关键词： 煤矸石   纤维素气凝胶   沸石分子筛   活性翠蓝M-G  

摘要： 以工业固废物煤矸石为原料,棉短绒纤维素气凝胶(CLCA)为模板剂,通过对合成条件进行调控,利用水热晶化法合成了煤矸石基多级孔碳沸石分子筛ZSM-5/C复合材料。通过XRD、SEM、FT-IR和BET等表征手段对所制备样品的晶体结构、形状形貌、比表面积等进行测试分析,并对活性翠蓝(M-G)溶液吸附过程进行吸附动力学和吸附等温线的性能进行分析。结果表明,合成的沸石分子筛与商品沸石分子筛具有较高的一致性。当晶化时间为16 h、晶化温度为180℃、纤维素气凝胶添加量为0.6 g、碳化温度550℃、碳化时间2 h时,制备的多级孔碳分子筛ZSM-5/C复合材料对活性翠蓝M-G的吸附性能远优于商品沸石分子筛。除此之外,多级孔分子筛吸附活性翠蓝M-G过程符合准二级动力学方程、Langmuir等温吸附模型,且该过程是自发进行的,活性翠蓝M-G去除率超过98%,为煤矸石基沸石分子筛绿色制备和用于去除水中有机污染物提供了思路。

关键词： 多功能纳米混合填料   丁苯橡胶   橡胶履带   附着力   拉伸强度   摩擦学性能   耐腐蚀性能  

摘要： 采用金属纳米填料(包括纳米钛粉、纳米铜粉和纳米铁粉)与无机纳米填料(包括石墨、纳米二硫化钼、纳米碳纤维、碳纳米管和纳米碳化硼)相结合的方式,开发出适用于橡胶履带的多功能纳米混合填料(简称混合填料),研究混合填料对丁苯橡胶(SBR)复合材料的附着力、拉伸强度、摩擦学性能及耐酸碱溶液腐蚀性能的影响,并分析复合材料的补强、耐磨和耐腐蚀机理。结果表明:随着混合填料用量的增大,SBR复合材料的附着力和拉伸强度先增大后减小,摩擦因数和磨损率先减小后增大,耐硫酸溶液和氢氧化钠溶液腐蚀性能先提高后降低;当每种纳米填料用量均为5份时,SBR复合材料的附着力和拉伸强度最大,耐摩擦磨损性能及耐酸碱溶液腐蚀性能最佳。

关键词： Pickering乳液   白藜芦醇   保鲜衬垫   冷鲜牛肉   保鲜效果  

摘要： 首先以壳聚糖和胶原蛋白复合纳米颗粒为稳定剂制备负载白藜芦醇的Pickering乳液(Pickering emulsion-resveratrol,PE-R),测定其粒径、电位、流变性能、抑菌效果、抗氧化性能及稳定性(离心稳定性、贮藏稳定性、盐离子稳定性、pH值稳定性),根据实验结果筛选出性能最优的PE-R,即PE60(油相体积分数为60%);然后将PE60添加进保鲜衬垫,将其放置于托盘底部用于冷鲜牛肉的保鲜。结果表明:添加PE60的保鲜衬垫溶胀率和溶解度均显著降低,该保鲜衬垫显著可减缓冷鲜牛肉的硫代巴比妥酸反应物、总挥发性盐基氮的增长速率,抑制牛肉中微生物的繁殖,降低离心损失,更好地保持肉色,可将牛肉的货架期由6d延长至10d。

关键词： 海藻酸钠   羧甲基纤维素钠   重金属   吸附效果   穿透时间  

摘要： 以海藻酸钠为基本材料,羧甲基纤维素钠和聚乙烯亚胺为改性材料,制备一种可以吸附重金属铬的复合吸附剂。并进行静态吸附试验和动态吸附试验,研究这种复合吸附剂的吸附性能和在垃圾渗滤液体环境中的应用效果。结果表明,在静态吸附试验中,当溶液pH值为3、复合吸附剂添加量为0.3 g时,重金属铬去除率为99.3%,吸附效果较好;在动态吸附试验中,当填料高度为11 cm、进水流速为1 mL/min时,复合吸附剂穿透时间为540 min,耗竭时间为1580 min,吸附效果较好;这种复合吸附剂在垃圾渗滤液体中对重金属铬的去除率提高,表现出良好的吸附性能。

关键词： PTFE   复合材料   涂布工艺   实验设计(DOE)   拉伸强度   弹性模量  

摘要： 聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料因其优异的耐化学性、低摩擦系数和良好的热稳定性,在涂层领域具有广泛应用。然而,涂布工艺参数的优化对涂层的厚度均匀性、拉伸强度和弹性模量至关重要。本研究采用实验设计(DOE)方法,系统考察了涂布速度、固化温度和PTFE含量对涂性能的影响。通过建立数学模型,优化工艺参数组合。实验结果表明,最优工艺参数可显著提高涂层的厚度均匀性和力学性能,优化后,厚度均匀性(极差)可以达到0.050 mm±0.003 mm,拉伸强度达到9.0 MPa以上、弹性模量达到2 800 MPa以上,为PTFE基复合材料的工业化应用提供理论依据。

