同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

考虑应力历史的饱和黏土一维固结渗透试验研究

为研究固结应力比和应力历史对饱和黏土一维固结渗透的影响,利用GDS三轴仪进行了一系列一维固结-渗透联合试验。研究结果表明,在不同固结应力比相同应力历史条件下,正常固结和超固结饱和黏土在一维固结渗透过程中试样的渗透系数和孔隙比均随固结应力比的增大而减小,试样的最终压缩量均随固结应力比的增大而增大。在相同固结应力比不同应力历史条件下,超固结饱和黏土的最终压缩量小于正常固结饱和黏土。将固结应力σ与土层自重应力σcz的差值σdv与试样最终压缩量sf进行拟合,得出应力差值σdv与各固结应力下的最终压缩量sf间呈良好的线性关系。通过研究发现,同时考虑固结应力比和应力历史对饱和黏土一维固结渗透的影响是有必要的,同时在得到土体自重应力后可较为准确地预测土体最终压缩量。     

Curvature effects on electric-double-layer capacitance

Understanding the microscopic structure and thermodynamic properties of electrode/electrolyte interfaces is central to the rational design of electric-double-layer capacitors (EDLCs). Whereas practical applications often entail electrodes with complicated pore structures, theoretical studies are mostly restricted to EDLCs of simple geometry such as planar or slit pores ignoring the curvature effects of the electrode surface. Significant gaps exist regarding the EDLC performance and the interfacial structure. Herein the classical density functional theory (CDFT) is used to study the capacitance and interfacial behavior of spherical electric double layers within a coarse-grained model. The capacitive performance is associated with electrode curvature, surface potential, and electrolyte concentration and can be correlated with a regression-tree (RT) model. The combination of CDFT with machine-learning methods provides a promising quantitative framework useful for the computational screening of porous electrodes and novel electrolytes.     

考虑皮尔逊相关系数和切比雪夫距离的电压暂降类型计算方法

电压暂降类型是进行故障类型识别和治理设备选型的重要信息.首先,根据电压暂降的类型定义和其经变压器传播的类型变换特性,建立电压暂降类型模式库.定义和提取了三相电压的六维向量,以进行暂降类型计算.应用皮尔逊相关系数,建立待计算电压暂降与模式库各元素的相关系数矩阵,计算其相似程度.提出基于切比雪夫距离的待计算电压暂降与模式库中各矢量的距离矩阵.基于相关系数矩阵与距离矩阵,构建电压暂降类型相关度矩阵,考虑混合判据计算电压暂降类型.经仿真数据和实测数据验证,所提方法准确度较高,能克服传统方法对浅暂降和相位跳变敏感的缺点.建议在省级电能质量监测平台中应用所提算法,实现暂降类型的实时计算,为区域电压暂降的有效评估和治理提供参考依据.     

丙烯酸酯橡胶耐有机溶剂及耐油性的研究

采用平衡溶胀法测定了日本瑞翁公司生产的活氯型丙烯酸酯橡胶(AR840)在24种不同有机溶剂中的溶胀行为,得到了AR840的一维溶解度参数值,其范围在18~23(MPa)^1/2之间。进一步用汉森三维溶解度参数软件(HSPiP)对溶胀数据进行分析研究,得到AR840三维溶解度参数值,色散分量(δ_d)、极性分量(δ_p)和氢键分量(δ_h)分别为18.20、8.70、3.60(MPa)^1/2。结果表明,AR840与24种溶剂存在着能量差(R_a),AR840与溶剂的溶胀比随着它们之间的Ra值的变化呈现反“S”型曲线,借助Ra的大小可以表征AR840在有机溶剂中的溶胀特性,能相对准确地表征丙烯酸酯橡胶(ACM)耐有机溶剂及耐油性能,对耐有机溶剂及耐油ACM的配方设计有一定的指导意义。     

