关键词： 导电聚合物复合材料   热塑性聚氨酯   石墨烯   温度传感器   健康检测   智能可穿戴  

摘要： 导电聚合物复合材料（CPC）对温度通常具有非单调依赖性。因此，制备具有线性温度系数的CPC柔性温度传感器仍是一个挑战。采用溶液共混结合微电子打印技术，成功制备了热塑性聚氨酯/石墨烯（TPU/GNs）感温复合材料温度传感器。该传感器具有高灵敏度（TCR=2.20%/°C）、快速时间响应（5 s）、在25-55°C的温度传感范围内线性度高(R2=0.99)等特点，同时具有良好的柔性、抗弯曲性能（弯曲500次后性能几乎不变）和抗汗水干扰性（浸泡30min电阻保持稳定）。此外，设计了温度读出电路，期待其通过蓝牙和Wifi无线传输体温数据，能够实现实时体温监测，并在手机上显示提供给用户、医护人员等。因此，TPU/GNs柔性温度传感器具有高灵敏度、舒适性、实时性和耐用性，将显著提高可穿戴温度传感器在智能医疗中的实际应用。

关键词： 织物基导电复合材料   电致发光器件   制备技术   柔性  

摘要： 织物基导电复合材料因轻质、透气、柔韧、可任意形状剪裁并具备可穿戴特性，在电致发光器件领域展现出巨大潜力。介绍了织物基导电复合材料制备方法的最新进展和优缺点，阐述了织物基导电复合材料在电致发光器件中作为基底、电极等方面的关键应用及优势，提出了其在电致发光器件中应用时面临的问题。另外，介绍了织物基电致发光器件的发光原理、基本结构、设计思路和制备方法，并对现阶段的应用进行了分析，对目前织物基电致发光器件存在的机遇和挑战展开了讨论，并提出对应的解决方案，对其未来在可穿戴电子、智能家居、汽车内饰、公共信息显示、医疗保健、军事与安全等领域的发展和应用前景进行展望，旨在推动研究出更优导电性、耐用性和低成本的织物基导电复合材料，促进其与电致发光器件的结合，拓宽织物基电致发光器件的应用领域。

关键词： 膜   二氧化硅   污染   反渗透   膜清洗  

摘要： 硅垢污染是煤化工废水反渗透系统中普遍存在的污染类型，并成为反渗透系统稳定高效运行的瓶颈问题。但目前对于硅垢污染的研究大部分停留在形成机理与影响因素阶段，缺乏对实际煤化工现场反渗透膜元件的剖检实践与污染物特征类型的案例分析研究。本文通过选取三个典型煤化工企业的反渗透膜元件进行剖检，采用扫描电镜（SEM）、能量色散射线光谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）等表征对膜表面的污染类型进行特征分析，结果表明三种反渗透膜表面均存在大量的硅垢污染物，但硅垢形态及组成存在明显不同，其中A膜元件硅垢污染物形态主要为硅酸盐，C膜元件硅垢污染物形态主要为胶体硅，B膜元件两种形态的硅垢污染物均存在。并结合常规化学清洗分析对比了膜片清洗前后分离性能、膜面形貌和元素的变化，进一步证实了硅垢污染物的形态特征，该研究可为煤化工反渗透系统运行与清洗提供参考。

关键词： 介孔二氧化硅载银   膜污染   纳米复合膜   抗污染  

摘要： 以介孔二氧化硅载银(m-SiO2/Ag)、聚醚砜（PES）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）为原料，采用湿法相转换法制备了介孔二氧化硅载银聚醚砜(m-SiO2/Ag/PES)纳米复合膜。通过接触角测试仪、扫描电子显微镜、死端过滤装置等对纳米复合膜的亲水性、形貌、过滤性能进行表征，研究了纳米复合膜对大肠杆菌和铜绿假单孢杆菌的抗菌性能。结果表明：在不显著降低截留率的条件下，m-SiO2/Ag可以有效提高膜通量；复合膜抗菌性能与m-SiO2/Ag含量成正比，m-SiO2/Ag的添加提高了复合膜的抗菌及抗污染性能。

