关键词： 催化化学   MoS_(2)   ZnO   光降解   四环素  

摘要： 采用水热法合成MoS_(2)/ZnO复合光催化剂,通过红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外漫反射光谱等多种测试方法对所合成的复合材料进行结构和性能分析。结果表明,MoS_(2)/ZnO复合光催化剂中,片层结构的MoS_(2)附着在棒状ZnO表面,在可见光区复合材料的光吸收能力有一定增强。光照射120 min,MoS_(2)加入量为质量分数1.5%时,MoS_(2)/ZnO(MZ-3)催化剂对15 mg·L^(-1)四环素降解率高达90.01%,高于纯ZnO光催化剂。5次循环稳定性测试实验表明,复合催化剂具有稳定的光降解性能。

关键词： 傅里叶变换红外光谱技术   中药   党参   产地   化学计量学  

摘要： 目的在实际检测中发现,31批不同产地党参的浸出率各不相同,最低和最高相差20.869%,所以即使是正品中药材,也会因为产地不同而有不一样的药效。而这31批党参的外形都十分相似,无法通过性状鉴别对其进行区分;又因为31批党参均为正品,其主要成分相同,无法用显微鉴别和薄层鉴别对其区分;而前人对中药产地判别的方式如液相色谱法、气相色谱法和聚合酶链式反应等方式,虽然准确但需要数小时甚至数天的专业人员检测。所以以党参为例,研究基于傅里叶变换红外光谱技术快速判别中药产地的方法。方法随机选取10批不同产地的党参,分别采集红外光谱数据;首先计算不同产地党参红外光谱的相似度并绘制相似度热图进行初步分析;对原始红外光谱进行5种不同方法预处理,建立偏最小二乘模型并选出最优处理方式,对选出的最优组进行聚类分析;利用连续投影算法选出最优处理方式组的最优波长,建立多光谱模型并计算出产地判别的回归方程;最后利用混淆矩阵对回归方程的判别性能进行验证。结果全光谱模型最优处理方法为归一化处理,10批不同产地的党参经最优处理后的光谱数据可通过聚类分析完全聚为10类,且相同产地的样品均聚在同一类别里;全光谱模型组的预测集决定系数R2 p为0.9800,对应的RMSEP为0.4067%,连续投影算法挑选出的13个最优波长建立的多光谱模型的预测集决定系数R2 p为0.9906,RMSEP为0.2804%,多光谱模型的预测性能优于全光谱模型,且需要输入的变量大大减少,省时省力准确度高;基于多光谱模型计算出的产地判别回归方程通过混淆矩阵的验证,得出其灵敏度和特异性均为97%以上,故认为回归方程可以快速准确地判别党参的产地。结论以中药党参为例研究的傅里叶红外光谱技术判别中药产地的方法快速、有效,为其他中药的产地判别研究提供思路,为后期开发中药快检设备提供理论基础。

关键词： 放电等离子烧结   微合金化   TiAl基复合材料   微观组织   力学性能  

摘要： 目的采用放电等离子烧结(SPS)法,引入增强相Ti_(3)AlC_(2)制备Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化TiAl合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法以Ti-48Al-2Cr-2Nb、Ti_(3)AlC_(2)和Sn粉为原料,通过引入2%(质量分数)Sn元素,促进烧结致密化并降低烧结温度,在900~1300℃的温度范围内烧结,研究不同烧结条件下材料的微观组织和力学性能,并对900℃高温抗氧化性能进行评估。结果未添加Sn元素时,复合材料孔隙较多,致密度为92.3%,添加Sn元素后,致密度提高至99.5%。复合材料的抗压强度和压缩率随着烧结温度的升高而增大,在1300℃/50 MPa/10 min℃的烧结条件下,复合材料的抗压强度和压缩率分别达1672 MPa和21.4%。在900℃氧化300 h后,复合材料表面形成致密的Al2O3保护层,阻止O原子进一步向基体扩散,氧化增重仅为1.37%,显著低于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的2.94%。结论增强相Ti_(3)AlC_(2)的引入和Sn微合金化显著提升了TiAl基复合材料的致密性、力学性能和抗氧化性。SPS技术是一种高效制备高性能TiAl基复合材料的手段,为其在高端装备中的应用提供了新思路。

