关键词： 生物质炭   老化   土壤酸化   钙肥   镉(Cd)   砷(As)  

摘要： 大气氮、硫沉降的加剧和肥料的不合理施用,导致土壤酸化问题愈发严重;在重金属污染土壤中,酸化不仅会严重影响地力,还会使常规钝化修复材料(如生物质炭)的有效性和持续性受到影响.施用钙肥或可改善土壤酸化,同时缓解生物质炭材料在土壤中的老化,提高其对复合污染土壤的修复能力,然而其影响机制尚不明确.基于此,选取铁锰氧化物(FM)与山核桃蒲生物质炭(BC)制备生物质炭-铁锰复合材料(BFM),并对其进行模拟酸化,通过表征及水溶液吸附试验,探究酸化后材料理化性质及其吸附性能的变化;而后开展正交试验,探究酸化条件下BFM与钙肥配施对土壤pH和Cd、As有效性的影响并得到最佳配施方案.结果表明,BFM中BC和FM的最佳比例为7∶3(质量比),对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的去除率分别高达94.58%和97.14%,吸附容量为120.74 mg·g^(-1)和129.29 mg·g^(-1)(固液比1∶500).酸化处理后BFM表面孔隙结构减少,官能团种类和数量变化,导致材料对水溶液中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的去除率分别下降73.97%~92.84%和73.56%~93.61%.钙肥与BFM配施能显著提高土壤pH,提升幅度为3.06%~37.84%;对pH的提升效果随培养时间和酸化程度的增加而下降.与空白对照相比,配施使土壤有效态Cd含量显著降低了22.67%~97.78%;土壤有效态As含量总体较为稳定.对正交试验结果进行效应曲线分析可得,在酸化程度较弱(pH=5.6)的情况下,以2%添加量配合2%的硅钙肥和2%的钙镁磷肥共同施用对土壤Cd具有较好的钝化效果;在酸化程度较强(pH=4.0)的情况下,以2%添加量配合2%的硅钙肥共同施用对土壤As具有较好的钝化效果.综上所述,模拟酸化会影响BFM的吸附性能,钙肥与之配施后能够提高土壤pH,改善土壤酸化,同时缓解BFM在酸化土壤中的老化并改善其对重金属污染土壤的修复能力.

关键词： 镁基复合材料   Mg_2Si   TiB_2纳米颗粒   磨损率   磨损机制  

摘要： 细化Mg_(2)Si相是提高Mg-Al-Si合金强度和韧性的重要措施,以TiB_(2)纳米颗粒作为Mg_(2)Si的异质形核剂,采用半固态搅拌结合熔体超声处理法将TiB_(2)纳米颗粒加入Mg-4Al-x Si(x=0.5,1.0,1.5,2.0)(质量分数,下同)合金熔体中,制备出TiB_(2)与Mg_(2)Si混杂增强镁基复合材料。利用光学显微镜和扫描电镜观察了复合材料中Mg_(2)Si相的形貌和尺寸,采用图像分析软件Image-J统计分析了Mg_(2)Si相的体积分数,重点研究了不同Si含量复合材料的耐磨性能。结果表明,TiB_(2)纳米颗粒的加入显著细化了Mg-4Al-x Si(x=0.5,1.0,1.5,2.0)合金中的共晶Mg_(2)Si相和初生Mg2Si相,显著提高了合金的硬度和耐磨性。随着Si含量的增加,TiB_(2)/Mg-4Al-xSi(x=0.5,1.0,1.5,2.0)复合材料的耐磨性能先升高后降低,当Si含量为1.5%时耐磨性能最佳。

关键词： 交联聚乙烯   蒙脱土   偶联剂  

摘要： 为提高交联聚乙烯(PEX)的力学性能和热稳定性,以聚乙烯为基体,以硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)改性后的蒙脱土为填料,复配制备改性蒙脱土/PEX复合材料,研究不同改性蒙脱土掺量对PEX复合材料力学及热性能的影响。结果表明:掺入质量分数1.0%的改性蒙脱土有效提升了PEX复合材料的拉伸强度、弯曲强度及简支梁冲击强度,提升了PEX复合材料的热稳定性。在此掺量条件下,PEX复合材料的拉伸强度、弯曲强度及简支梁冲击强度分别为16.21 MPa、21.96 MPa和10.31 kJ/m^(2),电场击穿强度达到最高,为32.21 kV/mm,维卡软化温度为120.91℃。因此,适量掺入改性蒙脱土能够有效改善PEX复合材料的力学性能和热稳定性。

关键词： 化学工程   化工生产工艺   原料选择   反应机理   设备选择  

摘要： 基于化学工程领域的化工生产工艺展开研究,旨在探讨在化工生产过程中的关键环节,包括原料选择、反应机理研究、反应条件优化、产品纯化与分离、设备选择与工艺流程设计、安全性与环保考虑以及先进工艺技术的应用等方面。通过对这些方面的深入研究,旨在提高化工产品的生产效率和质量,降低成本,同时保证生产过程的安全和环保。

关键词： 热固性树脂   树脂基复合材料   动态共价网络   动态共价键   键交换反应  

摘要： 纤维增强热固性树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、耐热性好等优点,在航空航天等重要领域应用广泛。然而,其存在成型后无法重复加工以及材料回收处理困难的问题。通过将动态共价键引入交联树脂体系,可以制备得到动态共价热固性树脂,这类树脂具有可回收、可重塑等类似热塑性聚合物的动态性能,为解决上述问题提供了一种有效途径。本文介绍了动态共价热固性树脂的发展历程、基本特征及网络调控策略,简述了以其为基体的纤维增强复合材料基本特点,随后以动态共价键类型进行分类标准,综述了酯交换型、双硫交换型、亚胺交换型及其他键交换型热固性树脂及其纤维增强复合材料的研究进展,并概述了这类复合材料的发展趋势及商业化应用。最后总结了上述树脂及复合材料的未来发展方向并提出设计建议,为该材料的设计开发及商业化应用提供思路。

