镁合金表面处理新进展

镁及镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、优良的阻尼减震性能,逐渐成为汽车、摩托车轻量化和节约能源的理想材料.但镁合金较差的耐蚀性限制了其在汽车、航空等工业中的广泛应用.改善镁合金耐蚀性的有效途径之一是在镁合金表面施加一层保护涂层.该涂层作为腐蚀屏障,能有效地隔离基体与腐蚀介质.综述了镁合金表面处理的最新研究状况,主要包括微弧氧化、金属铝涂层、含氟协和涂层、物理气相沉积、离子注入等,并展望了其应用前景.     

新型层合多波段伪装器材研究

伪装器材是提高己方武器装备、设施及参战人员战时生存能力、保存有效战斗力的重要技术手段。采用来源广、价格低廉、伪装效果好的普通材料,给出了一种新型多层复合伪装器材的制作方案,并据此提供了产成品。该产品在红外到雷达波波段内都有良好的伪装隐身效果。     

金属酞菁/卟啉分子电催化CO2还原的研究进展

大气中日益增加的CO₂浓度导致了气候变化等环境问题。将CO₂催化转化为有价值的化学品具有重要意义。利用太阳能、风能等可再生能源产生的电能,通过电化学方法将CO₂还原转化为有价值的碳基化合物是最具有应用前景的方式。分子催化剂具有明确的结构和清晰的活性位点,可实现基于机理的性能优化。综述了近年来金属酞菁/卟啉分子在电催化CO₂还原为CO的实验和理论方面的最新研究进展。首先,介绍了金属酞菁/卟啉分子电催化CO₂还原为CO的详细机理。然后,重点介绍了如何通过分子分散和配体修饰提升金属酞菁/卟啉分子电催化CO₂还原为CO的活性和选择性。最后,讨论了金属酞菁/卟啉分子电催化CO₂还原存在的挑战及其可能的解决方案。     

多孔网幕泡破压力预测模型的建立及实验验证

金属多孔网幕具有比表面积大、物理稳定性好等诸多优点,广泛应用于推进剂在轨气液分离及相变传热等领域。泡破压力是衡量其相分离性能的关键参数,可根据多孔介质的有效泡破孔径确定。然而多孔网幕的孔隙结构极其复杂,泡破孔径计算仍未有通用且高效的方法。建立了一种基于三维孔隙结构的多孔网幕泡破压力的通用型解析模型。该模型仅依赖于多孔网幕的几何结构参数,无须实验即可有效预测多孔网幕的泡破压力。模型预测结果与本文实验及文献实验中不同网幕规格、低温及常温工质数据吻合良好,平均误差仅为8%,表明该解析模型具有普适性和准确性,可为基于多孔网幕的液体获取装置的设计与性能预测提供参考。     

硫酸镁型光卤石转化钾盐镁矾的过程机制与动态规律

硫酸镁的存在影响光卤石矿加工的钾盐收率和产品质量。通过对一里坪盐湖硫酸镁型光卤石进行等温不完全分解实验,研究了钾盐分解转化机制和动态特征,并建立了钾盐转化过程的动态模型。结果表明：（1）硫酸镁型光卤石在加水过程迅速分解,而经过3~4 h诱导期,氯化钾与硫酸镁会逐渐转化为钾盐镁矾,经过50 h系统达到平衡,总钾量的近55%转化为钾盐镁矾,约20%溶于分解液,仅25%以固相氯化钾存在;（2）转化过程中,如有硫酸镁水合物存在,会出现“固、液相点不动的介稳态”假象,而实际上是氯化钾和硫酸镁水合物转化为钾盐镁矾的动态过程,当固相硫酸镁水合物缺失,液相点会向氯化钠、氯化钾、钾盐镁矾、光卤石的四盐共饱点移动;（3）钾盐镁矾生成的动力学方程的反应推动力（离子活度积与共饱点活度积之差）级数为1.5,产物存量的影响指数为2/3,反应速率常数为3.907×10^-4 mol^1/3·min^-1,动力学方程与全组分物料方程构成了动态模型,可量化表达转化过程中任意时刻固液混合体系的状态。这一研究结果对改善盐湖钾资源利用过程具有重要指导意义。     

不同尺寸下再生骨料混凝土直剪性能及其损伤本构

以再生粗骨料取代率、试件尺寸为变化参数,设计并制作了45个再生骨料混凝土试件。通过直剪试验,观察了不同尺寸下再生骨料混凝土的破坏形态,分析了取代率和试件尺寸对再生骨料混凝土直剪性能和损伤本构的影响情况,建立了不同尺寸下再生骨料混凝土的损伤本构模型。结果表明:峰值变形、延性系数均具有明显的尺寸效应,普通混凝土损伤发展速度变慢,再生骨料混凝土损伤发展变快;随取代率的增加,峰值变形先减小后增大,延性系数先增大后减小,损伤发展规律与取代率不成线性关系。采用的本构模型能较好地反映不同尺寸再生骨料混凝土的剪切荷载–变形关系以及损伤演化过程。     

