X射线荧光光谱分析方法的研究

本工作研究了X荧光光谱进行痕量元素分析，谱线重迭干扰校正及基体效应的校正方法，共分六个部分。一．X荧光光谱滤纸片法分析痕量稀土元素。为了降低XRF滤纸片法的检出限，分析痕量稀土，我们对XRF的制样方法，标准工作曲线的制作，谱线干扰校正，背景扣除等进行研究，将滤纸片法应用到分析痕量稀土，方法准确可靠、快速、简便，测定精度优于1％，检出限为0.X-X微克，特别适合萃取分离流程中低含量稀土的测定。二．XRF中谱线重迭干扰的校正方法。在J. L. Brandle 假定合成峰的强度是各了成份的线性迭加的基础上，引入非零截距，提出了用线性规划法校正稀土元素谱线重迭的方法，其中R_i为第i个元素衍射角（20）处测量的谱线强度，C_i为浓度，K_(ij)为衍射角处的特性常数。通过实验求出K_(ij)，然后求出在[1]式约束条件下，使目标函数E = Σ from i=1 to n|Σ from j=1 to n of (k_(ij)(j+b_i)-R_i|(i,j=1,…n)为最小的C_i值。为了证明方法的有效性，实验中选用了干扰较大的分析线。本文对Eu Lβ, (56.96°)和Dy Lα_1 (56.58°)；Ho Lβ_1, (48.28°)，和Lu Lα, (47.40°)；Ho Lα, (54.52°)和Gd Lβ_1, (54.56°)的谱峰重迭进行校正，取得满意结果。三．XRF测定土壤中痕量铬钒时谱线干扰校正方法：在研究了薄样中稀土元素谱线重迭问题的同时，还研究了土壤直接压片时，Cr的K_α线(69.35°)和V的K_β线（69.12°）的谱线重迭问题。由于Cr的K_α线和V的K_β均处于铁的K系吸收限的长波侧，铁的基体效应是不可忽略的。同时，由于谱线的相互重迭，使得元素间不存在简单的线性关系，本文提出一种新的数模来校正Cr和V的谱线干扰及Fe的基体效应：C_i = K_0 + K_1R_1 + K_2R_2 + K_3R_3 + K_4R_1~2 + K_5R_1R_2 + K_6R_1R_3 + K_7R_2~2 + K_8R_1R_3 + K_9R_3~2 其中C_i(i = 1,2)分别为Cr, V 的浓度，单位为ppm；R_i(i = 1,2,3)分别为Cr、V和Fe的峰／背比值，K_i(i = 0,…,9)为参数。通过几种常用校正模型的比较表明，本文所提模型的剩余标准差最小。说明由于该模型同时考虑了基体的影响及谱线重迭而产生的非线性影响因素，用交叉项表示非线性项，对谱线重迭及基体效应的校正是有效的。四．土壤中常量元素的XRF测定：在XRF中，选择影响元素，解决元素间的基体效应是极其重要的问题。一般采用Plesch判据来选择影响元素，但该法需要知道主要基体和干扰元素对分析元素的质量吸收系数及干扰元素含量变化范围。本文采用逐步回归方法，对共存元素进行筛选，根据每个共存元素对分析元素的方差贡献大小选择影响元素，并以散射内标与经验系数相结合校正基体效应的影响。同时，对几种常用的经验校正模型进行比较。利用最小剩余标准作为判据。结果表明，几种常用的数模没有明显差别，当分析范围比较窄时，强度模型较好，当分析范围宽时，浓度模略优。同时用微型计算机，以基本参数法和若干标样，直接与X荧光谱仪进行联机分析，显示了基本参数法和经验系数法相结合解决实际问题的优越性。五．土壤中十三种痕量元素的XRF测定：用逐步回归方法选择基体元素，以散射内标和强度校正模型分析了土壤中十三种痕量元素。六．土壤中Cu、Zn、Rb、y的XRF测定：以相干／非相干散射之比为内标分析了Cu、Zn、Rb和y, 并考察了基体的影响，对参考标样的分析结果表明，结果满意。

