高取向富锂正极材料的合成及电化学性能

以六亚甲基四胺(HMT)为导向剂,通过水热法,在不同温度下合成了六边形薄片状的高取向三元前驱体NixCoyMn1-x-y(OH)2,采用氯化钾与氯化钠的混合熔盐法对前驱体进行煅烧后得到高取向富锂正极材料。经X射线衍射、扫描电镜等表征,材料具有良好的层状结构,在(003)晶面具有很高的择优取向。电化学测试结果表明,在0.1 C倍率下(20 m A/g),材料的首次放电容量为282.5 m A·h/g;1 C倍率下经30次循环放电容量从195.7 m A·h/g降至178.8 m A·h/g,容量保持率为91.4%;当倍率分别为2 C和5 C时,材料的放电容量分别为150.6 m A·h/g和110.0 m A·h/g。材料具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

季铵化改性氨基聚硅氧烷的合成及应用性能

采用氯乙酸乙酯对N,N-二甲基-γ-氨丙基-γ-氨丙基聚二甲基硅氧烷(ASO-121)进行季铵化改性,合成了一种季铵化改性氨基聚硅氧烷(QASO-121)。利用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、扫描电镜(SEM)、纳米粒度仪等仪器对QASO-121及其乳液进行了表征和纤维表面的成膜性分析,并讨论了氨值、黏度及硅乳用量对所整理织物应用性能的影响。结果表明,QASO-121乳液平均粒径为75.3 nm,电位为+21.2mV,且其在织物纤维表面具有良好的成膜性。经氨值为0.6 mmol/g、黏度为2.600 Pa·s、硅乳用量为4 g/L的QASO-121整理的布样,织物柔软性提高,亲水性增强,白度基本不变。将QASO-121与未季铵化ASO-121进行应用性能对比,发现两者整理织物的柔软性相近,但经QASO-121所整理织物具有良好的亲水性且富有弹性,其抗黄变性能也得到了改善。     

以香豆素为母体的荧光探针的合成、离子识别及拟合计算研究

设计合成了含噻唑和腙结构的香豆素类钴离子荧光探针分子CCo,其结构用1HNMR和13CNMR进行了表征,考察了其光谱性能和电化学性能,并对其结构进行了拟合计算研究。CCo在常见金属离子(Cd2+、Co2+、Na+、Mn2+、Fe3+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cu+、K+、Mg2+、Ag+、Ni2+、Cr3+)中能够选择性地识别Co2+。滴加Co2+后探针吸收光谱红移60 nm,荧光光谱蓝移75 nm。探针分子溶液在三电极系统及四丁基高氯酸胺作电解质下能用于Hg2+的检测。通过拟合计算进一步验证了探针吸收光谱峰值与实验值一致。     

硅烷偶联剂表面改性二氧化钛粒子超疏水性能

针对无机二氧化钛(TiO2)粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉(二氧化钛,TiO2)的表面进行有机化改性;并通过红外光谱(FTIR)、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征表面改性TiO2粒子的结构,测试其超疏水性能,分析超疏水表面形成的机理。结果表明,经KH-570表面改性的TiO2粒子的疏水性和分散性得到明显改善,当KH-570质量分数达到15%时,表面改性的TiO2涂层与水的静态接触角达152.5°,表现出良好的超疏水性能。     

蒽系列成核剂的合成及对聚丙烯性能的影响

利用蒽为基础原料,自制了蒽系列的3种聚丙烯成核剂:9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酸酐(AMH)、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-马来酰肼(AMHD)、9,10-二氢蒽-9,10-桥-α,β-N-甘氨酸基马来酰胺(AGMA)。利用热重分析(TGA)分别考察了三者的热稳定性,采用X射线衍射分析(XRD)和偏光显微镜(PLM)对其所改性等规聚丙烯(iPP)的结晶形态进行了表征,用差示扫描量热法(DSC)研究了其结晶行为,并测试了其力学性能。结果表明,AMHD和AGMA均可增强聚丙烯α晶型成核,而AMH则可诱导β-iPP的生成;3种成核剂都有效提高了聚丙烯的结晶温度(Tc)和结晶度,其中,iPP/AMHD的结晶度(Xc)提高了3.75%;同时改善了iPP的力学性能,与纯iPP试样相比,iPP/AMH抗冲击强度提高了5.60 kJ/m2,iPP/AMHD拉伸强度提高了18.02%,iPP/AGMA的弯曲强度达到53.22 MPa。     

