涌泉根灌湿润体特征值变化规律研究

在米脂山地微灌枣树示范基地进行原状土涌泉根灌入渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下涌泉根灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:湿润体的水平扩散半径、向上入渗距离、向下入渗深度随流量的增大而增大,且均与入渗时间有显著的幂函数关系;在相同流量情况下,向上入渗最快,水平扩散次之,向下入渗最慢;湿润体体积受灌水量和流量的影响;在不同流量条件下,湿润体体积与灌水量间,湿润体水平扩散半径、垂直扩散距离与灌水量间均存在极显著的幂函数关系;针对五年生枣树根系分布特征,确定了枣树适宜灌水时间和灌水量。

干旱胁迫下蚕豆叶片抗氧化酶活性的变化

抗氧化防御系统在植物抗旱中发挥着极大的作用。本试验采用PEG胁迫和叶片35℃烘干处理的方法,研究了模拟干旱胁迫条件下蚕豆叶片SOD、POD、CAT活性变化。结果表明,三种抗氧化酶随胁迫时间的延长活性升高;随胁迫程度增加SOD活性活性降低,POD和CAT活性变化规律性不明显。总体而言,SOD活性对胁迫的耐受性更强。

草甘膦的土壤酶效应研究

为了探讨当今世界使用量最大的除草剂——草甘膦的土壤环境效应,本文采用室内模拟方法,较为系统地研究了我国4类土壤:褐土、黄绵土、风沙土和红壤,共11个土样中4种主要酶类(脲酶、转化酶、磷酸酶以及脱氢酶)活性与草甘膦间的关系,计算并得到了能够表征土壤轻度污染的生态剂量值ED10。结果表明:非缓冲液法较好地反映了土壤酶的实际情况;草甘膦总体上激活土壤脲酶、转化酶和脱氢酶活性,最大增幅分别为190%、1372%和42%;抑制磷酸酶活性,最大幅度为35%;磷酸酶与草甘膦间为完全抑制作用机理;激活脱氢酶活性揭示出草甘膦导致了土壤中微生物活性增强,从侧面反映出草甘膦是一种毒性较低的农药。计算获得4类供试土壤褐土、黄绵土、风沙土和红壤ED10值分别为168.3、438.5、35.1和141.4mg·kg-1;在一定程度上用土壤酶活性比生物来表征土壤污染程度更敏感。土壤性质对草甘膦的毒性有重要影响。

盐渍土的增湿剪切变形特性

盐渍土在浸水后由于盐分的溶解,对土体的强度产生较大的影响。在以往的研究中,主要以饱和与非饱和土体的强度比较来说明水对强度的影响,没有研究在部分浸水后土体的变形和强度的变化规律。针对这一点,在参考黄土增湿剪切方法的基础上研究了盐渍土的增湿剪切变形特性,探讨了垂直压力、干密度和剪应力水平对剪切变形量的影响规律。

黄土丘陵区沟谷地植被恢复群落特征研究

对黄土丘陵区2个不同沟向沟谷地植被群落特征进行样方调查,统计分析沟谷地植物物种频度和植物种群相似系数。调查共记录植物81种,隶属31个科,菊科、禾本科和豆科物种分别占物种总数的19.75%、16.05%和14.81%;封禁20年左右的沟谷地植被演替表现出良性演替的趋势;目前该沟谷地植物群落生活型中草本植物仍占主导地位,尤其是多年生草本,而灌乔生活型植物也已占有重要地位。灌乔木树种对植物群落多样性和结构等方面具有重要影响,沟谷地植被分布的斑块格局较为突出,不同沟向沟谷地的灌乔植物种的重要值构成格局存在一定差异,南北沟向较西东沟向分配均匀;沟向不同,沟谷地所形成的植被种群相似性具有一定差异,主要是由于受到一些伴生种和罕见种的影响。此研究对掌握该地形植被演替方向,明确植被恢复任务和目标具有一定意义。