关键词： 复合材料   螺栓连接   预紧力松弛   粗糙表面   超声监测  

摘要： 针对复合材料连接结构振动疲劳中预紧力松弛与粗糙界面接触演化机制不清问题，利用应变-超声测量方法构建了复合材料连接结构在线监测系统，厘清了随机载荷作用下复合材料连接件多尺度振动疲劳松弛机制，揭示了表面粗糙度、螺栓预紧力对复合材料连接件振动松弛行为的影响规律，并通过唯象模型成功利用12h随机振动疲劳松弛试验数据预测连接件长期松弛行为。结果表明：超声反射信号相比于应变测量能够更有效表征复合材料连接件接触界面粗糙度变化。相同预紧力下，界面越粗糙，界面反射超声能量越强；相同粗糙度下，预紧力越大，界面反射超声能量越弱。复合材料连接件预紧力松弛行为受表面粗糙度影响，初始表面粗糙度越大，相同预紧力下，连接件松弛越快。表面粗糙的复合材料连接件在振动疲劳后，其界面反射超声能量受连接件松弛和界面磨损协同影响；而对于光滑表面复合材料连接件，界面反射超声能量增加主要由界面微动磨损行为主导。研究成果提升了复合材料连接件预紧力松弛评估可靠性，并提出了基于超声波能量变化定量表征复合材料连接件微动磨损行为的新型监测方法。

关键词： g-C   N   生物模板法   光催化   抗生素   过渡金属硒化物  

摘要： 四环素是目前最主要的抗生素污染物，光催化技术在污染治理领域前景广阔，催化剂g-C3N4因制备简单、稳定性好、光响应性良好等优点，成为了光催化降解四环素领域的研究热点。然而，比表面积小、电荷复合比高等缺陷限制了g-C3N4的实际应用。本文选用茼蒿茎秆作为生物模板，三聚氰胺为前驱体，制备了片层状g-C3N4/C两相复合材料；再以水热法将ZnSe均匀负载于生物碳表面，在ZnSe与g-C3N4间构建Ⅱ型异质结，制备了ZnSe-g-C3N4/C三相复合材料。经过光催化性能测试，性能最好的30%ZnSe-g-C3N4/C材料在500 W氙灯下照射1 h后的的四环素降解率达到了57.7%，是纯相g-C3N4的2倍，比两相材料高出了7.7%；并且其在4次循环后的四环素降解率仅下降1.1%，有良好的光催化稳定性。生物碳的引入增加了整体材料的比表面积，并且有利于光生载流子传输，ZnSe与g-C3N4间的Ⅱ型异质结降低了电荷复合比，各相材料相辅相成，使整体的光催化性能得到了提升。

关键词： 地质聚合物   生物炭   吸附性能   吸附机制   水处理技术  

摘要： 为提高单一吸附剂（地质聚合物或生物炭）的吸附量，以矿渣、玉米秸秆生物炭为原料，氢氧化钠为激发剂，制备了地质聚合物-生物炭复合材料（G3.0BC10）。通过水溶液吸附实验测试了其对Pb2+的吸附性能，考察了溶液pH、吸附剂投加量，以及Cu2+、Zn2+和苯酚对G3.0BC10吸附Pb2+性能的影响，通过吸附动力学模型和吸附等温线模型拟合了其对Pb2+的吸附过程。通过XRD、SEM、FTIR、BET表征，推测了G3.0BC10对Pb2+的吸附机制。结果表明，在硅铝比值为3.0、玉米秸秆生物炭加入量为矿渣总质量的10%条件下制备的G3.0BC10比表面积(55.6 m2/g)比无玉米秸秆生物炭掺杂制备的G3.0(15.5 m2/g)增加了258.7%，所含羟基、羧基等官能团数量明显增多。当溶液pH＝5～7、投加量为1 g时，G3.0BC10对100 mL初始质量浓度为500 mg/L的硝酸铅溶液中Pb2+去除率达到了99%以上。G3.0BC10对Pb2+的吸附是以物理吸附为主的单分子层吸附过程，更符合拟二级动力学模型(R2＝0.9354)和Langmuir等温吸附模型，最大理论吸附量为1274.217 mg/g。Cu2+、Zn2+的存在降低了G3.0BC10对Pb2+吸附量，而苯酚的存在稍微提高了G3.0BC10对Pb2+吸附量。6次循环使用后，G3.0BC10对Pb2+去除率从99.5%降至80.0%，其对Pb2+的吸附机制包括络合作用、离子交换作用、结构吸附作用，生物炭的添加改善了地质聚合物的孔隙结构，增大了其比表面积，并提供了丰富的含氧官能团。