关键词： CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)   盐酸麻黄碱   盐酸伪麻黄碱   S型异质结   光催化降解   电化学检测  

摘要： 采用超声共沉淀法制备了不同质量比的CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)复合材料,通过XRD、SEM、UV-Vis DRS、FTIR和XPS对催化剂进行了分析,瞬态光电流密度、EIS阻抗谱、PL光谱结果进一步证实了电荷转移特性.结果表明,CeO_(2)添加量相对于g-C_(3)N_(5)的质量比为2.5时复合材料性能最优.可见光条件下100 min内2.5CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)对盐酸麻黄碱(EPH)、盐酸伪麻黄碱(PSE)的降解率可达到99.5%,经过10次循环实验后,降解率仍能达到90%以上.能带结构、电子转移理论预测及活性基团检测结果分析得出CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)电荷转移遵循S型异质结机理,活性物种对光催化降解的贡献率依次是·O_(2)^(–)、·OH和h+.以2.5CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)修饰GCE电极,构建新型传感器.循环伏安(CV)表征表明,2.5CeO_(2)@g-C_(3)N_(5)/GCE可以提供更多的电化学活性位点,能够显著提高电子转移能力,能够实现EPH与PSE同步检测,线性范围分别为0.01~1258、0.02~1151μmol·L^(-1),检测限(S/N=3)分别为1.2、1.3 nmol·L^(-1),灵敏度分别为0.451、0.493μA·μmoL^(-1)·L·cm-2.此电极对EPH与PSE具良好的选择性、重现性和稳定性,实际水样检测回收率在95.60%~103.67%之间,相对标准偏差小于3.6%.

关键词： 应变硬化水泥基复合材料   胶结复合材料   数字图像相关技术   准静态剪切   冲击剪切   材料性能  

摘要： 为探究应变硬化水泥基复合材料(SHCC)的复杂动态响应,采用特制的机械剪切测试装置与液压测试机,以及新设计的分离式霍普金森拉杆(SHTB)进行测试,以剪切跨度和切口深度为主要剪切参数。通过对两组剪切跨度(2、5 mm)、三组切口深度(3、5、7 mm)的试件进行剪切试验,研究了SHCC的准静态和冲击剪切行为,采用数字图像相关技术(DIC)监测试验过程中的变形和裂纹演化。研究结果表明,剪切跨度影响了SHCC的剪切行为。剪切跨度和切口深度可以控制剪切和拉伸破裂的传播,通过选择适当的剪切形状,可以实现主导试件的剪切破裂。较小的剪切跨度导致剪切力更高和主要剪切裂纹传播区域更窄,减弱了材料的性能。在准静态加载和冲击加载条件下,3 mm切口深度试件表现出较高的自我约束和更高的断裂力,试件为混合破坏模式(压缩-剪切)。而7 mm切口深度试件均表现出最有利的剪切破裂模式,具有垂直剪切裂缝,试件的剪切断裂以裂纹滑移为主。因此,7 mm切口深度试件在重力加载的SHTB测试可用于准确评估复杂矿物基材料的剪切特性。本研究可为水泥基复合材料性能优化的研究提供理论基础。

关键词： SiC/SiO_(2)复合涂层   碳纤维   树脂基复合材料   抗氧化性能   弯曲性能   耐烧蚀性能  

摘要： 采用溶胶-凝胶法和先驱体浸渍裂解法在碳纤维表面制备了一种SiC/SiO_(2)复合涂层,并使用热压罐工艺制备了碳纤维增强酚醛树脂基复合材料,测试了复合材料在600℃、800℃、1000℃下氧化后的弯曲强度,研究了涂层对碳纤维及其复合材料抗氧化性能的影响。结果表明:经过在1000℃空气下的氧化,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度为60 MPa,是相同条件下的原始碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度的3.3倍,SiC/SiO_(2)涂层对碳纤维有较好的抗氧化效果且会使复合材料具备一定的弯曲强度。在SiC/SiO_(2)涂层的协同保护下,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料在氧乙炔火焰下表现出更好的耐烧蚀性能。