钍的萃取机理及工艺

钍是一种重要的核燃料。我国包头稀土精矿含钍0.2%，按每年处理5000吨精矿计算，每年可回收氧化钍10吨。因而研究钍与稀土及其它杂质的分离，不仅能回收钍，同时能降低稀土产品的放射性污染。用伯胺从硫酸焙烧精矿中分离钍的流程已应用于工业生产，但从氧化焙烧流程中回收钍的问题尚未得到解决。本工作主要是研究二种常用的萃取剂伯胺N_(1923)和HEH（EHP）（P_(507)）对钍的萃取机理，并针对包头矿氧化焙烧硫酸浸出液中钍与稀土的分离，研究了工艺流程。本工作主要包括五部分。一、伯胺从硫酸溶液中萃取钍的机理研究了伯胺-苯溶液从硫酸介质中萃取钍的萃取机理，用饱和法、斜率法、等克分子系列法确定了萃合物的组成，得到了在一定条件下的萃取反应为：Th~(4+) + 2SO_4~(2-) + 2(RNH_3)_2SO_(4(O)) <-> (RNH_3)_4Th(SO_4)_(4(O))考察了不同溶剂对萃取平衡的影响，在不同溶剂中，伯胺的萃钍能力次序如下：四氯化碳>氯仿>苯>二甲苯>二氯已烷>正已烷。计算了不同条件下的浓度平衡常数K，lg K = 10.28 ± 0.05，结果表明，K不随伯胺浓度改变，K随水相酸度增大而增大，随钍浓度增大而减小。研究了温度对萃取平衡的影响，结果表明，伯胺从硫酸溶液中萃取钍的热效应很小。并计算了一定条件下的热力学函数ΔH = -2900 JM~(-1)，ΔS = 190 JM~(-1)。考察了不同条件下的红外和核磁共振谱，并对所提出的机理进行了讨论。二、伯胺从碳酸盐溶液中萃取钍的机理研究了伯胺-正辛烷溶液从碳酸盐介质中萃取钍的平衡规律，用斜率法确定了萃合物组成，得出萃取机理：Th~(4+) + 5CO_3~(2-) + 4(RNH_3NO_3)_((1.5)(O)) <-> (RNH_3)_6Th(CO_3)_(5(O)) + 6NO_3~-考察了不同碳酸盐及水相PH值对萃取平衡的影响，结果表明，在各种碳酸盐溶液中，萃取能力均随碳酸盐浓度及水相PH值增加而下降。计算了浓度平衡常数K，结果表明，K随伯胺浓度增加而增加。研究了不同溶剂及温度对萃取平衡的影响，结果表明，伯胺从碳酸盐溶液中萃取钍是放热反应，并计算了两种碳酸盐浓度下的ΔH、ΔS值。考察了萃合物的红外光谱和核磁共振谱，并对反应机理进行了讨论。三、P_(507)从硫酸溶液中萃取钍的机理研究了P_(507)-正辛烷溶液在不同浓度（1 ～ 15 N）的硫酸介质中萃取钍的平衡规律，同斜率法，饱和法确定了萃合物组成，提出了不同硫酸浓度下P_(507)萃取钍的两种机理。