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碳酸钠改性水葫芦生物炭及其对离子型稀土矿地表水中Pb^(2+)和Ni^(2+)的吸附
1
作者 叶成宇 马星宇 +4 位作者 束鑫 张华林 彭正壮 李庭刚 袁文静 《环境化学》 北大核心 2025年第3期991-1005,共15页
水葫芦制备的生物炭(WHBC)因其多孔结构、丰富的化学表面基团和矿物组成而被认为具有较大的环境修复潜力.为更大程度提升WHBC对重金属离子的吸附能力,本研究以水葫芦为原料,碳酸钠为化学活化剂,采用浸渍法并在高温下热解得到碳酸钠改性... 水葫芦制备的生物炭(WHBC)因其多孔结构、丰富的化学表面基团和矿物组成而被认为具有较大的环境修复潜力.为更大程度提升WHBC对重金属离子的吸附能力,本研究以水葫芦为原料,碳酸钠为化学活化剂,采用浸渍法并在高温下热解得到碳酸钠改性水葫芦生物炭(SWHBC),并以Pb^(2+)和Ni^(2+)的吸附性能为考察对象,在单因素实验的基础上,采用响应曲面法-Box-Behnken Design(BBD)设计对改性生物炭材料的加热时间、加热温度和浸渍质量比(Na2CO_(3)/WH,g·g^(−1))等3种基本制备条件进行优化.结果表明,最佳制备条件是浸渍质量比为1.41、温度为421.79℃和加热时间为2.90 h.最优条件下所制备的SWHBC对Pb^(2+)和Ni^(2+)的实际吸附量分别为758.42 mg·g^(−1)和118.19 mg·g^(−1).用拟二级动力学模型和Langmuir模型能更好地拟合吸附过程,获得的SWHBC对Pb^(2+)和Ni^(2+)最大理论吸附能力分别为1247.085 mg·g^(−1)和147.091 mg·g^(−1).采用SEM、BET、EA、XRD以及FTIR对WHBC和SWHBC的形貌、比表面积、元素组成、矿物类型和官能团进行表征.结果表明,碳酸钠在热解过程中产生化学活化促进生物炭比表面积、极性和含氧官能团的增加,通过极性官能团和含氧官能团与重金属的络合作用以及孔隙扩散吸附重金属.并且碳酸钠和水葫芦中的KCl和CaCO_(3)反应生成的Nyerereite矿物在吸附过程中参与了离子交换和共沉淀作用.因此SWHBC吸附重金属离子的主要机理包括离子交换、共沉淀、表面络合作用和孔隙扩散.SWHBC对离子型稀土矿山受污染地表水中多种金属离子具有显著去除效果,其中对Pb^(2+)和Ni^(2+)的去除率达到了99.98%和88.77%,处理后Pb^(2+)的浓度达到了《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅰ类水标准,表明本研究所制备材料是一种去除受污染水体中Pb^(2+)和Ni^(2+)的有效吸附剂. 展开更多
关键词 水葫芦 碳酸钠 生物炭 重金属 吸附机理 响应面法
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超快闪烁晶体Cs_(2)ZnCl_(4)研究进展
2
作者 左晓艺 武彤 +6 位作者 王绍涵 王丁 唐一文 王东 石云 韩三灿 陈俊锋 《发光学报》 北大核心 2025年第5期863-872,共10页
下一代高能物理实验与飞行时间正电子发射断层扫描成像对闪烁体提出了更快衰减时间的要求,以满足更高辐射探测精度的需求,要求闪烁体具有纳秒(ns)甚至皮秒(ps)量级的超快衰减时间。Cs_(2)ZnCl_(4)晶体具有衰减快、无慢成分发光、熔点低... 下一代高能物理实验与飞行时间正电子发射断层扫描成像对闪烁体提出了更快衰减时间的要求,以满足更高辐射探测精度的需求,要求闪烁体具有纳秒(ns)甚至皮秒(ps)量级的超快衰减时间。Cs_(2)ZnCl_(4)晶体具有衰减快、无慢成分发光、熔点低、不易潮解以及发光光谱与光电倍增管匹配较好等优势,近年来作为一种交叉发光的超快闪烁体受到越来越多的关注。本文围绕发光机制、物化特性、晶体生长、闪烁性能等方面,较为全面地回顾了Cs_(2)ZnCl_(4)晶体的研究历史与进展,重点介绍了Cs_(2)ZnCl_(4)的光学与闪烁性能,总结和展望了Cs_(2)ZnCl_(4)晶体作为一种独特超快闪烁体的应用潜力。 展开更多
关键词 Cs_(2)ZnCl_(4) 超快闪烁体 芯带-价带发光 晶体生长 闪烁性能
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近红外激发/发射的CuInSe_(2)量子点控制合成与三磷酸腺苷检测
3
作者 张美琪 林恒欢 +3 位作者 廉纬 涂大涛 栾青云 陈学元 《发光学报》 北大核心 2025年第10期1745-1755,共11页
CuInSe_(2)(CISe)量子点因其窄的直接带隙、大的激子玻尔半径及宽的激发波段等特性,在近红外生物标记领域展现出独特优势。然而,传统组分调控与Zn^(2+)掺杂等策略往往导致发光蓝移,且现有CISe量子点探针大多采用紫外-可见光激发,其不可... CuInSe_(2)(CISe)量子点因其窄的直接带隙、大的激子玻尔半径及宽的激发波段等特性,在近红外生物标记领域展现出独特优势。然而,传统组分调控与Zn^(2+)掺杂等策略往往导致发光蓝移,且现有CISe量子点探针大多采用紫外-可见光激发,其不可忽视的组织散射和热损伤极大地限制了生物应用效果。因此,开发近红外激发/发射的CISe量子点探针具有重要应用价值。为此,我们基于尺寸限域效应调控CISe的发光,通过精准控制CISe量子点尺寸(2.6~7.3 nm),在近红外光激发下实现了其发射峰位置在900~1 205 nm的超宽范围连续调节。基于其稳定的近红外发光和良好的生物安全性,我们开发了一种独特的CISe量子点@Cr^(3+)纳米团簇探针,实现了对三磷酸腺苷(ATP)分子的高灵敏均相检测,检测限低至45.8 nmol/L。此外,我们还实现了ATP靶向的肿瘤细胞近红外成像,展现了CISe量子点在近红外生物成像和疾病诊疗等领域的良好应用潜力。 展开更多
关键词 硒化铟铜 量子点 近红外发光 纳米探针 三磷酸腺苷
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