铁酸镍/石墨烯光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的降解研究

以硝酸铁、硝酸镍、氧化石墨烯为原料,采用水热法"一步"制备出了铁酸镍-石墨烯复合光催化剂,利用XRD、TEM、UV-vis DRS等设备对样品的结构、形貌、UV性能进行了表征;探讨了可见光下石墨烯的引入对铁酸镍降解亚甲基蓝的效果并对其协同催化机理进行了浅析。实验结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L~(-1)下,可见光下照射150 min时,纯铁酸镍对亚甲基蓝的降解效率基本为0;而引入少量的石墨烯后,复合光催化剂的催化效率则可明显提高到95%。     

氮化硼纳米片/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及其对罗丹明B的降解研究

通过煅烧法获得氮化硼纳米片(BNNS)/g-C_3N_4复合光催化剂。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外/可见分光光度计、电化学工作站讨论了BNNS的含量对复合光催化剂的结构、形貌、紫外/可见光学性能、电化学阻抗的影响;评估了样品在可见光下对罗丹明B的降解效率。实验结果表明,BNNS负载于g-C_3N_4表面,形成了有利于提高光生载流子分离效率的类似异质结的结构。另外,随着BNNS含量的增加,BNNS/g-C_3N_4复合光催化剂对罗丹明B溶液的降解性能呈现出先升高后降低的趋势。当BNNS的质量分数为8%时,对罗丹明B的降解效率达到了最大值73.34%,比g-C_3N_4纯样和P25(TiO_2,参照样)分别提高了32.05%和40.47%。本研究初步给出了其协同光催化机理。     

SnO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及染料降解性能研究

近年来g-C3N4基复合光催化材料逐渐成为研究热点.以三聚氰胺(C3N3(NH2)3)、氯化铵(NH4Cl)、五水合四氯化锡(SnCl4·5H2O)为主要原料,通过两步法构建了 SnO2/g-C3N4复合光催化体系.分别利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外/可见分光光度计、电化学工作站等设备分析了样品的结构、形貌、光...     

磷酸铋光催化材料的结构特性与研究进展

铋系半导体材料电子结构独特,在可见光范围内具有较好的催化活性。利用铋系半导体的这一特性,通过其他元素的掺杂、复合可制备出有效分解有机、无机污染物的光催化剂。近年来,国内外对铋系材料的研究也越来越多,在介绍铋系半导体电子结构的基础上,综述了近几年国内外对此类催化剂的研究,并对铋系光催化剂的发展趋势进行展望。     

受电弓滑板用轻质高碳-石墨/铝复合材料

对国内外受电弓滑板材料进行了分析对比,提出了采用轻质高碳-石墨/铝复合新材料的观点,并进行了小型样品的试制,得出了轻质高碳-石墨/铝复合新材料的基本力学和电学性能的数据.     

轻量化动车组车载牵引变压器的研制

车载牵引变压器是动车组单体最重的电气设备,其轻量化有助于动车组节能降耗与运输效率提升。现有车载牵引变压器均为油浸式,干式变压器是其轻量化的主要方案,但目前干式变压器采用的环氧树脂绝缘易开裂、散热无法满足要求。为此,以具有良好力学性能的硅橡胶为基体材料,首先通过温升分析研究绝缘材料热导率需求,然后制备样品开展实验,以电学性能和力学性能为约束条件研究绝缘材料导热性能改进方法,进而研究车载牵引变压器轻量化设计方法,最后依据研制的绝缘材料与轻量化设计方法,设计并研制了一台容量为250 kVA的小型轻量化车载牵引变压器样机。结果表明：制备的高导热硅橡胶复合绝缘材料性能满足干式车载变压器对绝缘和力学性能的要求;研制的小型变压器样机质量为780 kg,相比同容量油浸式车载牵引变压器质量减少了46.2%,经试验测试得在额定条件下样机的热点温度值为167.68℃,满足车载牵引变压器运行需求。     

聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育，水系丰富，由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点，直接威胁隧道施工安全。基于化学改性和无机-高分子杂化技术，以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础，结合复合功能助剂，制备得到聚氨酯复合注浆材料。通过对该复合注浆材料的SEM观测，分析浆材固结体的防渗性能。通过水槽注浆模拟试验，研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性。利用Galerkin有限元法建立连续模型方程，数值模拟浆液的流动过程，分析注浆过程中的流场特征。通过现场工程应用，验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果。研究结果表明，有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构，提高了结石体的力学性能和防渗性能。浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高，扩散程度好，注浆封堵效果明显。数值模拟结果与现场试验基本相符，对复合注浆材料浆液流场特征进行分析，有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制。山岭隧道突涌水的现场应用表明，使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象，后期经过长时间观测，封堵效果和耐久性优异。     

高速列车风挡用多元纳米复合材料的研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)和有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料为基础,复配笼形八乙烯基硅倍半氧烷(POSS)、氢氧化铝(Al(OH)3)、可膨胀石墨(EG)制备多元纳米复合材料,测试了材料的燃烧性能和力学性能。测试结果表明,与纯纳米复合材料(EPDM/OMMT)相比,添加了POSS, EG和Al(OH)3的多元纳米复合材料的成炭效果和燃烧性能均有所提升;但多元纳米复合材料力学强度有所降低。采用多元纳米复合材料(EPDM/OMMT/EG或EPDM/OMMT/Al(OH)3)开发高速列车内外风挡用橡胶材料,其性能可满足风挡的阻燃功能及使用要求,并在强度、低温性能和阻燃性能等方面比国外样品更优,在多种型号的高速列车风挡上实现了工程化应用。     

动态硫化NR/LDPE热塑性弹性体的制备及性能研究

以天然橡胶(NR)和低密度聚乙烯(LDPE)为基本材料,采用动态和静态硫化法在开炼机上分别制备了NR/LDPE共混物。通过万能材料试验机、扫描电镜及差示扫描量热仪对比研究了动态硫化和静态硫化NR/LDPE共混物的力学性能、相态分布和结晶情况等,并探究了硫磺用量、橡塑比和不同混合工艺对动态硫化NR/LDPE热塑性弹性体性能的影响。结果表明,对于动态硫化NR/LDPE热塑性弹性体,当共混体系中硫磺的质量分数为2.5%时,热塑性弹性体的力学性能和重复加工性能较好;当橡塑比为50/50时,热塑性弹性体的综合性能较佳。并且,母胶法制备的热塑性弹性体较橡塑预混法的力学性能更优异。     

异质结构在提高半导体光催化剂光生电子分离中的应用

光催化剂利用太阳能可以充分降解生活及工业废水中的有机污染物。与其他传统方法相比,在催化效率、低毒、可回收性等性能上,有着无可比拟的优越性。半导体材料在吸收能量大于或等于其禁带宽度的光子后产生电子及空穴,经过一系列的反应,转化为具有强氧化能力的羟基自由基,来降解染料等工业废品。由于晶体结构缺陷及自身结构等特征,光生电子与空穴极易发生复合,使得产生的活性羟基自由基数量变少,减弱光催化能力。异质结构的存在,加速了电子与空穴的分离,延长电子空穴的存活寿命,对提高光催化活性有着重要的影响。     

转向架构架用16MnDR钢缺口疲劳行为研究

轨道交通车辆运营状态下,转向架构架主要受到来自轮轨的疲劳冲击,其主承载部位的受力多为三向应力状态,为了研究转向架构架焊接接头的疲劳行为,探讨疲劳失效机理,准确还原承载区域的应力状态是关键。文章针对转向架构架用16MnDR钢,设计并制备了应力集中系数为2.7的片状缺口疲劳样品,以等效构架焊接接头的应力状态;通过对比标准疲劳样品和缺口疲劳样品的疲劳试验结果,研究了缺口效应对16MnDR钢疲劳寿命的影响,讨论了局部应力集中对材料疲劳裂纹萌生和疲劳裂纹扩展的影响机理。结果表明：在相同名义应力下,缺口疲劳样品的疲劳寿命显著低于标准疲劳样品的疲劳寿命,缺口疲劳样品的疲劳裂纹呈多裂纹起始;在相同名义应力下,缺口疲劳样品的疲劳裂纹起始寿命显著低于标准疲劳样品的疲劳裂纹起始寿命,而疲劳裂纹扩展寿命与标准疲劳样品的疲劳裂纹扩展寿命相当,导致缺口疲劳样品的疲劳寿命低于标准疲劳样品的疲劳寿命。     