在低酸度下（0.5-6 N）：Th~(4+) + 2.5(HL)_(2(O)) <-> ThL_3(HL_2)_((O)) + 4H~+在高酸度下（10-15 N）：Th~(4+) + 2HSO_4~- + SO_4~(2-) + 2.5(HL)_(2(O)) <-> H_2Th(SO_4)_35(HL)_((O))并按如下机理萃取硫酸（12N以上）：2H~+ + SO_4~(2-) + (HL)_(2(O)) <-> H_2SO_2·2(HL)_((O))通过低酸度下的饱和萃取试验，得出了在饱和情况下，P_(507)萃取钍的机理：Th~(4+) + 2(HL)_(2(O)) <-> ThL_(4(O)) + 4H~+考察了不同溶剂对萃取平衡的影响，结果表明，P_(507)从低浓度硫酸溶液中萃取钍的能力随溶剂的介电常数增加而下降。计算了各种条件下的浓度平衡常数，lgK(2.2N H_2SO_4) = 4.07 ± 0.02, lgK (12.6N H_2SO_4) = 3.53 ± 0.04，结果表明，在高、低两种酸度下，K均不随P_(507)浓度改变，在低酸底下，K随硫酸浓度增加而略有增大，在高酸度下，K随硫酸浓度增加有较显著的增大。从温度对萃取平衡的影响指出，P_(507)从硫酸介质中萃取钍是放热反应。计算了各种酸度下的ΔH、ΔS值。研究了萃合物的红外及核磁共振谱，并对不同条件下的反应机理进行了讨论。四、用伯胺从包头矿氧化焙烧流程中回收钍的工艺包头稀土矿氧化焙烧流程中，得到了含钍、铈（IV），稀土（III）和铁（III）的硫酸浸出液。工艺要求从该浸出液中回收钍，并且同时把其中的铈（IV）单独分离出来。由于料液中有大量的铈（IV），严重地影响了伯胺对钍的萃取能力，如果增大伯胺浓度，会使分相速度减慢。我们用15%N_(1923)-5%异辛醇-煤油作有机相，进行了13级分流萃取，出口小相中Th/RE = 3 * 10~(-5)，低于国家规定标准，铈（IV）较完全地被萃入有机相中，出口有机相中铈的纯度为96.7%。然后用3N硝酸加1%过氧化氢溶液将钍与铈同时反萃到水相，反萃液中铈（IV）已被还原为铈（III），再用0.3F P_(507)进行8级逆流萃取，将钍萃入有机相，铈留在水相，从而使钍与铈分离。五、用P_(507)从包头矿氧化焙烧硫酸浸出液中回收钍的工艺当有铈（IV）存在时，P_(507)对钍的萃取能力仍很强。我们用1.54F P_(507)-煤油作萃取剂，进行了5级逆流萃取，出口水相中Th/RE = 1.2 * 10~(-4)，低于国家规定标准，铈（IV）全部萃入有机相中，出口有机相中铈的品位为96.2%。出口有机相用2N硫酸加2%过氧化氢进行还原反萃，用13级分流反萃，使铈全部反到水相中，钍则不被反萃，达到了铈、钍分离的目的。以上两种工艺流程均可用于从氧化焙烧硫酸浸出液中分离钍及铈。