关键词： 压电纤维复合材料   (MFC)   传感器   性能预测   有限元模型  

摘要： 压电纤维复合材料(macro fiber composite,MFC)具有高压电性、高柔韧性和低损耗等优点,被广泛应用于航空、航天、民用和军事等领域.然而,目前MFC传感器的研究主要聚焦于材料应用,对于MFC传感器件仿真建模还缺乏系统性的研究.本工作分别建立了代表性体积元模型、直接模型和混合模型,从细节到整体、从微观到宏观对MFC的有限元模型进行了建模和分析.一方面通过等效体积元模型,掌握MFC内部的电场分布规律,为力-电耦合提供理论依据;另一方面通过直接模型和混合模型,对MFC的实体结构进行整体建模和边界条件的加载,为MFC贴片式传感和共振式传感的分析提供理论依据,有效预测了MFC智能元件传感器的传感性能.仿真结果表明,共振式传感器性能远优于贴片式传感器,当激振加速度为5 m/s^(2)、悬臂梁基板长度为80 mm时,计算得到的MFC共振式传感器的谐振频率为67 Hz,输出电压为4.17 V.实验结果表明,MFC传感器测试的谐振频率为74 Hz,输出电压为3.59 V,仿真计算结果与MFC传感器预测结果基本符合.此外,MFC传感器在低频工作时具有优异的传感灵敏度,传感灵敏度为7.35 V/g.可见,MFC在低频共振时具有优异的传感特性,构建的3种有限元模型可以有效预测MFC传感器的传感性能,为MFC传感器的性能预测提供了保障.

关键词： 葡萄糖   纳米复合材料   酶生物燃料电池   自供能葡萄糖生物传感器  

摘要： 基于酶生物燃料电池(EBFC)构建的自供能传感装置具有结构简单、易于小型化、无需外部电源等优势,在临床诊断、环境监测、生物传感等领域具有潜在的应用前景。利用还原氧化石墨烯/金纳米粒子/多壁碳纳米管(rGO/AuNPs/MWCNTs)复合材料作为电极基底材料,通过在rGO/AuNPs/MWCNTs修饰电极表面分别固定葡萄糖氧化酶(GOx)和电沉积生长二氧化锰(MnO2),制得EBFC生物阳极和阴极,构建单室酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器(EBFC-SPGB)。当存在目标物葡萄糖时,生物阳极表面固定的GOx发生酶促反应,催化葡萄糖产生电子经外电路到达阴极,导致阴极表面MnO2发生还原反应,产生电化学响应信号。rGO/AuNPs/MWCNTs纳米复合材料具有优异的导电性、生物相容性和较大的比表面积,其协同效应可显著提高GOx负载量和有效促进电子在电极表面传递。构建的EBFC-SPGB最大功率输出信号与葡萄糖浓度在1~30mmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.3 mmol/L,成功用于人体血清样本中葡萄糖浓度的检测。

关键词： 石墨烯   NiCo_(2)S_(4)   NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料   超级电容器  

摘要： 以硝酸镍、硝酸钴、硫代乙酰胺、石墨烯为原料采用一步水热法制备了NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱测试(FT-IR)对NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料进行了表征。应用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)、交流阻抗测试(EIS)法研究了NiCo_(2)S_(4)/石墨烯复合材料的电化学性能。恒流充放电测试表明,NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料的比容量为649.8 F/g,显著高于单一的NiCo_(2)S_(4)电极材料。以NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料作为正极、活性炭电极作为负极制作的非对称性超级电容器,在电流密度为2 A/g的条件下进行1000次循环充放电的测试,仍保持初始比容量的87.5%,库仑效率保持在97.8%,展示出良好的循环性能和可逆性能。

关键词： 飞机复合材料   壁板装配变形   控制技术   应用进展  

摘要： 在飞机制造领域中复合材料壁板因其轻质、高强度和耐腐蚀等特性而被广泛应用。然复合材料壁板在装配过程中易变形,影响飞机制造质量和效率。为解决这一问题,装配仿真技术和在线调控技术得到了快速发展。装配仿真技术基于模拟装配过程,预测和分析装配变形、应力和损伤情况,为容差控制提供有力支持。在线调控技术则采用先进的工装系统和工艺方法,实现对装配变形的实时调控。本文主要讨论的是这些技术的发展现状和未来趋势,展望了跨学科合作、技术创新和绿色制造在复合材料壁板装配变形控制中的应用前景。