等离子体射流载气流量大小对玻璃纤维改性效果影响的研究

通过大气压等离子体射流在玻璃纤维（GF）表面沉积氧化硅（SiO_x）纳米颗粒的方法改善玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能,利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱等表征分析了改性纤维的表面形貌、化学成分、润湿性能和复合材料的界面结合性能,并考察了等离子体射流载气流量大小对GF改性效果的影响。结果表明,当载气流量为40 mL/min时,GF的改性效果最好,且此时GF的表面能相比对照组提高了43.18 %,GFRP复合材料的层间剪切强度提高了30.79 %;经过等离子体处理后,GF的表面粗糙度增大,极性官能团增多,复合材料的界面结合性能提升。     

基于响应面法的粉煤灰氨含量测定过程浸提条件优化研究

针对粉煤灰氨含量的测定研究大多考虑单一因素,而忽略了在浸提过程中各因素间的交互作用对粉煤灰氨含量浸提的影响。以浸提剂浓度（A）、固液比（B）、振荡时间（C）作为考察因素,在单因素实验的基础上进行响应面实验,建立回归模型。通过响应面优化确定最佳的浸提工艺并与现有浸提方法的测定结果进行对比。结果表明,影响因素主次顺序为B、A、C、AB、BC、AC。最佳浸提工艺条件：浸提剂浓度为0.125 mol/L、固液比（质量体积比,g/mL,以下简称固液比）为1∶12.8、振荡时间为22 s。通过验证,发现实测值与预测值仅存在-2%的相对误差。相较现有浸提方法,优化后的浸提方法不仅使浸提时间大幅缩短,还使浸出率增加了73%~91%,为粉煤灰中氨含量的准确测定提供了新的方法与思路。     

餐厨垃圾溶剂热法制备负载铁生物质炭

以餐厨垃圾为原料运用溶剂热法制备了负载铁的球状生物质炭,系统研究了pH、醋酸锌（C₄H₆O₄Zn·2H₂O）与六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）投料质量比、碳化温度、碳化时间等条件对生物质炭制备的影响。在此基础上利用响应曲面法对生物质炭的制备条件进行了优化,分析了不同因素之间的交互作用。结果表明,在pH为2.26、C₄H₆O₄Zn·2H₂O与FeCl₃·6H₂O的质量比为0.51、碳化温度为203.96 ℃、碳化时间为2.92 h时,生物质炭的实际得炭率达到最大为56.82%,回归模型在研究区域内的水平显著,且预测的准确性较高。生物质炭的物相和形貌表征证明了四氧化三铁（Fe₃O₄）负载在球状生物质炭的表面,生物质炭的比表面积可以达到52 m²/g,负载Fe₃O₄相较于未负载Fe₃O₄的生物质炭对铜离子具有更好的吸附性,且吸附过程可以使用准二级动力学方程进行描述。     

基于开尔文探针技术的磷酸铁锂表面势研究

依托新颖的表面表征技术开尔文探针力显微镜（KPFM）获悉磷酸铁锂表面势的情况,以期深入研究锂离子在磷酸铁锂表面的动力学行为。研究结果表明,磷酸铁锂薄膜在常温下的功函数为5.38 eV,并且其功函数随着外界温度的上升而呈现出逐渐下降的趋势,在80 ℃时的功函数为4.69 eV。此现象意味着高温状况下的磷酸铁锂具有较好的电子迁移能力。此外,非原位的开尔文探针检测发现不同电压平衡状态下的磷酸铁锂具有不同的表面功函数。充电至4.3 V时,磷酸铁锂功函数为4.91 eV,放电至2.5 V时,功函数稳定在5.01 eV。显然,磷酸铁锂的功函数非常敏感于表面的锂离子脱出量。研究从功函数的新角度探究磷酸铁锂表面的锂离子动力学行为,期望能够为其他储能材料的脱锂过程研究提供参考。     

响应面法优化磷酸三丁酯-丁酸乙酯体系协同提锂工艺研究

以磷酸三丁酯（TBP）体积分数、铁锂物质的量比、相比三因素为自变量,以锂萃取率为响应指标,采用响应面分析法研究了磷酸三丁酯-丁酸乙酯体系从盐湖卤水中协同提锂工艺。通过响应面法得到体系的最优工艺条件为TBP体积分数为43%、铁锂物质的量比为1.9、相比（有机相与水相体积比）为2.4,在此条件下锂萃取率的预测值为92.39%、实际测量值为91.42%,预测值和实测值之间的相对误差为1.05%。该研究可为盐湖卤水中锂的提取分离提供参考。     