含碳酸盐掺合料复合胶凝材料净浆流动特性研究

对比研究了含碳酸盐掺合料复合胶凝材料净浆的流动度和黏度.结果表明,碳酸盐复合胶凝材料净浆流动度与其黏度具有负相关性,即净浆流动度越大、其黏度越小;掺量在15%～20%、颗粒D52在5～9μm时碳酸盐掺合料能够改善复合胶凝材料净浆流动性,表现为提高其净浆流动度、降低其黏度;粉煤灰、矿渣的加入能够进一步降低含碳酸盐掺合料复合胶凝材料的黏度,提高其净浆流动度.     

几种外加剂组分对硫铝酸盐水泥性能的影响

通过往硫铝酸盐水泥中掺加外加剂的办法,来寻求一种战时1 h抢修机场跑道的材料。通过分别研究碳酸锂、亚硝酸钙、聚羧酸高效减水剂、纳米碳酸钙、硅灰等单一组分的不同掺量对硫铝酸盐水泥不同性能的影响得出单一组分的最佳掺量范围。采用正交试验方法探讨在标准养护条件下不同掺量的复合组分对硫铝酸盐水泥胶砂强度的影响,分析得出超早强外加剂的最佳配比:碳酸锂、硅灰、聚羧酸高效减水剂、亚硝酸钙、纳米钙掺量分别为0.1%,4%,1.0%,0.5%和0.5%。掺入最佳配比的外加剂,材料1 h胶砂抗折/抗压强度达到6.2/37.1 MPa,3 d胶砂抗折/抗压强度达到10.8/62.3 MPa,符合战时机场跑道抢修等工程的要求。     

沪通长江大桥水下自密实混凝土工作性能试验研究

通过流动性试验、间隙通过性试验、流变性能试验和灰色关联度分析,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、粉煤灰掺量等因素对水下自密实混凝土工作性能的影响。试验结果表明:当水胶比在0. 36～0. 38,胶凝材料用量在440～480 kg/m3,砂率为50%,粉煤灰掺量在35%～45%时,混凝土的屈服应力和塑性黏度较小,流动性及间隙通过性较为优异,综合分析确定了最优的混凝土配合比;胶凝材料用量和水胶比是影响混凝土工作性能的主要因素,而砂率和粉煤灰掺量对混凝土工作性能的影响相对较小;混凝土流动性对V形漏斗流出时间最为敏感,对坍落扩展时间和倒置坍落度筒排空时间的敏感性差别不大;提出了低胶凝材料用量、高体积稳定性的水下自密实混凝土制备方法,为沪通长江大桥及同类超大深水基础复杂结构工程水下自密实混凝土的制备提供了试验和理论依据。     

固相法制备锂离子电池正极材料LiMn_xFe_(1-x)PO_4及其性能研究

以LiFePO_4为研究对象,通过Mn(Mn源为MnC_2O_4·2H_2O)部分替代Fe(Fe源为FeC_2O_4·2H_2O)的同时,采用固相法对替代材料LiMn_xFe_(1-x)PO_4/C(x=0、0.1、0.3、0.5)进行碳包覆,以提高其放电比容量、电导率或放电平台。通过XRD、TEM、SEM和充放电测试,研究了磷酸锰铁锂的晶体结构、形貌以及电化学性能。结果表明:包覆掺杂后的材料仍保持橄榄石形晶体结构,碳包覆和掺杂Mn没有对原材料的形貌产生明显影响。制备的LiMn_(0.1)Fe_(0.9)PO_4/C正极材料具有最佳的电化学性能,其0.2 C倍率下的放电比容量为124.8 mAh/g,放电平台为3.4 V,阻抗为43.8Ω。在1 C倍率下循环30周之后,放电比容量仍有120 mAh/g,容量保持率为97.71%,具有较优的循环性能。     