聚丙烯酰胺水凝胶的制备与应用研究

本文分三部分论述了聚丙烯酰胺水凝胶的制备、结构、性质和在大分子稀水溶液浓缩方面的应用。I、聚丙烯酰胺水凝胶的制备与研究用以下两种不同方法制备了丙烯酰胺（AM）-丙烯酚钠（AANa）共聚物水凝胶：i、AM-AANa直接辐射共聚：ii、AM水凝胶辐射均聚，再经碱水解。考察以上两个体系的凝胶化剂量，发现前者比后者的凝胶化剂量大一个数量级。理论推导得到水凝胶溶胀比Q_m，与吸收剂量R和共聚物中AANa含量Z之间存在以下关系式：Q_m~(-2/3) ∝ R/Z并用实验证实了所得到的理论关系式。在研究水凝胶溶胀比的影响因素时发现，水凝胶的溶胀比并不随其中的离子基团（-COO~-）含量的增加而无限增加。AM均聚物水凝胶和AANa均聚物水凝胶的溶胀比都不是很大（均不超过400），只有当两者以一定比例混合共聚时，才有最大的溶胀比（大于2000），提出了“有效阴离子”的概念以解释这些现象。在研究pH值对AM-AANa共聚物水凝胶溶胀比的影响时发现，在溶液pH为2.5-3.5之间，水凝胶发生了可逆的相转移，已吸水溶胀的水凝胶突然收缩，释放出所吸入的水，前后体积相差400倍。此外，溶液中无机盐浓度对水凝胶的溶胀比影响很大。当无机盐浓度大于0.01M时，其溶胀比急剧下降。II、用~(13)C-NMR技术研究AM-AANa辐射共聚物的序列分布用以下两种方法合成了线性AM-AANa共聚物：i、AM-AANa直接辐射共聚，ii、AM辐射均聚，再经碱部分水解。研究了AM-AANa共聚体系和AM均聚体系的吸收剂量，对单体转化率和聚合物分子量的影响。用~(13)C-NMR技术研究了AM均聚物、AANa均聚物和AM-AANa共聚物分子链的微观结构。AM均聚物和AANa均聚物中，羰基振动峰的化学位移分别约为180 ppm和185 ppm；而AM-AANa共聚物的羰基振动峰明显分裂成丙烯酰胺（M）和丙烯酸（A）两个区域，而每个区域又分裂成三重小峰。根据这些小峰的相对面积，可以得到其对应三组元的相对强度，由此得到共聚物的序列分布。我们研究了两种不同方法得到的AM-AANa共聚物的序列分布，将各三组元的相对强度，同由一级Markov统计模型所得到的理论曲线进行了比较，结果表明：i、对于AM-AANa直接共聚物，以M为中心的三组元M（M-bar）M、M（M-bar）M、A（M-bar）M的相对强度值同理论曲线较符合，而以A为中心的三组元A（A-bar）A、M（A-bar）A、M（A-bar）M的相对强度则同理论曲线有较大偏离。ii、对于部分水解产物，结果正好相反，即以A为中心的三组元的相对强度值同理论曲线较符合。iii、直接共聚物嵌段成份较多，A（A-bar）A的相对强度值较大；而部分水解产物交替成份较多，M（A-bar）M的相对强度较大。III、水凝胶吸水法浓缩大分子稀水溶液 蛋白质等生物高分子极不稳定，温度、压力等外界条件的变化，都可以导致蛋白质分子的变质，因而其稀水溶液的浓缩是一般方法难以实现的。本工作用AM-AANa共聚物水凝胶吸水溶胀的办法浓缩蛋白质稀水溶液。由于蛋白质分子具有巨大的排斥体积而不被水凝胶吸收，因而其水溶液得到浓缩。本方法在常温常压下进行，不会导致蛋白质分子的变质，而且浓缩过程中并不需要特殊的装置，因而此方法具有很大的可行性。利用AM-AANa共聚物的相转移现象，通过改变pH值，使吸水溶胀的水凝胶收缩，把所吸入的水释放出来，从而可反复使用水凝胶。我们对几种蛋白质分子稀水溶液进行了浓缩试验，浓缩效率均在80%以上，并发现影响浓缩效率的主要因素有以下几种：i、对于不同的蛋白质水溶液，其浓缩效率不同；ii、对于同一种蛋白质分子，浓缩效率与水溶液的浓度有关，溶液越稀，浓缩效果越好；iii、浓缩效率与水凝胶的交联密度有关。对AM-AANa共聚物水凝胶，可通过调节其吸收剂量R，改变其浓缩效率。