WO3对零膨胀锂铝硅封接玻璃流动性的影响与作用机理

密封连接石英玻璃被广泛应用于航空航天、半导体加工以及微机电系统真空连接等领域。改进的低膨胀Li₂O-Al₂O₃-SiO₂(LAS)系微晶玻璃可以用于封接石英玻璃,但存在流动性不佳的难题。本文通过掺入WO₃对LAS系微晶玻璃进行改性,利用线膨胀系数分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、高温烧结影像仪、扫描电镜,研究了掺入WO₃后LAS玻璃封接石英玻璃的机理。结果表明:WO₃对LAS玻璃的析晶产生先增强后削弱的影响; WO₃掺量越大,热膨胀系数越大,当掺量达到5.0%(质量分数)时,热膨胀系数提升至5.69×10^-7 ℃^-1;流动性与润湿性随着掺量增加而提升,铺展面积随掺量增加而增大,润湿角随掺量增加而减小,有效改善了LAS玻璃本身流动性不足的问题;LAS玻璃与石英玻璃之间主要是通过化学元素迁移实现封接。     

F-在方解石表面的吸附及其对方解石表面性质的影响

氟元素主要存在于磷矿和萤石等矿物中,这些矿物中都伴生有方解石脉石矿物,在浮选分离的弱酸条件下,矿物表面的F^-会部分溶出并吸附到矿物表面,从而影响矿物表面性质。本文研究了F^-在方解石表面的吸附及其对方解石表面性质的影响机理。结果表明,在矿浆pH 值为5.5时,F^-以化学吸附的方式吸附在方解石表面,随着吸附时间的增加吸附量逐渐增加,90 min时方解石对F^-的吸附达到平衡。在油酸钠(NaOL)为捕收剂时,F^-的存在会降低方解石表面的疏水性。通过Zeta电位测试、溶液化学计算和X射线光电子能谱仪(XPS)分析表明,F^-会和方解石表面的Ca²⁺反应生成CaF₂沉淀,占据方解石表面的Ca位点,降低NaOL在方解石表面的吸附量。     

基于NSGA-Ⅱ与熵权TOPSIS法的混杂纤维再生混凝土配合比多目标优化

制备以钢纤维(SF)、塑钢纤维(MPPF)为骨料的高性能道面混杂纤维再生混凝土(HFRAC),研究改善再生混凝土(RAC)强度及耐磨性能,采用响应面法(RSM)中Box-Behnken试验设计方法,以SF体积掺量、MPPF体积掺量和砂率为因素,以HFRAC抗折强度、抗压强度和磨损量为评价指标,建立各评价指标的预测模型,分析各因素对评价指标的影响,并构建基于NSGA-Ⅱ耦合熵权TOPSIS法的HFRAC配合比优选模型,确定综合性能最优时的配合比方案。结果表明:在试验范围内各评价指标的响应面模型拟合效果良好,预测精度高;各评价指标不仅受单因素影响,而且受因素间交互作用影响,SF体积掺量与MPPF体积掺量交互作用对抗折强度、抗压强度影响极显著,对磨损量影响显著,MPPF体积掺量与砂率交互作用对抗折强度影响显著;当SF体积掺量为1.39%、MPPF体积掺量为0.97%、砂率为36.10%时,HFRAC综合性能最优。该方法能够实现HFRAC性能的综合改善,可为HFRAC在道路工程中的推广应用提供一定理论依据和技术支撑。     

不同类型石英玻璃的振动能量损耗特性对比分析

石英玻璃相对于金属、晶体、陶瓷等大多数固体材料具有更小的机械振动能量损耗,是许多精密测量器件的首选材料。本文测试对比了四种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类)石英玻璃的振动能量损耗特性,从材料化学组分和结构缺陷方面分析了石英玻璃本征损耗的影响因素及作用机理。结果表明:Ⅰ类和Ⅱ类石英玻璃的本征损耗显著大于Ⅲ类和Ⅳ类石英玻璃,主要是由金属杂质含量高和气泡等级低造成的;羟基含量不是影响石英玻璃本征损耗的主要因素;表面损耗是石英玻璃器件振动能量损耗的主要来源之一,可以通过湿法刻蚀消除。     

Biodegradable,superhydrophobic walnut wood membrane for the separation of oil/water mixtures

The preparation of environmentally friendly oil/water separation materials remains a great challenge. Freeze-drying of wood after lignin removal yields wood aerogels, which can be used as substrates to prepare fluorine-free environmentally friendly superhydrophobic materials, However, they are more suitable for absorption rather than filtration applications due to their poor strength. A study using cross-sections of pristine wood chips as substrates retains the original strength of wood, but the use of the cross-sectional of wood pieces limits their thickness, strength, and size. In this paper, a degradable fluorine-free superhydrophobic film (max. water contact angle of approximately 164.2°) with self-cleaning and abrasion resistance characteristics was prepared by a one-step method using pristine and activated walnut longitudinal section films as the substrate, with tetraethyl orthosilicate as a precursor and dodecyltriethoxysilane as a modifier. The tensile strength results show that superhydrophobic films with pristine or activated wood substrates maintained the strength of pristine wood and were 2.2 times stronger than the wood aerogel substrate. In addition, after cross-laminating the two samples, the films had the ability to separate oil and water by continuous filtration with high efficiency (98.5%) and flux (approximately 1.3 × 10³ L∙m^‒2∙h^‒1). The method has potential for the large-scale fabrication of degradable superhydrophobic filtration separation membranes.