关键词： 发射筒   碳纤维复合材料   损伤失效   数值仿真  

摘要： 为探究碳纤维复合材料在便携式武器中的应用,开展了发射筒结构性能与复合材料铺层方法的技术研究。通过试验获取某型发射筒的工作压力,并应用有限元数值仿真方法建立不同的碳纤维复合材料铺层模型,进而对发射筒在工作载荷下的力学性能进行研究。研究结果表明,碳纤维铺层方式对发射筒的刚度及损伤失效有较大影响。发射筒在相同工作压力、相同铺层层数和总厚度的条件下,铺层方式Ⅰ的发射筒结构最大变形为2.41 mm,方式Ⅱ最大变形为7.66 mm,后者是前者的3倍多。根据Hashin失效准则,方式Ⅰ的碳纤维筒体未出现损伤,方式Ⅱ的筒体除中间第6~12层纤维层未出现损伤外,其余各层均萌生了较大范围的起始损伤点。研究结果可为发射筒的结构设计和碳纤维复合材料铺层方案提供参考。

关键词： 纳米材料   污泥处理   复合材料  

摘要： 随着石油化工行业的不断发展,含油污泥的产生及其处理已成为一大环境难题。传统的处理方法,如机械脱水、焚烧、填埋等,存处理效率低下、成本高昂、易引发二次污染等问题。纳米材料以其独特的物理化学性质,如高比表面积、高反应活性和优良的吸附能力,在含油污泥处理领域展现出巨大潜力。本文综述了纳米材料在污泥处理中的应用,包括纳米材料的特性、处理机制,并对未来的研究方向进行了展望。

关键词： 生物油   金属有机骨架   生物炭   四环素   吸附  

摘要： 为应对水体中抗生素污染对生态环境和人类健康的威胁,同时推动重质生物油高值化利用,研究致力于开发一种具有高吸附容量和高稳定性的多孔碳材料。针对传统生物炭吸附剂孔隙结构单一、表面活性位点不足等问题,结合金属有机骨架模板法与化学活化协同策略,通过调控生物油重质组分的碳化过程,探究其对四环素的吸附机制,为绿色吸附材料的规模化应用提供理论支持。研究以生物油重质组分为可再生碳源,通过一锅法同步整合2-甲基咪唑锌盐与KOH活化剂,在高温碳化过程中实现模板定向造孔与化学活化的协同效应,制备多孔碳材料。为揭示协同机制,对比制备了仅含模板(HZ-800)、仅含活化剂(HK-800)及两者协同(HZK-800)的3类材料。系统采用比表面积分析、微观形貌表征等方法解析材料结构特性,通过系列吸附试验考察环境条件对四环素去除效率的影响,并结合动力学模型、等温线拟合及热力学参数计算阐明吸附机理。结果表明:模板与活化剂的协同作用有效构建了层次化孔隙网络,HZK-800展现出显著优化的比表面积与良好的孔隙结构,其吸附性能远超单一处理材料。该材料对四环素的最大吸附容量达到464.55mg/g,且在强酸、强碱环境中仍保持稳定吸附效率。结构表征证实,锌盐模板引导形成介孔框架,活化剂刻蚀产生丰富微孔,而生物油芳香组分碳化形成高稳定性的石墨化材料,三者协同实现了孔隙结构与表面化学性质的调控。研究开发的HZK-800多孔碳在吸附容量、环境适应性和循环稳定性方面展现出显著优势,不仅为抗生素污染治理提供了经济高效的解决方案,也为生物质资源的高效转化与功能化碳材料设计提供了新思路,对推动水处理吸附技术的绿色化发展具有一定的实践意义。

关键词： 光催化   二氧化碳还原   甲酸盐   共价有机框架   碱式碳酸铅   活性位点   复合材料   非贵金属  

摘要： 光催化二氧化碳还原是将二氧化碳转化为燃料或化工原料,以应对环境污染与能源危机的一种可持续有效策略。然而,该过程中的还原产物选择性较低这一问题亟待解决。共价有机框架(COFs)材料,因具有高比表面积、高孔隙率、结构可调性和强可见光吸收能力等优势,近年来在光催化领域中受到广泛的关注。由于COFs材料缺少二氧化碳还原所需的活性位点,因此限制了其实际应用。碱式碳酸铅(Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2))作为一种高选择性电催化剂,可有效地将二氧化碳还原生成甲酸盐,并将其引入COF体系中,从而提升体系的催化性能。首先在无氧高温条件下,采用油浴法合成TP-COFs,然后通过原位光化学与湿化学反应,将Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)负载于TP-COFs上,最终制备出TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料进行表征,发现该复合材料为两相良好接触的片状材料;通过微量气体分析系统配备气相色谱仪测试发现,该复合材料在二氧化碳还原制甲酸盐的过程中表现出优异的效率和选择性,甲酸盐产率高达28.5 mmol·g^(-1)·h^(-1),选择性超过99%。光催化二氧化碳还原制备甲酸盐的策略,为未来开发高效光催化提供了重要参考,并为实现二氧化碳资源利用开辟了新路径。

