.46 m2·g-1和0.1156 m3·g-1.盐酸改性对沸石微孔、介孔和大孔的分布影响明显.从迟滞回线形状判断沸石孔道类型均为不均匀狭缝型孔道,盐酸改性不会改变沸石孔道类型

利用下列组装的固体电解质定氧电池:Mo|Mo,MoO2‖ZrO2(MgO)‖[Nb],NbO2|Mo+ZrO2金属陶瓷,Mo对Fe-Nb熔体中Nb的活度在三个温度下(1823、1853及1873K)进行研究。在净化的氩气气氛下,将固态NbO2细粉撒布在含铌铁液之上,以取得[Nb]与[O]的反应迅速达到平衡。有时不加任何固体料,使熔体中形成的脱氧产物自己上浮,此脱氧产物热力学证明是NbO2。对测定的a0实验数据进行加工处理,求出下列结果:1.脱氧反应的自由能[Nb]+[O]=NbO2(s); △G°=-89710+28.27T2.Nb在铁液中的溶解自由能Nb(s)=[Nb]%; △G=-32090+7.9T; γ$\\mathop 1\\limits^{\\rm{^\\circ }} $873=1.60Nb(l)=[Nb]%; △G°=-38520+10.24T;γ$\\mathop 1\\limits^{\\rm{^\\circ }} $873=0.923.Nb本身的活度相互作用系数${\\rm{e}}_{{\\rm{Nb}}}^{{\\rm{Nb}}} = \\frac{{2274}}{{\\rm{T}}} - 1.44$1873K的${\\rm{e}}_{{\\rm{Nb}}}^{{\\rm{Nb}}} = - 0.22$当（Nb）含量大约低于0.2时，脱氧产物和其他合金元素如Al、Cr、V等相似，形成了复合氧化物如FeO·NbO2。后者的生成自由能估计为：Fe(1)+$\\frac{3}{2}$O2+Nb(s)=FeO·NbO2(s);△G°=-383800+121.95T随着熔体中(Nb)含量的继续下降，对生成其他脱氧产物的可能性，本文也进行了讨论