基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。     

石墨烯微胶囊沥青双机制愈合机理研究

石墨烯微胶囊沥青是一种具有较强自愈能力的新型先进路面材料。为分析石墨烯微胶囊对沥青自愈性能的影响,采用试验与模拟相结合的手段对石墨烯微胶囊沥青的愈合机理进行了研究。首先,基于动态剪切流变仪测试了石墨烯微胶囊沥青的自愈性能;然后,借助红外光谱、荧光显微镜和分子动力学模拟分析了石墨烯微胶囊沥青的“自修复”愈合机理;最后,借助动态剪切流变仪对“自修复-热诱导”双机制下石墨烯微胶囊沥青砂浆的自愈机理进行了分析。研究结果表明：石墨烯微胶囊的加入能够显著提高沥青自愈性,掺量和间歇时间增加均能显著提升石墨烯微胶囊沥青的自愈合效果;“自修复-热诱导”双机制作用下石墨烯微胶囊沥青砂浆自愈性能明显强于“自修复”单机制作用。“自修复-热诱导”双机制愈合机理为：裂缝处石墨烯微胶囊破裂,再生剂流出填充裂缝并促进裂缝快速融合;同时,石墨烯微胶囊囊壁的石墨烯与碳纤维形成导电通路,在电流作用下产生热量,加快了沥青分子与修复剂分子的扩散速度,进一步促进了裂缝的愈合。     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

氧化石墨烯/TiO2光催化膜灭活船舶压载水中微绿球藻的有效性研究

在紫外光照射下,二氧化钛（TiO2）光催化剂产生电子-空穴对,与其表面吸附的OH-和H2O分子反应生成具有强氧化性的羟基自由基,破坏藻细胞的细胞膜等保护结构而使之灭活。本文采用溶胶-凝胶法+粉末法制备了TiO2/氧化石墨烯（GO）薄膜,检验其对灭活海水中微绿球藻的效果。实验表明,相比TiO2薄膜,采用TiO2/GO薄膜杀灭微绿球藻具有显著的效果,灭活效率大大提高,2h内灭活效率接近100%;初始处理速率特别高,约640cells/min。     

超级电容器对航标能源发展的影响

能源是社会和经济发展的重要物质基础,也是提升人们生活水平的先决条件。作为保障助航标志正常工作的重要动力,航标能源经历了从非电能源到电能能源的历史性演变。目前,航标能源的供电方式主要是太阳能电池+蓄电池的模式,但是太阳能电池板也存在着发电效率低,受气候环境因素影响大等诸多问题。     

Nickel Sulfide/Graphene/Carbon Nanotube Composites as Electrode Material for the Supercapacitor Application in the Sea Flashing Signal System

This work presents NiS/graphene/carbon nanotube （NiS/GNS/CNT） composites as electrode material for the supercapacitor application in sea flashing signal systems. NiS nanosheets were closely anchored on the conductive GNS-CNT networks. As a result, the NiS/GNS/CNT electrode showed a high specific capacitance of 2 377 F.g^-1 at 2 mV.s^-1 and good cycling stability compared with the pure NiS （1 599F.g^-1）. The enhanced electrochemical performances are attributed to the synergetic effect between the conductive carbon and the pseudo-capacitive NiS. The high performance supercapacitor may provide application in the sea flashing signal system.     

硫化镍/石墨烯/碳纳米管复合材料作为航海闪光信号系统的超级电容器电极材料的研究(英文)

This work presents Ni S/graphene/carbon nanotube(Ni S/GNS/CNT) composites as electrode material for the supercapacitor application in sea flashing signal systems. Ni S nanosheets were closely anchored on the conductive GNS-CNT networks. As a result, the Ni S/GNS/CNT electrode showed a high specific capacitance of 2377F·g-1 at 2m V·s-1 and good cycling stability compared with the pure Ni S(1599F·g-1). The enhanced electrochemical performances are attributed to the synergetic effect between the conductive carbon and the pseudo-capacitive Ni S. The high performance supercapacitor may provide application in the sea flashing signal system.