关键词： 负泊松比   3D打印   拉胀结构   复合材料   能量吸收  

摘要： 拉胀材料因其在变形下的新颖行为以及许多其他的材料特性(如抗断裂性、抗剪切性和能量吸收)而受到关注。将超弹性材料与拉胀结构相结合,它们的高度可变形的能力使设计具有增强力学可调性的结构成为可能。为此,提出了一种具有增强力学可调性的3D打印拉胀结构的设计方法。通过试验和数值分析,研究了所设计结构的面内压缩行为。结果表明,与传统的拉胀结构相比,具有拉胀结构的复合材料表现出了更高的刚度和增强的能量吸收性能。通过进一步调整正弦韧带的分布和振幅,生成了具有可调能量吸收、泊松比和变形模式的拉胀结构。展示了一种用于提高轻质结构的力学性能和能量吸收的设计方法。

关键词： 硫自养反硝化   废水脱氮   石灰岩   白云岩   复合材料  

摘要： 低碳高效脱氮是近年来水污染控制领域的热点问题和技术需求.本研究以沼气脱硫副产物硫磺膏为主要原料，将硫磺膏+热活化硫精粉分别与热活化石灰岩、白云岩复配，加热到140～160℃得到粘稠熔体，冷却固结、破碎制备了两种新型硫磺基复合材料（GXS-LIM、GXS-DOL）.采用模拟高硝酸盐氮废水连续进水，考察两种复合材料装填的固定床动态柱在不同空床水力停留时间（HRT）下的脱氮速率.结果表明，制备的两种复合材料都具有非常高的脱氮速率，分别达到2.27、2.45 kg·d-1·***-LIM、GXS-DOL动态柱中硫自养菌皆为硫杆菌属和硫磺菌属，二者合计占比分别达到55.66%、59.17%.相比热活化石灰岩，热活化白云岩在硫自养脱氮过程中中和产酸释放的镁离子对硫自养脱氮具有一定增效作用.

关键词： 复合材料   加筋壁板   热压罐成型工艺   长桁构型   固化变形  

摘要： 针对复合材料加筋壁板固化变形影响因素,通过热压罐成型工艺,分别采用共胶接、二次胶接、共固化工艺制备T形双长桁加筋壁板,探究不同固化工艺对加筋壁板固化变形的影响;并采用共胶接工艺制备工形、帽形双长桁加筋壁板,探究不同长桁构型对加筋壁板固化变形的影响。结果表明:针对同一长桁构型,共固化工艺制备的加筋壁板较共胶接及二次胶接工艺固化变形大,二次胶接工艺变形量最小;针对同一固化工艺,工形加筋壁板蒙皮翘曲变形及扭转变形最大,帽形加筋壁板回弹变形最大,T形加筋壁板整体变形最小。选择合适的成型工艺及长桁构型在很大程度上可以减小加筋壁板结构的固化变形。

关键词： 风机叶片   复合材料   强度分析   力学特性分析   逆保留因子(IRF)  

摘要： 为研究风压、离心力以及重力对叶片结构特性和材料强度的影响,该文建立了1.5 MW风机叶片模型,结合复合材料铺层,利用流体力学法(Computaional fluid dynamics,CFD),计算叶片气动载荷分布并加载至叶片表面,分析叶片在不同风速、转速以及相位角下的应力、位移和强度变化规律。结果表明:叶片的最大位移、最大应力以及最大逆保留因子(Inverse reserve factor,IRF)随转速变化符合三次多项式规律。应力和IRF较大的区域主要集中在叶片展向0.2 R和0.3R~0.7R处;最大位移和最大应力在风速较小时随相位角变化明显,最大IRF在各风速下随相位角变化都比较明显;最大IRF随相位角变化的曲线呈W型,其拟合曲线符合2阶Fourier函数。该文研究成果可为叶片设计或运维监测提供理论和数据参考。

关键词： 破片冲击   碳纤维增强聚合物复合材料   有限元模拟   失效行为  

摘要： 碳纤维增强聚合物(carbon fibre-reinforced polymer,CFRP)复合材料在破片冲击作用下的复杂侵彻行为和失效机制尚不明确,这一现状制约了其在防护领域的应用。针对实验手段在获取侵彻历程信息时面临的监测难度大、成本高昂等问题,构建了CFRP复合材料破片冲击有限元分析(finite element analysis,FEA)模型,采用基于应变的三维Hashin失效准则,并引入强度的速率依赖性关系。通过与实验结果对比,验证了FEA模型的有效性。模拟结果表明,在不同TNT当量和破片距爆点距离的条件下,破片的初速度和撞击倾角存在显著差异。将破片相对于靶板上不同平面间的倾角分别定义为α和β。固定冲击速度仅改变倾角α时,试样的吸能效果和冲击速度敏感性未表现出明显差异,而改变倾角β时试样的吸能效果和冲击速度敏感性差异显著。当β=0°时,CFRP复合材料在195~392 m/s的速度范围内表现出明显的冲击速度敏感性。当α=0°时,CFRP复合材料在195~392 m/s的冲击速度范围内的冲击速度敏感性随着β的增大而逐渐减弱。可视化的侵彻过程和破坏区域表明,接触面积、接触时间和变形程度是导致CFRP复合材料吸能效果和冲击速度敏感性差异的重要因素。