关键词： 船舶螺旋桨   碳纤维复合材料   结构设计   力学性能  

摘要： 以碳纤维复合材料（CFRP）桨叶为研究对象，对不同铺层结构设计和铺设方法的桨叶进行力学性能试验。设计对称式和包覆式两种铺层方式，通过仿真软件构建两种铺层方式的变截面和变曲面桨叶，以0.7R, 0.8R和0.9R位置与最大厚度线的交点作为加载点进行力学仿真计算，并将仿真结果与试验数据进行比较，结果表明，包覆式铺层的CFRP桨叶强度最大。通过力学试验数据和仿真结果分析可知，包覆式和对称式CFRP桨叶的仿真建模设置都可以有效地表征CFRP桨叶试件的力学性能，与对称式桨叶相比，包覆式桨叶的应变传递更加均匀，其力学性能更为优异。

关键词： 高强超高延性水泥基复合材料   混杂纤维   弯曲性能   本构模型   预测模型  

摘要： 高强高延性水泥基复合材料（HS-ECC）在土木工程领域具有广阔应用前景，深入了解其弯曲性能是实现工程应用的前提。目前对聚乙烯纤维（PEF）与钢纤维（SF）混杂增强机理研究相对较少，且缺乏有效的弯曲性能预测模型。鉴于此，本研究采用坍落度试验、抗压试验及四点弯曲试验，研究PEF-SF混杂纤维掺量及混杂比例对HS-ECC工作性能、抗压强度及弯曲性能的影响，并建立弯曲性能预测模型。研究结果表明，PEF与SF均会降低工作性能，且PEF的负面影响更为显著。SF对抗压强度和抗弯强度的增强作用更为突出，但增强效率随纤维掺量增加而减少。PEF与SF对峰值挠度均有一定提升作用，提高PEF掺量有利于增强变形能力，而SF掺量过高则会削弱挠曲硬化特征，影响弯曲性能。综合考虑强度、变形能力及成本，建议SF掺量不超过0.6%。基于细观分析，提出了HS-ECC单轴受拉/压本构模型，并建立了弯曲性能预测模型，该模型能较好地预测PEF-SF混杂HS-ECC的弯曲性能，为HS-ECC在实际工程中的应用提供了一定理论支持。

关键词： 高压逃生艇   吊放   复合材料   碰撞   分层损伤  

摘要： 以饱和潜水用高压逃生艇艇体结构为研究对象，使用显式分析数值法对其碰撞响应进行研究。基于内聚力模型建立了适用于描述分层损伤的渐进损伤模型，基于VUMAT程序开发了适用于正交编织铺层层内损伤的渐进损伤数值模型。建立了多层实体单元艇体外壳层合板结构有限元模型，利用整船有限元模型计算分析了艇体结构的碰撞损伤，并研究了高压氧舱系统质量对碰撞损伤的影响。计算结果表明，分层是艇体碰撞损伤的主要形式；随着碰撞初速度的增加，艇体结构分层面积、与母船之间的碰撞力、艇体碰撞减速时间都会增加，但损伤耗散能占系统总能量的比例会趋于稳定。随着艇内高压氧舱系统质量的增加，艇体结构分层面积和艇体碰撞力都会增加，但是损伤耗散能占系统总能量的比例不断下降。所建立的多层实体单元数值模型可以准确计算层间方向的应力、应变分量，相比传统壳单元和连续壳单元都更加准确。相比于局部结构模型，所使用的全船模型虽然增加了计算时间，但省去了对相邻结构进行数值近似的过程，可以更直观、更完整地展现结构整体响应特征。