EPR电缆终端不同位置下环切缺陷的电场及放电PSA谱图特性

动车组用乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber,EPR)电缆终端在安装时需人工剥除外半导电层,易造成环切缺陷进而导致放电现象,同时缺陷处易填充气体形成气隙,将加速放电发展,最终引起严重的电缆击穿故障。首先对距截断处60 mm内含环切缺陷的电缆终端进行有限元分析,计算环切处最大场强;然后在25 kV工频电压下开展放电试验,分析了PRPD和PSA谱图特征,并对PSA谱图灰度值作K-means聚类特征提取。研究结果表明,环切缺陷的位置与其对EPR电缆绝缘性能的影响密切相关,距截断处60mm以内的环切缺陷不可忽视;当连续放电脉冲电压差绝对值相等时,缺陷靠近截断处且影响极其严重,距离超过60 mm时则影响较小。结合放电特性可知,PSA谱图灰度值小于255的频数在5区的最大占比、4区的最小占比和分类聚心特征,可为判断环切缺陷位置和EPR电缆绝缘状态提供重要的理论依据和数据参照。     

三元乙丙橡胶与C5F10O/CO2混合气体的相容性研究

C_5F_(10)O气体具有优异的绝缘和环保特性,在中低压电气设备中作为绝缘介质使用具有很好的应用前景,但C_5F_(10)O与气体绝缘设备中常用的三元乙丙橡胶密封材料的相容性在其工程应用前仍待研究。为此通过搭建橡胶相容性试验平台,使用热加速老化的方法研究了C_5F_(10)O/CO_2混合气体与三元乙丙橡胶的相容性,并测试了试验后气体成分的变化、三元乙丙橡胶的机械特性、表面形貌和元素变化。研究发现,在热老化条件下三元乙丙橡胶会与C_5F_(10)O和C_3F_6反应,使C_5F_(10)O气体分解产生的C_3F_6减少,但同时会使C_5F_(10)O气体分解产生的C_3F_6O和C_3HF_7增多;老化试验结束后三元乙丙橡胶表面覆盖了一层油性物质,老化试验会使三元乙丙橡胶脆化降低其机械性能,表面会析出大量晶体颗粒;C_5F_(10)O气体腐蚀三元乙丙橡胶后,会加速三元乙丙橡胶的老化造成其使用寿命缩短。相关试验结果将会对C_5F_(10)O气体绝缘设备的设计和制造过程提供参考。     

充油SEBS的结构、力学性能和紫外辐照稳定性

自制了一种中间基的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)弹性体用填充油,并从分子结构及微相结构上分析了线型和星型SEBS充油体系的力学性能、紫外辐照稳定性与其结构的关系。通过小角X射线散射(SAXS)、透射电子显微镜(TEM)表征了SEBS充油体系的微观结构,揭示了SEBS分子结构是影响充油体系微观结构的主要因素,且软硬段电子密度差以及PS相间距越大,SEBS的微相分离程度越高。结合Instron万能材料试验机的测试结果,发现SEBS微相分离程度高有利于充油体系力学性能的提高。通过傅里叶红外光谱(FTIR)研究了经紫外辐照后SEBS体系的化学结构变化,结果显示,经紫外辐照后的体系均在1700~1740 cm-1、1800 cm-1附近出现吸收峰,且吸收峰强度越大,力学性能下降得越快,表明氧化降解是造成SEBS体系力学性能下降的主要因素。     

超大长径比双螺杆挤出机制备聚丙烯腈初生纤维

采用自主研发的超大长径比(136)双螺杆挤出机实现了PAN初生纤维的纺丝制备,研究了PAN粉料质量分数(16%、20%、24%)、双螺杆挤出机机筒温度(50、60、70℃)、循环挤出次数(0、1、2)对PAN初生纤维力学性能及表面形貌的影响。结果表明,PAN初生纤维的拉伸强度随质量分数、机筒温度和循环挤出次数的增加而增大;PAN初生纤维的断裂伸长率随质量分数和循环挤出次数的增加而减小,随机筒温度的升高而增大;随着循环挤出次数增加,纤维表面越来越规整,缺陷逐渐减少。研究结果为利用超大长径比双螺杆挤出机制备出性能更好的PAN初生纤维奠定了基础。     

PA66/12 T共聚尼龙的研究

将PA66和PA12T熔融共聚,制备的共聚物可用作阻隔材料,研究了共聚物的制备和成膜工艺.试验表明,相比于单一尼龙,共聚物的熔点和黏度降低,更有利于成型加工,为后期进行阻隔性能测试以及其他性能的测试打下基础.