关键词： 锂离子电池   硅基复合材料   材料改性   核壳结构   低成本   功能材料  

摘要： 以无水乙醇为砂磨剂,将微米Si粉与纳米非晶型SiO_(2)(Nano-SiO_(2))通过砂磨法制备了Si/SiO_(2)复合材料(SNSO),然后加入纳米Fe_(2)O_(3),通过机械球磨方式制备了Fe_(2)O_(3)改性Si/SiO_(2)复合材料(SNSO@Fe_(2)O_(3))。采用XRD、XPS、SEM、TEM对SNSO@Fe_(2)O_(3)进行了表征,通过恒流充放电、循环伏安法、电化学阻抗测试了其电化学性能。结果表明,SNSO@Fe_(2)O_(3)呈规则的球形核壳结构,外壳为非晶层,Fe_(2)O_(3)质量分数8%的SNSO@Fe_(2)O_(3)(SNSO@8%Fe_(2)O_(3))粒径约2μm;SNSO@8%Fe_(2)O_(3)展现出优异的循环性能,首次放电比容量为2150 mA·h/g,首次库仑效率为81.95%;在电流密度110 mA/g下,经100次循环后放电比容量仍稳定在986 mA·h/g,较SNSO提升了43.3%。SNSO@8%Fe_(2)O_(3)稳定的循环性能归因于球磨过程中FeSi相的生成及非晶SiO_(x)和Fe_(2)O_(3)原位反应在Si表面形成了厚度约30 nm的非晶层外壳结构,有效缓解了Si的体积膨胀。

关键词： 激光打标   聚丙烯   滑石粉   钛白粉   玻纤   阻燃剂  

摘要： 采用最高功率为30 W的红外激光打标机对聚丙烯复合材料进行打标测试,研究了聚丙烯复合材料配方中填充物滑石粉、玻纤、阻燃剂对材料激光打标效果的影响,以及不同的激光打标工艺下材料的打标效果。实验结果表明,填充滑石粉材料有助于材料更好的激光打标,而填充玻纤、阻燃剂材料则不利于材料激光打标。此外,激光能量越强,标记越深;激光填充间距越小,图案越细腻、密实;打标速度越快,颜色越浅。

关键词： 复合材料   C型梁   牺牲层   压力垫  

摘要： 复合材料C型梁是飞机机翼结构中的主承力零件,研究C型梁的高质量成型对于飞机制造具有重要意义。本文介绍了一种变厚度复合材料C型梁的研制成型方法,对C型梁的结构特点和成型难点进行了分析,具体介绍了零件成型的工艺方案和零件成型的质量。结果表明,采用阳模铺贴固化、预压实、压力垫辅助成型、牺牲层胶接共固化等成型工艺方案研制的复合材料C型梁,零件表面质量、内部质量、外形、随炉试板性能等方面均满足零件设计和装配要求。

关键词： 碳纤维   复合材料   聚醚醚酮   聚酰胺   上浆   改性  

摘要： 聚醚醚酮(PEEK)性能优异,但是由于其分子链段呈惰性,在与碳纤维复合时无法形成化学键相互作用,导致界面强度较低。针对该问题,首先通过两步法制备得到超支化聚酰亚胺,随后利用化学接枝方法对碳纤维表面进行超支化聚酰亚胺的上浆改性处理,再将其与PEEK制备得到碳纤维增强PEEK复合材料,采用表面形貌、表面能、层间剪切强度、断面形貌等方法研究了上浆改性对复合材料性能的影响。结果表明:在超支化聚酰亚胺上浆后,碳纤维表面粗糙度提高,表面能提升至48.0 mN/m,并且表面能中的极性分量下降,表示其与非极性树脂的浸润性提升;与未改性前相比,改性后碳纤维增强PEEK复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别提高了52.4%、39.8%。

关键词： 钼酸钴   碳钎维   复合材料   常温搅拌法   电容性能  

摘要： 采用常温搅拌法在碳布导电基底上制备了钪(Sc)元素掺杂的钼酸钴/碳纤维复合材料(Sc-CoMoO_(4)/CF),通过对材料进行表征测试,发现所制备的产物为多孔片状结构。这种多孔片状结构增加了材料的比表面积,有利于缩短离子和电子的扩散路径。运用X射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜方法对样品进行分析,研究了Sc元素掺杂对材料稳定性的影响。结果表明,制得的Sc-CoMoO_(4)/CF电极材料没有其他杂质峰,也没有其他杂质元素存在,这表明样品纯度较高。同时,对Sc-CoMoO_(4)/CF电极材料进行了电化学性能的研究。在电流密度为1 A/g的条件下,Sc-CoMoO_(4)/CF电极材料的比电容为2 095 F/g,在100次循环后,其比电容达到2 080 F/g,是初始值的99.3%,这表明电极材料具有良好的稳定性。在对Sc-CoMoO_(4)/CF//CNTs器件进行循环稳定性试验中,当电流密度为1 A/g时,比电容为176 F/g,进行10 000次循环充放电测试后,比电容变为162 F/g,与初始比电容相比变化不大,达到初始值的92%,这说明其具有较高的充放电性能和较高的循环稳定性。