矿渣微粉在水泥基材料中的作用时效及其微结构演变规律

为探究矿渣在水泥基材料中作用时效及其微结构演变规律,采用宏观性能测试和微观结构分析相结合的方法,通过对比方法研究了掺入不同掺量的矿渣以及与矿渣粉粒径相近的石英粉后对复合硬化浆体的强度、物相组成以及微观形貌的影响规律。结果表明:3 d时矿渣微粉在复合浆体中仅起微集料的物理填充作用,7 d时矿渣粉的火山灰效应显现,硬化浆体密实度逐渐提高,28 d时矿渣-水泥复合组分(掺量分别为10%、20%、30%、50%)的硬化浆体强度分别为纯水泥试样的113.87%、120.94%、124.10%、115.18%;宏微观结果表明:矿渣的最佳掺量为30%且不超过该临界值时,其复合胶凝材料总的水化产物数量变化不大,此外,养护7 d和28 d时矿渣-水泥复合组分的水化产物结晶点较对比组增多且结晶体尺寸小,排列紧密,结构整体较纯水泥组分和石英粉-水泥复合组分致密。     

水泥掺量对搅拌桩复合地基沉降的影响分析

在兰州至中川机场城际铁路建设中采用水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩进行地基处理并观测其沉降,运用双曲线法、三点法、Asaoka法预测复合地基的沉降,研究水泥土搅拌桩复合地基的沉降发展规律及沉降控制效果。结果表明:相同路堤荷载下水泥掺量越高,复合地基沉降越小,沉降控制效果越好,复合地基的最终沉降也越小;从满足本线运营的技术经济角度考虑,推荐采用水泥掺量12%的水泥土搅拌桩处理饱和黄土地基;从满足铁路适当提速对路基沉降的要求考虑,水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩复合地基可分别在速度160,200 km/h的Ⅰ级铁路及250 km/h有砟轨道铁路的路基工程中应用。     

开环聚合酚醛树脂制动材料的研制

利用ＤＳＣ、ＴＧＡ等测试方法，研究了双酚型苯并恶嗪中间体（中间体）／线型酚醛树脂（线酚）、在六次甲基四胺（六次）、草酸和路易斯酸作用下的固化性能以及固化物的热稳定性。同时制备了以六次、线酚、中间体为主要树脂基体的制动材料，并测定了制动材料的摩擦磨损性能，冲击强度和硬度。结果表明，路易斯酸能充分固化苯并恶嗪中间体，固化物具有良好的热稳定性，所制得的制动材料的主要性能指标都超过了国标要求，预计将有广阔     

纳米复合材料用于车辆地板的适用性评价

作为替代聚氯乙烯的车辆用难燃性地板材料,通过在树脂中分散层状粘土化合物的纳米(10-9m)粒子组成复合材料,并确认免卤化后,将其层叠在地板基材上,制作出车辆地板样品.试验表明,纳米复合材的轻质和拉伸强度超过传统地板.通过对纳米复合材料进行基础特性及样品的燃烧试验,评价了作为地板材料的适用性.     

车顶用复合外套绝缘子的风沙试验研究

介绍了动车组车顶用复合外套绝缘子材料的模拟抗风沙试验,了解复合外套的伞裙变形、撕裂、磨损及表面憎水性等情况。对绝缘子复合外套材料在风力强劲的高原沙漠环境下的适用性进行了试验研究。根据产品所使用的环境和特点,对高温硫化硅橡胶伞裙外套材料的配方进行了完善与改进;并通过模拟风带动沙尘悬浮形成沙尘的风沙试验;通过试验结果表明,复合外套绝缘材料具有耐磨、抗撕裂等特点,达到所确定的试验内容要求和技术规范要求。