内标法提高ICP-AES法测定精度和准确度-铜合金分析

电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）已有20多年的历史，经过20年来的发展，ICP-AES已成为世界各地分析化学实验室制备的分析手段之一。目前ICP-AES已经应用于生物样品、地质样品，合金等各种样品的分析中。虽然ICP-AES已成为溶液分析最理想、最有效的方法之一，但由于样品组成的复杂性，也使分析化学工作者面临着许多困难。如在钢铁及合金分析中，样品主成份的分析需准确度要好于1%，精密度≤0.3%，采用ICP-AES法的非内标法通常是达不到要求的。对于一些较纯的水溶液样品，一般可以采用简单的水样标准化，而含有复杂的、可变的基体成份就不适合于基体匹配。为了使冶金样品主成份分析的精度小于0.3%，准确度好于1%，我们将ICP摄谱法广泛应用的内标法应用到光电直读光谱仪中。内标法的作用达到了这一目的。使用内标法，就是要使内标元素能起到在等离子体激发过程中变动的补偿作用同时，还能起到在样品引入过程中，对样品喷雾量和提升率变动的补偿作用以提高分析方法精度和准确度。在初步的试验中，我们考察了28种元素谱线强度随等离子体操作参数变化的情况。（a）谱线强度与正向功率的关系；（b）谱线强度与观察高度的关系；（c）谱线强度与载气流速的关系。这样各元素在等离子体中的行为就因所给定的条件不同而异。根据上述28种元素在等离子体中的行为进行分类，为选择合适的内标元素奠定了基础。我们还对等离子体的正向功率、载气流量、观察高度、酸度等实验条件做了研究。发现，当各操作参数等主要条件改变时，谱线强度往往改变较大，但选择的内标元素谱线亦有类似的变化。因此，在采用内标法后，可以使这种变动得到一定的补偿，从而提高了分析结果的精度。本工作选用的折衷工作条件为：正向功率：1.30KW；载气流量：0.75 l/min; 观察高度：17 mm; 酸度：10% HNO_3(v/v)。研究了单一酸对分析元素谱线强度的影响。结果表明，单一酸的酸度在20%（v/v）以内，对分析元素与内标元素的谱线净强度的比值无影响。在折衷工作条件下，我们用合成水溶液体系研究了共存元素引起的物理干扰对分析元素谱线强度的影响。实验结果表明，随着试液中共存元素（Cu）浓度的增加，粘度明显增加，并导致提升量的急剧降低，谱线强度相应下降。但是当气溶胶导入量发生变化的时候，同时也引起内标元素和分析元素的原子或离子在等离子体中浓度分布的发迹内标元素与分析元素严格一致，可以较正共存元素引起的物理干扰。当共存元素达到一定的浓度时，由于内标元素与分析元素不严格一致，内标法失去作用。我们又考察了内标元素的浓度对分析元素的影响，内标元素的加入量从5～500μg/ml变化。当内标元素的浓度为200μg/ml时，对Mo, Ni, Pb, Ti及Mg略有影响，对其它元素无影响。我们选定内标元素的浓度为10 PPm。在折衷工作条件下，我们绘制了含有Y作内标的一套工作曲线及相应的不含Y的工作曲线，并分析了BMn40-1.5锰白铜样品。结果表明，当含量大于0.3%时，测定精度均低于0.3%，并得出以下结论：（1）各种元素在等离子体中的行为依测定条件而异，因此内标元素的选择最好是从在等离子体中行为相似的一组内选择。（2）在光电直流光谱仪中动用内标法可以提高样品中主成份元素的精度和准确度。（3）内标法在SBR较高的情况下可以起到较好的效果，但当SBR较小时，内标法就会失去作用。样品分解是样品分析的关键步骤。在现有的分解方法中，常用的有干灰化法和湿灰化法等。然而这些方法各有其缺点。因此，我们试图寻找一种快速的湿法消解技术，微波炉快速样品溶解似乎很具有吸引力。我们利用国产微波炉和全聚器氟乙烯密封溶器结合，系统地考查了微波炉溶解茶叶及茶树叶，利用ICP-AES测定的可行性，并与湿式消解法，加压密封法等进行了比较，获得满意结果。首先，我们选择了微波炉消化处理的最佳条件，确定了最佳溶解方案，已证明HNO_3-HF(5:1)混合酸溶解样品是令人满意的。又研究了微波炉加热对分析无素挥发性的影响。结果表明，微波炉加热与不经微波炉加热样品的浓度没有明显差异。按上述确定的工作条件，我们分析茶叶及茶树叶样品，并与不同的处理方法进行了比较。采用干灰化法处理茶叶（茶树叶）至少需8小时，而且还极易损失和沾污，但干灰化法用的酸量较少，空白较低，对Cr等的测定有利。湿法消解由于使用HClO_4-HF混酸，B大部分损失或完全挥发挥失。然而采用微波炉完全溶解样品只需19分钟即可，而且由于未使用HClO_4，样品溶液最后只需蒸至近干，有效地防止了易挥发元素的损失及某些不溶性高氯酸盐的生成。微波炉混合酸消酸系统是一种合适的溶解各种各样样品的技术，它为分解各种各样样品以进行多元素测定提供了一种快速、准确、经济的方法。该方法对于通常在敞口溶器中分解易于损失的挥发性元素特别有用，而且还特别适用于样品个数多，量少的生物样品等的微量元素的分析测定。