NH4Cl辅助热解制备镍-氮-碳纳米管催化剂及其电还原CO2性能

二氧化碳（CO₂）的资源化利用是实现“碳达峰,碳中和”的重要手段。在众多CO₂转化技术当中,电催化CO₂还原反应因反应条件温和、工艺过程简单等优点,被认为是极具应用前景的减碳技术之一,其关键在于高效、高稳定性电催化剂的开发。过渡金属-氮-碳（M-N-C）材料是电还原CO₂生成CO的有效催化剂,针对其高温热解制备过程中活性金属原子容易聚集且氮原子流失严重,进而使得活性位密度降低,催化性能下降等问题,本文提出以双氰胺（DCDA）为碳源和氮源,以乙酰丙酮镍（Ni（acac）₂）为金属源,以氯化铵（NH₄Cl）为第二氮源和造孔剂,采用简单的NH₄Cl辅助热解-酸刻蚀的方法制备得到镍-氮-碳纳米管（Ni-N-CNTs）电还原CO₂催化剂,并详细考察NH₄Cl添加量对催化剂结构和催化性能的影响。表征结果表明：NH₄Cl的加入有利于催化剂纳米管状形貌和多级孔结构的生成,同时有利于催化剂中Ni-Nx （1.6%,摩尔分数）和pyridinic-N （1.75%,摩尔分数）物种含量的增加。一系列性能测试结果表明：催化剂的活性中心为Ni-Nx,同时pyridinic-N的存在也有利于催化性能的提高,当前体中NH₄Cl加入量与氮源和金属源总质量比为1∶1时,所得Ni-N-CNTs-1催化剂催化性能最好,在电压为-0.65 V （vs RHE）时,CO法拉第效率最高达92%,此时CO部分电流密度为8 mA·cm^-2。此外,该催化剂还表现出良好的催化稳定性,连续恒电位电解12 h,催化性能基本不变。该催化剂制备工艺简单,制备条件可控,研究结果可为高效M-N-C电还原CO₂催化剂的设计和制备提供一种切实有效的研究思路和方法。     

TiAl基羰基硫水解催化剂的中毒机制与抗氧性能研究

高炉煤气脱硫是实现钢铁行业多工序全流程超低排放的关键。高炉煤气中主要有机硫组分是羰基硫（COS）,常用γ-Al₂O₃基催化剂水解脱除,但是其抗氧性能有待提高。采用共沉淀法制备了Ti_0.5Al和K_0.2Ti_0.5Al催化剂,考察了催化剂在含氧气氛下的COS水解催化性能,并分析了氧体积分数对COS转化率和H₂S产率的影响规律。活性测试结果表明,Ti_0.5Al催化剂的初始COS转化率接近90%,随着反应时间增长效率逐渐降低至60%以下;K_0.2Ti_0.5Al催化剂在0.5% （体积分数） O₂的气氛下持续反应22 h后,其COS转化率仍可保持在93.44%。表征结果显示,催化剂失活后比表面积大幅减小,表面碱性显著减弱。此外,活性中心Al原子硫酸化是导致催化剂失活的主要原因,而硫酸盐的沉积为次要原因。原位红外结果表明,K的引入可显著减弱O₂在催化剂表面的吸附,并且阻断中间过渡物种的氧化,这是K提高催化剂抗氧性能的关键。     

低电导率工质中气泡的极化运动实验研究

为探讨电场作用下气泡在低电导率工质中的极化运动特性,采用高速数码摄像技术对气泡在正庚烷溶液中的生长和分散过程进行了可视化研究,并结合无量纲数分析了不同气体流量和施加电压下的气泡演变特征以及极化力主导的气泡运动规律。结果表明,增大电场强度可导致气泡生长周期缩短,气泡尺寸显著减小,产生频率加快。在低电场强度下,气泡运动主要表现为流体动力学特性;而在强电场作用下,气泡首先受极化力主导而表现为电流体动力学特性,其直线轨迹高度随Bo_E增大而增大。但随着电场强度在竖直方向上的衰减以及液相阻力影响,气泡运动速度不断减小;当气泡脱离极化力主导区域后,其运动再次表现为流体动力学特性,受尾迹诱导和气泡间相互作用影响,气泡在竖直方向上沿毛细管轴向四周扩散。     

深度融合特征提取网络及其在化工过程软测量中的应用

复杂化工过程的观测数据往往同时包含非线性和强动态特性,而传统的化工过程软测量方法无法准确提取观测数据的非线性动态特征,以至影响数据建模和质量预报的准确性。提出了一种基于变分自编码器的深度融合特征提取网络(deep fusion features extraction network, DFFEN)。在变分自编码器框架下,通过构建潜隐特征信息传递通道,提取非线性动态潜隐变量。并利用自注意力机制(self-attention)融合关键的隐层信息,优化因信息传递通道过长而导致的潜在特征被遗忘的问题。此外,在后端网络构建潜隐变量和关键质量变量之间的回归模型,以实现关键质量变量的预报。最后,通过数值案例和实际的合成氨过程验证了所提出的DFFEN模型的可行性和有效性。