雾化纳米TiO2制备自清洁棉织物及其性能

以低分子量聚丙烯酸对棉织物表面进行化学改性,采用"雾化处理"法将纳米TiO2溶液雾化到棉织物表面,通过纳米TiO2表面的羟基、聚丙烯酸的羧基、纤维素的端羟基之间发生酯化反应实现接枝聚合,制备出自清洁棉织物,并对其进行自清洁测试和色度分析.结果表明,自清洁单体纳米TiO2已成功接枝聚合在棉织物表面,纳米TiO2颗粒分布均匀,在棉织物表面牢固性较好,改性后的棉织物对辣椒油、咖啡等常见生活污渍具有优良的自清洁效果."雾化处理"法解决了传统改性方法工艺复杂、操作步骤繁多,对棉织物固有优良性能破坏性较大等问题.此外,"雾化处理"法对人体安全性高,符合生态纺织的开发要求.     

还原性有机酸络合铁负载活性炭纤维降解染料废水

采用还原性有机酸络合铁离子并负载到活性炭纤维(ACFs)上,制备出非均相Fenton催化剂用于去除染料废水中有机污染物.采用SEM、FTIR和ICP-AES对制备出的草酸铁(Oxa-Fe)络合物负载ACFs(Oxa-Fe/ACFs-3)进行了表征.发现草酸铁络合物均匀负载在ACFs上,其中铁的质量分数为0.96％.在Oxa-Fe/ACFs-3和H2O2添加量分别为10 g/L和100 mmol/L(以染料废水体积计),50℃条件下对20 mL染料废水进行了降解,染料废水化学需氧量(COD)去除率在100 min内可达62.2％.此外,考察了该催化剂pH适用范围以及重复使用性能.结果表明,Oxa-Fe/ACFs-3促进了H2O2活化产生活性自由基?OH和?O2–,实现了对染料废水中有机污染物的降解.对比了不同还原性有机酸络合铁负载ACFs处理染料废水的性能,发现有机酸还原性越强,越有利于染料废水COD去除率的提高.     

卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟

选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响。结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好。捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零。     

基于分解算法的功热交换网络多目标优化

功热网络设计问题指在流程设计中对变压和换热过程进行耦合优化设计的问题,以此来提高整体系统的能效并降低成本。前人工作中一般采用数学规划法对功热网络建模优化。然而,由于存在变压过程和换热器面积计算的非线性约束,以及换热匹配的二元变量,整体模型往往是一个高度非凸的混合整数非线性规划模型,难以求解。本文提出一种高效的功热网络优化方法。模型中分别用透平压缩机和换热器实现功热网络中轴功和热的交换。求解过程采用分解算法,主问题中用随机算法对关键变量优化,功和热两个子网络问题中用确定性算法求解。目标函数考虑了经济和环境影响。案例测试对比了不同优化目标得到的结果以及多目标Pareto曲线,验证了所提出方法的高效性。     

碳纤维布上负载钨酸铋的光催化性能

以柔韧性和耐腐蚀性强的碳纤维布为载体,通过水热法将Bi(HO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O制备的前驱液负载在碳纤维布表面,在不同温度下进行焙烧处理制备了负载型纳米钨酸铋光催化剂,利用SEM、XRD和分光光度计等对制备的催化剂进行表征,并采用农药厂废水和罗丹明B等模拟污水进行光催化降解实验.结果表明,焙烧温度为...     

疏水淀粉/PBAT形状记忆复合薄膜的制备及其性能

以淀粉/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)复合薄膜为基材,以十八烷基三甲氧基硅烷(ODTMS)改性纳米氧化锌(m-nZnO)颗粒为疏水改性剂,PDMS作为粘合剂,通过循环浸渍-干燥法得到了疏水淀粉/PBAT复合薄膜,分析了疏水涂层(m-nZnO/PDMS)对淀粉/PBAT复合薄膜疏水、形状记忆等性能的影响。结果表明,ODTMS成功接枝在nZnO颗粒表面,m-nZnO水接触角为135.19°;当涂层混合液中m-nZnO与PDMS质量比为1：1时,薄膜水接触角最大可达到146°;同时,m-nZnO/PDMS涂层对基底薄膜的形状记忆性能未造成负面影响,薄膜仍具有95.23%的形状记忆固定率和88.16%的形状记忆回复率。     

碳纤维复合材料无人机叶片的仿真与分析

为得到碳纤维在无人机叶片中最优的铺层方式,通过Workbench中的ACP(ANSYS Composite PrepPost)模块,对碳纤维复合材料无人机叶片的铺层进行设计。利用SolidWorks三维建模软件建立无人机叶片的三维模型,并采用HyperMesh对叶片进行几何清理、划分网格等,利用Ansys Workbench Fluent对无人机叶片的不同转速进行流体仿真,提取叶片表面压力载荷,对不同铺层的碳纤维复合材料无人机叶片进行仿真与分析,得到碳纤维复合材料无人机叶片的力学仿真结果,并基于Tsai–Wu失效准则,计算每层铺层的失效系数,进而对比得出最优的碳纤维铺层方式为[0°,90°,90°,90°,0°]。     

聚季铵盐抗菌棉织物的制备及其抗菌性能研究

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为单体,加入丙烯酸甲酯,以过硫酸钾为催化剂,水溶液聚合制 备含季铵盐共聚物,并使该共聚物接枝到棉织物表面,制得新型的聚季铵盐抗菌棉织物。采用核磁共振氢谱、 傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微等分析手段对改性的抗菌棉织物进行性能表征,研究棉织物表面元素组成 以及形貌特征,分析改性棉织物的抗菌性能。结果表明,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酸甲酯的摩尔 比为 100:1 时,制备的聚季铵盐抗菌棉织物具有优异的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别 为 92.06%和 92.33%。     

纯生物质纤维素气凝胶的制备及其阻燃性能

为有效推进纺织领域资源循环利用、增强绿色低碳循环发展,以废棉纱为原料制备再生纤维素气凝胶,并在水相环境驱动下,将浸提自废弃农林作物的生物质茶多酚沉积于该气凝胶表面,开发纯生物质节能保温用阻燃纤维素气凝胶(BTCA),并分别采用极限氧指数仪、热重分析、热重红外联用仪、拉曼光谱等分析了BTCA的热稳定性、热分解气固相产物及...     

碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究

以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料.经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCw-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料.研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响.通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt％时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4.85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25％,断裂韧性提高了15％;当炭黑含量为20wt％时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高.