关键词： 胶原纤维   石墨相氮化碳   生物碳   光催化   Cr(Ⅵ)  

摘要： 以制革领域中废弃的皮胶原纤维为原料,基于鞣制化学中的矿物鞣制原理,将钨离子负载在皮胶原纤维上,并经过高温热解得到负载氧化钨的生物炭材料(C/WO_(3)),最后采用机械混合法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与C/WO_(3)进行复合,制备得到g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)光催化剂。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和荧光光谱等进行形貌结构和性能的表征,并且以Cr(Ⅵ)作为目标污染物,研究了g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除效果。结果表明,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)比表面积达到244.62 m2/g,远高于单独的g-C_(3)N_(4)(9.95 m2/g),同时g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)的光催化性能明显提升。Cr(Ⅵ)的去除实验表明,当催化剂用量为0.1 g,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L,溶液pH为2时,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除率高达99.99%,并且几乎不受水中共存物质的影响,循环性能比较稳定。

关键词： 超高分子量聚乙烯纤维   基体层   非织造   增强层   广角布  

摘要： 文章提供了基于超高分子量聚乙烯纤维的复合材料增强体的制备工艺流程。该纺织结构增强体的制备方法是将非织造材料作为基体层,将广角布作为基体层的增强层,使得制备的纺织结构增强体具备较强的抵抗纵、横向变形能力和优越的综合力学性能。文章的研究成果对开发纺织结构增强复合材料具有一定的参考价值。

关键词： 数学分析方法   材料科学   光电化学性能   复合材料   太阳能电池   理论与实践   科研人员   化学工程  

摘要： 在当下材料科学与化学工程蓬勃发展的时代,复合材料以其独特的光电化学性能成为研究热点。从太阳能电池的高效转化到光催化降解污染物,深入理解复合材料的光电化学行为对于推动众多领域的技术革新至关重要。《化工问题的建模与数学分析方法》一书应运而生,为科研人员提供了系统的理论与实践指导工具,旨在运用数学建模与分析手段,揭开化工复杂问题背后的规律,其中对于复合材料光电化学性能的剖析更是独具匠心。

关键词： g-C_(3)N_(4)   复合材料   电化学传感   食品安全检测   环境检测  

摘要： 石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是一种新型的半导体纳米材料,较高的比表面积、良好的稳定性赋予了其强吸附性和易于修饰等特点,有望用于解决电化学传感器所要求的低成本、快速检测、良好的灵敏度和优异的选择性等难题。本文对g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成方法及电化学传感性能进行了综述,在此基础上重点介绍了基于g-C_(3)N_(4)纳米复合材料的电化学传感器在食品、环境、生物医药检测等领域中的应用,并展望了开发复合材料传感器的重要性,以期为g-C_(3)N_(4)基纳米复合材料的合成及应用拓展提供参考。

关键词： 锂离子电池   Pickering乳液   硅基负极   胶囊结构  

摘要： 硅基负极在LIB充放电循环中的巨大体积膨胀以及较低的e-、Li+电导率限制了其进一步发展。提出了一种高效且快速的Pickering乳液油相扩散法一步合成胶囊结构的SiO_(x)/G@PPO-C复合微球。乳液油相作为牺牲层构筑了微球的空心结构,为内部包埋的SiO_(x)体积膨胀提供了缓冲空间。通过高温碳化和额外碳掺杂制备了复合微球的导电碳球壳(SiO_(x)/G@C),旨在提高负极材料活性单元的导电性。结果表明,Pickering乳液油相扩散法具有操作耗时短、工艺过程简单、技术适应性强等显著优点,可为新型硅基锂离子电池负极材料的设计和产业化制备提供新的选择。

关键词： SnO_(2)/ZnO复合材料   气敏传感器   NO_(2)   SnO_(2)纳米花  

摘要： 为了解决纯SnO_(2)基气体传感器对NO_(2)灵敏度低、响应时间长的难题,本文采用水热法制备仙人掌状SnO_(2)/ZnO纳米复合材料,研究了不同配比对SnO_(2)/ZnO复合材料结构形貌与气敏性能的影响。研究结果表明:在水热反应温度180℃、时间6 h,煅烧温度500℃,时间3 h的条件下,SnO_(2)/ZnO配比为35∶1时制得仙人掌状SnO_(2)/ZnO纳米复合材料。NO_(2)气敏特性结果显示,在工作温度300℃条件下,其对10 ppm NO_(2)的响应值可达587.503,响应和恢复时间分别为5 s和39 s,较纯SnO_(2)响应值提升了3.2倍,响应时间缩短了32 s。