科学家发现金属材料自我修复机制

自然界中的生物体和具有记忆功能的有机材料等,在遭受损伤时具有自我康复的功能。麻省理工学院的研究人员在一项金属特性实验中意外发现受损的金属也具有自我修复的功能。金属合金分子结构电脑模拟显示,微晶粒之间的边界会在压力下出现裂痕。大多数金属都是由细微的晶粒构成,这些晶粒的大小和方向能够影响金属的强度和特性。但在某些条件下,压力可以让这种晶粒的微观结构发生改变:使晶界(晶粒边界)发生移动,而晶界移动则是修复"创伤"的关键。     

纳米材料修复铬污染土壤的研究进展

随着城市工业化的快速发展,环境问题日趋严重,土壤污染状况不容乐观.铬盐作为重要的工业原料,用于多种产品的生产工艺中,因此带来了严重的铬污染.为此,学者们进行了大量的工作,探索能够有效地修复被铬污染的土壤的方法,而纳米材料因其独特的结构、良好的性能逐渐成为研究热点.作者主要根据纳米材料的分类:纳米零价金属材料、碳质纳米材料、纳米金属氧(硫)化物、纳米半导体材料、纳米型粘土矿物、纳米型聚合物等六大类,分别概述了目前国内外利用各种纳米修复剂进行铬污染土壤修复的研究成果和现状.文献调研与分析表明,目前用于修复土壤铬污染的修复剂主要以纳米零价金属材料与纳米金属氧(硫)化物为主,而其他纳米材料使用的相对较少.最后,总结了纳米材料修复铬污染土壤的特点、优势及不足之处,并对未来的发展和应用前景作了展望.     

一件西周青铜壶的科学分析与保护修复

目的对一件锈蚀并残损的西周青铜壶进行科学分析和保护修复。方法采用了三维视频显微镜、X光机、XRD、XRF等仪器分析方法;运用物理和化学保护相结合的方法进行保护修复。结果通过一系列的科学分析表明该青铜壶是铜、锡、铅组成的合金,但是壶体和提梁使用了不同的原料;壶内部有铭文;表面覆盖有多种锈蚀产物,但未见有害锈。结论在科学分析结果的基础上,制定和实施相应的保护修复方案:表面清洗、稳定化处理、封护、提梁的补全与整形、作色,使得该件西周青铜壶得到了良好的修复和保护。     

液态丙烯腈低聚物修复聚丙烯腈基碳纤维微孔缺陷

提出一种全新的缺陷修复的方法,即将聚丙烯腈基(PAN)碳纤维T300在液态丙烯腈低聚物(LAN)中浸渍后,再进行预氧化和碳化热处理,可以将T300的拉伸强度提高25%.应用二维小角X射线散射(SAXS)法可以计算出LAN修复缺陷前后T300微孔缺陷的长度(L)、横截面尺寸(lp)、取向角(Beq)、相对体积(Vrel)的变化,结果表明碳纤维的拉伸性能越好,微孔的长度、取向角、相对体积含量越小.T300拉伸性能的提高是由于缺陷修复的结果.应用BET比表面积法、扫描电子显微镜(SEM)表征LAN修复缺陷前后T300的比表面积以及表面形貌的变化,结果表明,T300在LAN中浸渍并经过预氧化和碳化热处理,比表面积变小,表面缺陷明显减少.进一步验证LAN对碳纤维中的微孔缺陷具有修复作用.应用X射线光电子能谱(XPS)法表征LAN修复前后T300表面化学成分的变化,结果表明,LAN修复后含氧官能团(C―OH,C=O,HO―C=O)显著增加,有利于增强碳纤维与树脂基体之间的相互作用,从而提高碳纤维的力学性能.     

污染土壤的物化修复治理技术研究

污染土壤的修复治理过程中,物化技术以其快速高效的特点成为国内外研究的热点。本文通过对工程措施、玻璃化技术、热修复、电动力修复、光化学降解、化学淋洗、化学固定/稳定化、化学氧化以及联合修复等常见土壤物化治理技术进行了分析,探讨了各种工艺技术的性能及优缺点,旨在为我国土壤污染修复治理技术的选择提供参考。     

污染土壤的物化修复治理技术

污染土壤的修复治理过程中,物化技术以其快速高效的特点成为国内外研究的热点。本文通过对工程措施、玻璃化技术、热修复、电动力修复、光化学降解、化学淋洗、化学固定/稳定化、化学氧化以及联合修复等常见土壤物化治理技术的分析,探讨了各种工艺技术的性能及优缺点,旨在为我国土壤污染修复治理技术的选择提供参考。     

环境化学开放性实验设计:重金属污染土壤的化学淋洗*

介绍了一个开放性环境化学实验。该实验以被重金属污染的土壤为研究对象,分别使用稀盐酸、乙二胺四乙酸、氯化钙为淋洗剂,对其进行化学淋洗修复。通过电感耦合等离子体光谱仪分析比较修复前后土壤中铅、镉的含量,用以帮助学生加深理解配合/螯合作用、酸-碱反应、离子交换反应、胶体的性质、土壤重金属形态、土壤性质与组成等相关环境化学知识。实验所用的土壤样品由学生自选,不同类型土壤的理化性质影响淋洗效果,从而增加了实验结果的不确定性。本实验贴近学科前沿且联系工程实际,可激发学生独立思考和探索精神,提高学生的科研能力与解决复杂问题的能力。     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

典型多环芳烃电化学可逆增溶作用研究

提出采用具有电化学开关特性的季铵盐实现对典型多环芳烃(PAHs)的可逆增溶,研究了十一烷基二茂铁三甲基溴化铵(FTMA)的电化学可逆特性及其对菲、芘、苊的增溶作用.结果表明:FTMA具有良好的电化学可逆特性,通过电化学氧化及还原作用,其在氧化态与还原态之间的转化效率可达到90%以上,临界胶束浓度(CMC)及表面张力在2种状态时也发生了极大变化;FTMA对菲、芘、苊具有显著的增溶作用,且增溶作用大小顺序为芘>菲>苊;经电化学氧化之后FTMA失去表面活性及增溶能力,FTMA对3种PAHs的摩尔增溶比均降低了85%以上,但经电化学还原之后其增溶能力仍可恢复.     

梯级生态浮床系统处理黑臭河水除磷性能研究

以上海市某黑臭河道为处理对象,通过模拟天然水体中水生植物的分布,构建逐级下沉式梯级浮床系统(Staged Floating Treatment Wetlands,SFTWs),分析温度、植物种类、pH值和溶解氧(DO)等因素对浮床系统的除磷性能的影响.结果表明,浮床系统的除磷率受温度变化较为明显,一定温度范围内两者呈正...