MOFs 材料金属位点设计及沼气纯化应用研究

改变MOFs材料的中心金属能影响其气体的亲和性和双组份气体的吸附选择性（如比表面积,孔道结构,内部电场等）,本文合成并表征了M－DABCO系列（M＝Ni, Co, Cu, Zn） MOFs材料。并应用理想吸附溶液理论（Ideal Adsorbed Solution Theory,简称IAST）量化模拟了环境条件下双组分混合气体（组分比CO2：CH4＝40％：60％）的吸附选择性。 Ni－DABCO材料具有良好的CO2吸附性能和在环境条件下对CO2／CH4混合气体的吸附选择性。本文通过实验、表征及计算等来讨论中心金属对M－DABCO系列吸附位点的影响。     

基于SiO2材料的细胞固定化研究及应用

基于SiO2的材料主要由烷氧基与水溶性方法合成：前者主要以TMOS或TEOS为SiO2前躯体,并用其它有机硅化合物,甘油和海藻酸钙等对其进行进行修饰或复合,后者主要以硅酸钠溶液与胶体SiO2为硅源。这种材料可以包埋微生物,植物细胞,动物细胞,包埋后的生物复合材料则成为生物反应器,生物传感器,生物催化剂,人造生物器官等,它们可用于工业化学合成、信号监测、废水处理和细胞治疗。     

添加Ni箔中间层的Mg-Al扩散焊接接头界面结构和力学性能

采用扩散焊接工艺,通过添加Ni箔中间层对镁铝异种金属进行焊接。利用无损检测、电子探针、扫描电镜、万能材料试验机研究了Mg/Ni/Al焊接接头界面的组织结构和力学性能。结果表明:Ni箔中间层可以有效阻止界面处Mg,Al元素的相互扩散,接头界面处没有生成Mg-Al金属间化合物。在焊接温度440℃,保温时间90min时,接头抗剪强度达到最大值20.5MPa。Mg/Ni/Al接头由Al,Ni和Mg,Ni的相互扩散形成,接头界面形成Al-Ni过渡区和Mg-Ni过渡区,界面主要物相分别为Al3Ni2,Al3Ni和Mg2Ni,过渡区厚度随焊接温度升高而增加。     

波纹缺陷对复合材料层合板压缩力学性能影响研究

采用真空辅助灌注成型工艺与热压罐成型工艺,分别制备不同增强材料的标准压缩试样和含缺陷的压缩试样。压缩测试实验结果表明,压缩载荷下波纹缺陷引起压缩弹性模量和强度显著减小,并且对压缩强度的影响更加明显;同时,均一波纹对复合材料板材的压缩强度与压缩弹性模量的影响比梯度波纹更大;此外,波纹对碳纤维预浸料增强复合材料的力学性能影响更大,层间剪切破坏是试样主要失效机制,并且在纤维波纹的最大偏转角处,试样易发生横向剪切破坏。     

TiO_2/SiO_2复合中空微球的选择性改性与药物缓释性能研究

以聚合物微球为模板,通过溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2复合中空微球,并分别采用硬脂酸和无机磷酸对内层二氧化钛进行了疏水和亲水改性.扫描电镜(SEM)和氮气吸附-脱附结果表明中空微球具有完整的球形空腔和多孔的壳层孔道结构.傅立叶红外光谱(FTIR)证实了内部疏水及亲水改性层的存在.以布洛芬药物为对象,采用热重分析(TGA)和高效液相色谱(HPLC)考察了不同改性对复合中空微球的载药量及缓释性能的影响.研究结果表明,由于存在疏水作用,硬脂酸改性的中空微球载药量(189.8mg/g)高于未改性中空微球(177.5mg/g),且药物释放速率明显减慢,53h内药物释放率仅为55%;与此相反,无机磷酸亲水改性的中空微球载药量减小(为153.0mg/g),且释放速率提高,10h内释放了将近80%的药物.因此,采用不同的改性基团可以对复合中空微球的药物释放速率进行有效地调控.     

PEMFC超调现象的研究

分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)电流密度的超调现象,从机理上进行了解释.结果表明:电流密度的超调现象是水、气传榆的综合作用引起的,水浓度的升高使氧气浓度下降,而氧气浓度的下降是引起电流密度出现超调的原因.     

质子交换膜燃料电池强化传质

传质问题制约着燃料电池性能的提高。通过理论分析、Fluent模拟,针对质子交换膜燃料电池流道中加凸台和电极扩散层开孔两种方法,分别研究其对强化电池内部传质的效果。结果表明,上述两种方式均能有效强化电池内部传质,提高电池性能。但是加凸台增加了风机的寄生功率,综合性能提升不显著。     

低流速燃料电池重力辅助排水

实验研究了反应气体低流速下质子交换膜燃料电池内液滴自身重力对电池性能的影响。结果显示,自身重力有利于液滴脱离气体扩散层,使液态水有效排出电池堆。电池水平放置阴极向下时,液滴重力与其脱离气体扩散层方向一致,电池性能最佳;电池竖直放置时,液滴重力与气体将其吹扫出电池方向一致,其向外排水能力最强。反应气体流速较低时,电池在不同放置方式下,提高其温度,电池性能上升;电池竖直放置时,气体加湿对电池性能影响不大。电池测试时,应该避免电池阴极水平向上。     

熔融盐法制备BaTiO_3粉体及Rietveld全谱拟合物相表征

通过熔融盐法以BaC2O4、TiO2为前驱体,NaCl为熔盐制备了BaTiO3粉体。SEM分析所得样品为立方状颗粒,粒径为50～300nm。采用Rietveld全谱拟合法对其物相组成进行了分析,并通过变温XRD对BaTiO3相变进行了表征。Rietveld全谱拟合结果表明,该方法制备的BaTiO3粉体在室温下是一种四方、立方混合相,质量分数分别为73.9%、26.1%。精修结果的数值判据分别为:加权剩余方差因子Rwp=5.93%、剩余方差因子Rp=4.78%、拟合优值S(Goodnessoffit)=1.53。变温XRD研究表明所制备的BaTiO3粉体具有四方到立方相的相变。     

热压烧结添加MoS2的Ti3SiC2复合陶瓷及性能

利用热压烧结工艺（Hot—Pressing Sintering HP）制备不同MoS2质量含量的Ti3SiC2复合陶瓷,并研究其性能。研究表明,在烧结温度为1400℃,30MPa压力,保温60min的条件下,Ti3SiC2复合陶瓷烧结体的相对密度达99％以上。在Ti3SiC2中添加MoS2能大幅提高材料的性能,当MoS2含量为4州％时,Ti3SiC2复合陶瓷的显微硬度达到7．83GPa,同时它的电导率达到10．05×10^6S·m^-1。在载荷为38N和转速为400r／min下,Ti3SiC2复合陶瓷在干摩擦和油润滑两种摩擦条件下的摩擦系数分别为0．176～0．283和0．062～0．134,并且试样的磨损率分别为2．657×10^-6mm^3·N^-1·m^-1和1．968×10^-7mm^3·N^-1·m^-1,比单相Ti3SiC2陶瓷的磨损率（9．9×10^-5mm^3·N^-1·in^-1）小。