I 蓖麻油聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯AB交联聚合物的研究 II 双阳原油热处理中加入降凝剂的研究

用蓖麻油与TDI反应生成端异氰酸酯基预聚物，再与HEA反应，生成端乙烯基预聚物，以不同比例的MMA与端乙烯基预聚物共聚交联，得到一组组成和交联密度各不相同的ABCP样品；为了分别观察组成和交联密度对材料性能的影响，在交联共聚过程中，以二乙烯基苯作交联点调节剂 ，得到固定组成，交联密度变化和固定交联密度组成变化的两组样品；此外，在固化过程中加入不同含量的丙烯酸（<10%），得到另一组样品，以观察氢键对该体系的影响。反应过程中用化学分析、NMR、IR及平衡溶胀等方法测定反应程度、分子量及交联网的交联密度；同时用动态粘弹谱仪和介电损耗仪测定样品的动态力学性能，转变与松弛及相容性；用材料试验机测试样品的力学性能；通过透射电子显微镜观察材料的形态结构。结果表明：copu/PMMA ABCP是个半相容体系，随硬段含量的增加和交联密度的减小相容性变差。形态结构呈不规则形状，相区尺寸由几A变至几百A，材料的力学性能和阻尼性能明显优子构成它们的均聚物。材料的阻尼值主要受交联密度的影响，玻璃化转变温度则主要受组成控制。氢键对该体系的形态结构有明显影响，丙烯酸含量为7.5%时相容性最差，5%和10%时最好。以双阳昌10号井原油为研究对象选用EVA作原料，以马来酸酐接枝改性，合成ET-6降凝剂。采取在热处理中加入降凝剂的综合处理方法，考察了降凝剂合成的最佳反应条件和降凝剂用量及热处理温度对原油结晶状态及流动性的影响。结果表明，热处理中加入ET-6降凝剂可使蜡的结晶形态发生明显变化，降凝剂用量仅100-500 ppm即可使双阳原油的凝固点由原来的30-31 ℃降至7-9 ℃，原油的低温流动性大为改观。

La-Ba-Cu-Sn-O钙钛矿型多元复合氧化物的制备、组成、结构、电学性质和气敏性质的研究

本文合成了LaBa_2Cu_(3-x)Sn_xO_(6.5) + x (x = 0.2; 0.5; 0.7; 1.0; 1.2; 1.5; 1.7; 2.0; 2.2; 2.5; 2.7; 3.0)系列，2aBaCu_(2-x)Sn_xO_(4.5) + x (x = 0; 0.2; 0.5; 0.7; 1.0; 1.2; 1.5; 1.7; 2.0)系列和La_3Cu_(3-x)Sn_xO_(7.5) + x (x = 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.2; 2.5; 2.7)系列等二十八个新复合氧化物。这三个系列二十八个新复合氧化物直至目前为止，文献上未见过报道。我们通过x-ray粉末衍射图分析了它们的结构，肯定了它们是新的单一化合物，计算了它们的晶胞参数并确定它们的所属晶系。元素化学分析表明，所有这些化合物均可用原始计算配比化学式表示。干湿两种合成方法所合成的结构相同。对于这三个系列二十八个瓣复合氧化物，我们选用LaBa_2-Cu_(3-x)Sn_xO_(6.5) = x (x = 0.5;1.0;1.5;2.0;2.5),LaBaCu_(2-x)Sn_xO_(4.5) = x(x = 0.5; 1.0; 1.5;2.0), La_3Cu_(3-x)Sn_xO_(7.5) + x (x = 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5)等十四个化合物，对它们的低温，高温和高湿下的电阻率和导电类型进行了测试，绘得了它们的电阻率和温度的关系曲线。在一定温度下，一个系列内的化合物电阻率随锡的分子含量增加而增大。La_3Cu_(3-x)Sn_xO_(7.5) = x系统人物的电阻率明显大于其它二个系列相应化合物的电阻率。所有化合物在液氮至室温温区内，基本上呈半导体导电类型。在高温以上温区，当温度升至一定温度时之前，化合物呈本导体导电类型达到一定温度之后，当金属导电类型所有新复合氧化物在高温均属P型半导体。本文还研究了这三个系列化合物和将它们掺入二氧化锡中的气敏性能。结果表明：所有这类化合物和将它们掺入二氧化锡中作为添加剂做成的气敏材料，除LaBa_2Cu_(1.5)Sn_(1.5)O_8掺入SnO_2做成的气敏材料外，在本文实验条件下做成的气敏元件对氧化性和还原性气体均无或只有很差的气敏性。LaBa_2Cu_(1.5)Sn_(1.5)O_8作为添加剂掺入SnO_2中(摩尔比0.2:0.8; 0.1:0.9)所制得的气敏文件对高浓度(1%-10%)的一氧化碳，液化气和煤气具有很好的气敏线性响应，当加热电流为300mA时，酒精，汽油和石油醚等还原性气体基本上无干扰。实验表明当摩尔比为0.1:0.9时，材料的气敏性能最佳，但重现性较差，当摩尔比为0.2:0.8时，气敏性稍低，但重现性较好。本文还合成了La_xBa_(1-x)SnO_3(x = 0; 0.05; 0.10; 0.15, 0.20)系列化合物，并确定了它们的结构和所属晶系。从结构上分析我们认该系列化合物相互之间为置换固溶体。其晶胞参数随镧的加入量增加而减小。该系列均属几型半导体材料。我们利用该系列材料进行了过敏性研究。结果表明。由La_(0.1)Ba_(0.9)SnO_3制得的高热式气敏器件对低浓度酒精(<1000 ppm)有很好的气敏线性响应。在加热电流为250 mA时，基本上排除了煤气，一氧化碳，液化气和汽油等可燃性气体的干扰。但香烟烟雾对器件检测酒精有一定的影响。La_(0.1)Ba_(0.9)SnO_3气敏材料多添加1%而制得的器件，机械强度达到很好的效果，器件对酒精的灵敏度有降低，而响应浓度区间宽度增加近一倍，选择性几乎不变。该材料具有较好的实验重现性。该系列的其它化合物在本实验条件下所制得的器件对可燃性气体的敏感性较差。