用电动势方法测定Pr-Al、Nd-Al体系的热力学性质和Nd-Al合金组成

本文测定了如下电池 Pr(固)|KCl-NaCl+2%PrCl_3|Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19) Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2% PrCl_3|Pr-Al(待测) Nd(固)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19) Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与温度，待测合金组成的关系。温度范围是670－850 ℃，组成范围是Pr或Nd的摩尔分数从0.01到0.190。在此基础上计算了Pr-Al、Nd-Al合金熔体中各金属的活度、偏摩尔自由能、偏摩尔熵以及合金体系的摩尔混自由能、摩尔混合熵和摩尔混合焓，计算了合金相图的部分液相线温度和不同温度下PrAl_4、NdAl_4的标准生成自由能。在空气和氯气混合气氛下对电池Nd-Al(X_(dd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与待测合金组成、电解质中NdCl_3含量的关系进行了探讨。为在电解Nd-Al合金过程中快速、近似分析合金组成提供了依据。在此基础上提出了一种快速、近似的分析方法。

糠醇和糠醇与三－（2－羟乙基）－异氰尿酸酯缩聚和磺化反应及结构性能表征

本工作对糠醇（FA）和FA与三－（2－羟乙基）异氰尿酸酯（THEIC）的缩聚和磺化反应以及产物的结构和抗氧，抗氯稳定性进行了系统的研究。对FA与THEIC表面聚合制备反渗透复合膜具有十分重要的指导意义。由热分析方法研究发现，FA和FA与THEIC共缩聚反应过程在DSC谱图上有四个放热反应峰。I、II峰（50～80 ℃）为FA头－尾及头－头醚化脱水线性缩聚反应。III峰（110～130 ℃）为FA缩聚物的端羟甲基与亚甲基脱水反应。IN峰（150～190 ℃）为高温下呋喃甲醚链脱出甲醛，甲醛与亚甲基发生交联反应。催化剂用量的增加有利于羟甲基间脱水醚化反应。FA与THEIC共缩聚反应在150 ℃左右有突变，THEIC参加反应的活性增加。体系中大量硫酸存在对THEIC参加反应不利，同时引起FA缩聚物裂解反应。THEIC的加入可改善FA缩聚物的耐热氧化裂解性能。空气下使起始热失重温度提高了60 ℃；氮气下，起始热失重温度提高80 ℃。FA缩聚物的磺化反应在低温下就开始进行，140 ℃时磺化程度最高。磺化度为0.067个SO_3H／重复单元，离子交换容量（电荷密度）为0.84 meg/g酸型。FA和甲基呋喃齐聚物和其磺化后的~(13)C-NMR分析表明，磺化反应容易发生在端呋喃环与H相连的α位，β位，中间呋喃环β位也可发生磺化反应。磺化反应速度较慢，磺化程度不高。H_2SO_4与FA重量之比大于四分之一时，磺化程度基本不变，H_2SO_4量过高时对产物有裂解作用，因此选择此比例比较适宜。由液体和固体~(13)C-NMR观察到FA缩聚反应过程中，羟甲基于100 ℃基本消失，而呋喃甲醚链生成。产生交联的主要原因是甲醛与亚甲基反应进行的。甲醛也可同呋喃环端αH位和β位发生反应生成羟甲基，羟甲基可继续参加反应使缩聚物产生交联。缩聚物中有明显的端甲基酮、醛和羧酸基的生成。产生的原因如下：FA缩聚物中呋喃环间在较高温度下可发生Diels-Alder反应，裂解色谱－质谱分析检出裂解产物中有CH_3和CH_3等芳香族化合物，证实发生了Diels-Alder反应。FA和甲基呋喃齐聚物在大量硫酸作用下，室温磺化交联产物的固体~(13)C-NMR表明有呋喃环上双键打开的反应。可能为Diels-Alder反应，也可能是环双键打开交联的反应。但形成的温度和反应速度还不十分清楚。FA和FA与THEIC缩聚物经过氧化氢氧化裂解产物裂解失重较大，主链发生了断裂反应红外光谱和固体~(13)C-NMR分析表明产生了大量的酮，醛和羧酸。反应过程可能如下：FA缩聚物经游离氯作用后，有少量缩聚物被裂解掉，共缩聚物中脂肪醚被裂解，生成醇，THEIC部分被裂解掉。于是可初步确定FA缩聚物和FA与TEHIC共缩聚物链中的亚甲基和脂肪醚键是易受氧化攻击的弱点。利用表面内反射红外光谱，电子能谱和电子显微镜等对PEC－1000复合膜和试剂复合膜进行了结构与组成剖析，发现PEC－1000膜分离功能层中含有较多伯醇化合物。膜表面含有较多的O, S, N等原子，因此制复合膜的溶液中，THEIC的含量较高，膜的流动电位随压力变化的速率为-4.67mV/atm，膜功能层中含有较多的极性SO_3~-基团。

GaAs基MOEMS波长可调谐滤波器的设计和理论模拟

采用传输矩阵理论和结合悬臂梁的电学一机械模型对GaAs基1.55 μm微光电机械系统(MOEMS)波长可调谐滤波器的光学和电学特性进行了深入的对比分析和研究.结果表明,采用800 nm厚的空气腔可以实现滤波器波长的调谐范围为100 nm,所需最大反向偏压为4 V,波长的调谐速率可以达到1.83 MHZ.

光子晶体在Si基发光器件中的应用

在Si基集成光电子学的发展中,实现高效的Si基光源始终是人们期待的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低.目前,已经探索了多种Si基材料体系以提高Si材料的发光效率,但是尚未取得突破性的进展.近年来,光子晶体以其独特的控光能力而备受人们的关注,将光子晶体引入到Si基材料体系中可以显著提高Si基材料的发光效率,这无疑对Si基光电子学的发展起到了重要的贡献.本文简述了利用光子晶体提高Si基材料发光效率的机制,介绍了光子晶体在几种Si基材料中的应用,探索了Si基光子晶体发光器件的潜在应用前景.