平纹机织玄武岩纤维/环氧树脂复合材料冲击拉伸行为

以常规机织工艺生产织物增强体,以真空辅助树脂转移模塑法(VARTM)制备成型复合材料,研究单层平纹玄武岩长丝增强环氧树脂复合材料在准静态和高应变率加载下的拉伸性能。准静态和高应变率拉伸试验分别在MTS-810.23试验仪和分离式霍普金森拉杆(SHTB)测试系统上完成。试验结果表明该材料的力学性能具有应变率依赖性:随着应变速率的增加,拉伸模量和拉伸强度单调增加,失效应变单调减小,弹性能先增加后减小。材料的失效破坏特征也呈现明显的应变率效应:准静态拉伸时,材料断口整齐,树脂的破碎少,几乎没有纤维的抽拔和经纬向纤维束间的滑移;高应变率拉伸时,材料断口参差错乱,树脂完全破碎,纤维束抽拔严重、相互崩裂和滑移,织物增强体结构的整体性破坏严重。     

短纤维增强热塑性聚氨酯弹性体复合材料的性能研究

通过短切碳纤维(CF)与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混改性制得一系列不同CF质量分数(含量)、不同方法处理CF的碳纤维/TPU复合材料。重点研究了不同CF质量分数和不同表面处理方法对碳纤维/TPU复合材料的微观形态、物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。研究结果表明:随着CF质量分数的提高,复合材料的杨氏模量和压缩模量逐渐提高,当CF质量分数为25%时,拉伸强度出现最大值。热性能和动态性能也均以CF质量分数为25%时最佳。各种表面处理中以胺基硅烷KH5501处理CF对CF/TPU复合材料的机械性能和热稳定性改善效果明显;而TCA-K44和浓硝酸氧化刻蚀CF/TPU复合材料则表现出较好的韧性和弹性。SEM分析结果表明,TPU与CF间具有很好的粘接。     

生物质腰果酚醚硫酸铵表面活性剂的性能研究

研究了腰果酚醚硫酸铵/正丁醇/烷烃/水体系拟三元相图、腰果酚醚硫酸铵的乳化性能和泡沫性能。结果表明,腰果酚聚氧乙烯醚硫酸铵/正丁醇/烷烃/水拟三元相图能形成液晶区和大范围O/W微乳液区,乳化性能随水硬度增加而增强,乳化顺序为：硬水＞0.5mol?L-1氯化钠＞0.1mol?L-1氯化钠＞去离子水,腰果酚聚氧乙烯醚硫酸铵具有低的起泡性。     

三种典型扩张床吸附介质的比较分析与评价

扩张床吸附是一种新型的集固液分离、浓缩、纯化于一体的层析技术,其核心为经过特殊设计的吸附介质。比较了Streamline SP、Streamline SP XL和Fastline SP三种常用扩张床介质的理化性质和床层特性,并以乳铁蛋白为模型蛋白,从静态吸附、吸附动力学和动态吸附三方面比较了不同介质的吸附特性。结果表明,介质颗粒小,吸附平衡快;介质密度大,床层稳定性高,适用流速大,过程处理能力高,研究的结果为扩张床吸附介质的理性设计提供指导。     

规模化制备钙基复合载氧体的性能研究

采用规模化制备方法得到了两种钙基复合载氧体,并分别在冷模流化床和固定床上考察了其机械强度和循环反应性能。结果表明:制备的两种复合载氧体各组分分布均匀,机械强度较好。通过对磨损前后粒度分布变化和时变规律的比较,得到的CaAlFe载氧体耐磨损性能较好,510 min后磨损率仅为3.83%。热重实验表明,CaAlNi载氧体同煤之间的反应在12 min内完成,反应速率稍快,但CaAlFe载氧体同煤的反应更彻底。选择CaAlFe载氧体进行了5次还原-氧化循环实验,固体产物和气体产物分析表明CaAlFe载氧体具有良好的持续循环反应能力。因此,所研究规模化制备的CaAlFe载氧体适用于工业生产。