CO2升高对土壤微生物群落影响的模拟研究

大气CO2浓度升高可以通过植物间接影响土壤生态系统。土壤生态系统的结构和功能改变将影响有机质矿化和营养物质循环，进而可能对CO2浓度升高产生正反馈或负反馈。微生物是土壤生态系统的主体，在对CO2浓度升高的反馈中起着至关重要的作用。本研究以开顶箱系统为平台，采用微生物分子生态学技术和现代酶学技术，通过对长期接受500 ppm CO2的红松幼树、长白赤松幼树和蒙古栎幼树非根际土壤连续两个生长季的测定，系统研究了高浓度CO2对温带森林土壤微生物群落的生物量和微生物活性的影响，检测了土壤微生物群落的结构和功能以及土壤化学性质变化，主要结论如下： （1）高浓度CO2处理提高了土壤有机碳含量。与对照组相比较，红松幼树土壤有机碳含量提高9.4%；长白赤松幼树土壤提高0.6%；蒙古栎幼树土壤提高1.3%。 （2）高浓度CO2处理使土壤磷酸酶（phosphatase）、几丁质酶（1,4-β-acetylglucosaminidase, 1,4-β-NAG）和多酚氧化酶（phenol oxidase）活性发生了显著变化，高浓度CO2使红松土壤 1,4-β-NAG活性提高7-25%，长白松土壤1,4-β-NAG平均活性降低14%，蒙古栎土壤1,4-β-NAG平均活性提高31%。 同时研究还发现，过氧化物酶（peroxidase）和多酚氧化酶(phenol oxidase)活性与微生物量碳和微生物量氮呈显著的正相关。相关分析还显示，土壤湿度与1,4-α-葡萄糖苷酶（1,4-α-glucosidase）活性、 微生物生物量碳和微生物生物量氮呈显著的正相关。 高浓度CO2在不同程度上改变了土壤转化酶活性和脱氢酶活性。高浓度CO2显著提高了红松和长白赤松土壤硝化酶活性；而显著降低反硝化酶活性。 （3）研究发现三种树土壤的真菌和细菌群落存在着季节性演替，并且高浓度CO2熏蒸处理使真菌群落结构发生了显著的变化，表现为一些种群优势度下降，另一些升高。虽然，细菌群落没有如真菌群落变化的明显，但研究中也发现高浓度CO2的确使个别细菌种群的优势度发生了显著改变。 亲缘关系与Calocybe carnea，Magmatodrilus obscurus密切的真菌是红松土壤优势种群，与Humicola fuscoatra关系相近的是长白松土壤的优势种群，并且此三种真菌的季节性变化不显著。研究发现高浓度CO2使红松土壤中亲缘关系与Pachyella clypeata，Cochlonema euryblastum，Lepiota cristata，Eimeriidae sp.， Trichoderma sp.相近的种群的丰富度显著提高，使蒙古栎土壤中亲缘关系与Serendipita vermifera，Calocybe carnea种群丰富度显著下降，使蒙古栎土壤中与Candida sp.，Magmatodrilus obscurus和Pachyella clypeata亲缘关系密切种群的丰富度显著提高。 （4）三种幼树叶的原位分解培养429天结果显示，红松和长白松凋落物的β-葡萄糖苷酶（1,4-β-glucosidase）和木糖苷酶（1,4-β-xylosidase）活性随着分解而逐渐增加，而这两种酶在蒙古栎凋落物分解过程中保持相对恒定；高浓度CO2显著影响叶凋落物分解磷酸酶（phosphatase），纤维二糖酶（cellobiohydrolase）, 几丁质酶(1,4-β-NAG)，多酚氧化酶（phenol oxidase）和过氧化物酶（peroxidase）的活性。研究发现，凋落物的生物化学性质变化能引起分解的微生物群落发生变化，进而引起分泌的胞外酶活性变化，科学印证了大气CO2浓度升高“通过影响凋落物质量进而影响分解叶凋落物的微生物群落的结构和功能”的猜测。 不同凋落物之间酶活性差异显著，真菌和细菌群落结构也显著不同。序列与Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系密切的真菌和亲缘关系与Verrucomicrobia bacterium密切的细菌是长白松凋落分解的最优势种群，序列与Lophium mytilinum亲缘关系密切的真菌是红松凋落分解的最优势种群。 另外，研究还发现，高浓度CO2使参与分解红松凋落物Beta proteobacterium OS-15A亲缘关系相近的细菌种群和与Azospirillum amazonense亲缘关系相近的种群丰富度显著降低；使与Luteibactor rhizovicina亲缘关系相近的种群和与Luteibactor rhizovicina亲缘关系相近的种群显著提高。高浓度CO2使定殖于长白松凋落物上Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系相近的种群和与Bionectria pityrodes亲缘关系相近的种群显著提高，而使与Neofabraea malicorticis亲缘关系相近的种群和与Hyphodiscus hymeniophilus亲缘关系相近的种群显著下降。

典型沉积物组分结合的重金属对芦苇的植物有效性研究

沉积物中的重金属，与无机、有机胶体通过吸附、配位体交换、络合、共沉淀等作用与沉积物中不同组分结合，由于污染来源、环境条件、赋存时间的不同，重金属可以有不同的化学形态。不同赋存形态的重金属具有不同的生物环境地球化学过程及生物有效性规律。 5种氧化物矿物吸附态Cd的富集实验表明，芦苇对吸附在含铝矿物表面的Cd吸收最多，其次为铁锰矿物。比表面积较大、等电点较低的矿物与Cd的吸附强度和稳定性较强，进而造成Cd的植物有效性较低。可能对Cd的吸附解吸产生影响的是植物根系分泌的有机酸，有机酸对不同矿物吸附Cd的解吸规律与芦苇对Cd的吸收规律一致。有机酸本身性质，如羧基数量、电离常数等影响Cd解吸量。 环境中与水合氧化物结合（吸附和共沉淀）的Cd生物有效性研究表明，两种结合形式的Cd均被芦苇富集，不同处理体系中富集强度不同，根中富集量9.1 ~ 37.8 mg/kg；地上部分富集量为0 ~ 10.0 mg/kg。由于共沉淀处理增加了矿物的比表面积和吸附位点密度，并且在预先混合的过程中Cd进入氧化物内部使结合了Cd的水合氧化物更加稳定，因此吸附态Cd的植物有效性大于共沉淀。老化处理可使Cd向水合氧化物晶格内部扩散，因而显著地降低吸附态Cd的富集。由于Fe(OH)3的等电点较低、阳离子交换容量较大，因此与Fe(OH)3 结合的Cd有效性较低。采用2种低分子量有机酸对Cd进行解吸，Cd的解吸规律与芦苇对镉的富集规律一致。 与无定形铁氧化物结合（吸附和共沉淀）的多金属富集实验表明，芦苇对不同金属的富集强度不同。金属离子与铁氧化物的亲合力由金属阳离子水合半径和水化数决定，本研究中金属与铁矿物结合亲合力遵循：Pb > Cd > Cu > Ni，因此芦苇对金属的富集规律大致为Ni > Cu > Cd > Pb。在多金属处理体系中，金属之间往往竞争相同的吸附位点，形成相似络合物，从而改变吸附强度和稳定性。Ni和Cd在根中富集量较少，可能是体系中Pb的投加产生了竞争作用。此外，植物对金属的选择性吸收也影响金属的植物有效性。解吸实验表明，吸附处理的金属解吸量大于共沉淀，单一金属投加体系中，重金属的解吸量：Ni > Cu > Cd > Pb；多种金属投加体系中，Pb的解吸量增加，Cd的解吸量下降。根系分泌的低分子量有机酸对沉积物中的重金属有重要的活化作用，这可能是植物吸收污染沉积物或土壤中重金属的重要因素之一。 针铁矿和不溶性腐殖酸吸附态Cd的富集实验表明，水溶态金属的有效性最大，其次为针铁矿吸附态，最难被植物吸收的是腐殖酸吸附态金属。由于腐殖酸结构复杂、表面多官能团和吸附位点，因此与金属的亲合力较大，结合牢固，不易被芦苇吸收富集。解吸实验验证了相同条件下，柠檬酸对腐殖酸吸附态金属的解吸量小于针铁矿结合态。pH值是影响金属与沉积物中活性组分结合强度和稳定性的重要因素。较低的pH值，水相中H+浓度较高，与金属离子竞争吸附位点，降低针铁矿或腐殖酸对金属离子的吸附容量和稳定性。另外，环境pH值较低（低于矿物等电点）时，矿物表面趋于带正电，增加了金属离子吸附的难度。 水体－沉积物体系中，可溶性腐殖酸影响重金属的迁移和生物有效性。不同的腐殖酸浓度和投加顺序对金属的生物有效性影响研究表明，单一金属投加体系中，金属在芦苇体内的富集规律为：Cu > Cd > Ni > Pb，金属在植物不同部位的分布遵循：根 > 叶 > 茎 > DCB，腐殖酸浓度的增加降低了金属的富集（除Ni外）。混合金属投加体系中，金属的富集遵循：Ni > Cu > Cd > Pb（HA 5 ppm）；Cd > Ni > Cu > Pb（HA 20 ppm）。与单一金属投加相比，金属的富集量降低，DCB提取态金属含量增加。腐殖酸浓度的增加降低了金属的生物有效性。腐殖酸加入顺序显著影响的金属与针铁矿的吸附，进而影响金属的生物有效性。

A study of the suppression of the high-temperature helium embrittlement in an oxide-particle dispersion strengthened alloy

In this paper, an investigation on the micro-structure of an Fe-base oxide-dispersion-strengthened (ODS) alloy irradiated with high-energy Ne-20 ions to different doses at a temperature around 0.5T(m) (T-m is the melting point of the alloy) is presented. Investigation with the transmission electron microscopy found that the accelerated growth of voids at grain-boundaries, which is usually a concern in conventional Fe-base alloys under conditions of inert-gas implantation, was not observed in the ODS alloy irradiated even to the highest dose (12000 at.ppm Ne). The reason is ascribed to the enhanced recombination of point defects and strong trapping of Ne atoms at the interfaces of the nano-scale oxide particles in grains. The study showed that ODS alloys have good resistance to the high-temperature inter-granular embrittlement due to inert-gas accumulation, exhibiting prominence of application in harsh situations of considerable helium production at elevated temperatures like in a fusion reactor.

Design of a 7 T Superconducting Magnet for Lanzhou Penning Trap

A penning trap system called LPT (LANZHOU PENNING TRAP) is now being developed for precise mass measurements in IMP (Institute of Modern Physics). The most key component of LPT is a superconducting magnet. A Phi 156 mm warm bore and two cylinder good field regions with a distance of 220 mm are required for trapping ions and measurements. As the required homogeneity is better than 0.5 ppm, several complicated coaxial coils are used to produce such a magnetic field. The size and position of these coils are optimized by using a method combining linear program with multiobjective optimization. Superconducting shim coils and passive shim pieces are used to eliminate inevitable winding tolerances and environmental influence. The fringe field is decreased to 5 Gs at 2 m line from the center of the magnet by active shielding coils. The designs of the mechanical structure, the quench protection system are also introduced in this paper.

Influence of composition of heteropolyphosphatotungstate catalyst on epoxidation of propylene

A series of heteropolyphosphatotungstate catalysts with different W/P ratio were prepared by different means. P-31 MAS NMR spectra show every heteropolyphosphatotungstate contains several species with different W/P ratio. Combined with propylene epoxidation results, it is shown that the band at chemical shift ca. delta = 5 ppm maybe corresponds to a catalyst precursor which can be the most efficiently converted to the structure {PO4 [WO(O-2)(2)](4)}(3-). Characterization results of ICP show, the catalysts with low W/P ratio show a good reactivity for propylene epoxidation. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Characterization of the acid sites in dealuminated nanosized HZSM-5 zeolite with the probe molecule trimethylphosphine

The acid sites in dealuminated HZSM-5 zeolite with crystal sizes down to the nanoscale were firstly characterized by the probe molecule trimethylphosphine (TMP). As evidenced by the combination of P-31 CP/MAS NMR, Al-27 MAS and H-1 --> Al-27 CP/MAS NMR measurements, the Bronsted acid sites of both microsized and nanosized HZSM-5 could be decreased upon the dealumination of zeolitic framework after hydrothermal treatment. At the same time, the appearance of Lewis acid sites was observed. The dealuminated nanosized HZSM-5 is easier to form Lewis acid sites than microsized HZSM-5, and the type of Lewis acid sites in nanosized HSM-5 is more than one. In addition, the origin of Lewis acid sites is mainly associated with the aluminum at ca. 30 ppm, in the Al-27 MAS NMR spectra, and only a part of which in the dealuminated HZSM-5 zeolite acts as Lewis acid sites. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

电流型甲醛气体传感器的研究

合成了纳米级的金催化剂,同时利用TEM、SEM和XRD等测试进行了物理表征。将其应用于甲醛的电化学氧化的研究,并组装了传感器,在甲醛浓度为0～50ppm范围内对传感器进行了性能测试,传感器灵敏度为760nA/ppm,甲醛气体浓度与响应信号具有良好的线性关系。

i-Motif Quadruplex DNA-Based Biosensor for Distinguishing Single- and Multiwalled Carbon Nanotubes

The increasing worldwide demand for carbon nanotubes (CNTs) and increasing concern regarding how to safely develop and use CNTs are requiring a low-cost, simple, and highly sensitive CNT detection assay for toxicological evaluation and environmental monitoring. However, this goal is still far from being achieved. All the current CNT detection techniques are not,applicable for automation and field analysis because they are dependent on highly expensive special instruments and complicated sample preparation. On the basis of the capability of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) to specifically induce human telomeric i-motif formation, we design an electrochemical DNA (E-DNA) sensor that can distinguish single- and multiwalled carbon nanotubes both in buffer and in cell extracts. The E-DNA sensor can selectively detect SWNTs; with a direct detection limit of 0.2 ppm and has been demonstrated in cancer cell extracts. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a biosensing technique that can distinguish different types of nanotubes. Our work will provide new insights into how to design a biosensor for detection of carbon nanotubes.

Effect of main-chain rigidity on the phase transitional behavior of comblike polymers

The influence of the rigidity of polymer backbones on the side-chain crystallization and phase transition behavior was systematically investigated by a combination of differential scanning calorimetry (DSC), wide-angle X-ray diffraction (WAXD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and high-resolution solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). DSC investigation indicated that the crystallization number of alkyl carbon atoms of the side chains grafted onto the rigid polymer backbone, poly(p-benzamide) (PBA), is much lower than that of the alkyl carbon atoms of the side chains grafted onto the flexible polymer backbone, poly(ethyleneimine) (PEI), implying that the conformational state of the polymer backbones has a strong effect on the side-chain crystallization behavior in comblike polymers. WAXD and FTIR results proved that these two comblike polymers pack into hexagonal (PBA18C) and orthorhombic (PEI18C) crystals, respectively, depending on the adjusting ability of the polymer backbones for particular conformational states. It was also found that the presence of the crystalline-amorphous interphase (delta = 31.6 ppm) in PBA18C detected by solid-state C-13 NMR spectroscopy can be attributed to the rigid PBA backbone, which restricts the mobility of the alkyl side chains.

Synthesis and properties of novel regioirregular polyimides from easily synthesized asymmetrical dichlorophthalimide monomers

New asymmetrical aromatic dichlorophthalimide monomers containing pendant groups (trifluoromethyl or methyl) were conveniently prepared from inexpensive and commercially available compounds. With these monomers, a new class of soluble polyimides with a regioirregular structure within the polymer backbone was obtained by the Ni(0)-catalyzed polymerization method. The structures of the polymers were confirmed by various spectroscopic techniques. The polyimides displayed better solubility and higher thermal stability than the corresponding regular polyimides. In addition, fluorinated polyimides in this study had low dielectric constants ranging from 2.52 to 2.78, low moisture absorptions of less than 0.59%, and low thermal expansion coefficients between 10.6 and 19.7 ppm/degrees C. The oxygen permeability coefficients and permeability selectivity of oxygen to nitrogen of the films were in the ranges of 2.99-4.20 barrer and 5.55-7.50, respectively. We have demonstrated that the synthetic pathway for polyimides provides a successful approach to increasing the solubility and processability of polyimides without sacrificing their thermal stability.