超级电容器用活性炭国产化关键化学与化工问题

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等优点,在电动汽车、轨道交通、新能源、电磁弹射和激光武器等领域已广泛应用。然而,作为超级电容器的关键电极材料——活性炭,始终未实现国产化,一直依赖从日本和韩国进口,极大地制约了国内超级电容器及其下游产业的发展。本文综述了超级电容器用活性炭的理化性能对其电化学性能的影响,介绍了国内外超级电容器用活性炭产业现状,指出了其生产过程中制约产品品质的典型传质和传热等化工问题。文章提出,应在现有活性炭基础上建立全面合理的超级电容器用活性炭指标体系,从而指导其国产化工艺开发。针对其生产工艺和装备开展仿真模拟研究,以解决国产炭材料批次稳定性和一致性的问题,保障超级电容器行业关键材料自主可控。     

石墨烯改性聚丙烯腈基多孔炭用于高倍率性能超级电容器（英文）

作为一种富氮碳源,聚丙烯腈历来被作为生产炭材料的重要原料。但是聚丙烯腈直接炭化会导致其烧结不利于后续深度活化。通过干法球磨石墨烯和聚丙烯腈复合原料,结合稳定化和KOH活化,制备了杂化多孔炭,并系统研究了石墨烯和聚丙烯腈配比及后活化处理对杂化多孔炭性能的影响。结果表明：石墨烯的存在有利于高能球磨过程中热量地快速扩散,有效避免了聚丙烯腈的烧结;而聚丙烯腈进一步抑制了石墨烯片层的团聚,使石墨烯/聚丙烯腈复合前驱体呈现蓬松的粉体结构,利于碱的深度活化。同时,石墨烯在多孔炭结构中形成的三维柔性导电网络便于电荷地快速转移。由于其发达的孔、大的比表面积、优异的导电性以及氮/氧杂原子诱导的赝电容,所制备的杂化多孔炭用作超级电容器电极材料时,在水系和有机系电解液中均表现出了优异的电化学性能。尤其是,优化的HPC-4复合炭材料用作超级电容器的电极时,在1 mol/L四乙基四氟硼酸铵有机电解液中,当功率密度为337.5 W/kg时,能量密度可达30.38 W?h/kg。该工作为面向高功率兼高能量超级电容器电极材料的开发提供了一种简易且高效的制备策略。     

考虑温度效应的泥岩损伤特性试验研究

利用MTS810电液伺服材料试验系统以及与之配套的高温炉MTS652.02进行单轴压缩实验,研究泥岩在常温～ 800℃高温作用下,变形特性与强度特性随温度的变化规律.尽管实验结果有一定的离散性,但仍具有明显的总体规律.泥岩的弹性模量及峰值强度在常温～ 400℃内,随温度升高呈上升趋势;当T＞ 400℃后,弹性模量及峰值强度均急剧下降.依据岩石损伤力学与统计强度理论,结合高温作用下泥岩的力学性能,构建了考虑温度效应的泥岩损伤演化方程和本构模型,并针对所测泥岩岩样的力学特性,给出了相应的损伤本构方程具体参数,本构模型与试验结果具有很好的印证性.     

煤柱与充填体耦合作用力学机理研究

建立了煤矿充填巷采中煤柱与充填体耦合作用的力学模型,应用R its法解出了煤柱与充填体耦合作用的弹性解,分析了在充填与不充填情况下煤柱宽度对煤柱位移的影响,得到了煤柱最大水平位移随煤柱宽度及充填体的弹性模量的变化规律。应用Burger流变模型,求出了煤柱与充填体耦合作用的粘弹性解,分析得到了煤柱最大水平位移随时间的变化规律,以及煤柱最大水平位移随着充填体弹性模量及煤柱宽度的变化规律,可为充填巷采工程设计和研究提供参考。     

硫酸盐腐蚀下高性能混凝土物理力学性能及影响因素

为了提高地下深部结构在复杂环境中抵抗外界侵蚀的能力,以徐州淮海水泥厂525号水泥、铜山电厂粉煤灰、优质硅粉等为原料配置了5种不同水胶比（0.35,0.32,0.30,0.28和0.26）的高强混凝土(HPC),对其在硫酸钠溶液中进行加速腐蚀试验。研究了HPC受硫酸钠腐蚀后物理力学性能的时变规律以及不同腐蚀溶液浓度、水胶比（ w / b ）和应力状态等因素对其的影响。试验结果表明：HPC受硫酸钠腐蚀后强度总体上呈现先增加后减小的趋势;质量总体上呈现先降低后增大的趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期强度降低越快,质量下降段和上升段的转折点时间越晚; w / b 小于0.28的HPC在硫酸钠腐蚀下强度影响较小,而 w / b 增加,质量下降和上升速率均增大;在4种不同的应力状态下,强度长期变化规律和无应力状态下一致。不同之处,当应力比小于0.3时,硫酸盐腐蚀对强度和质量变化影响很小;当应力比达到0.5以上时,对HPC强度和质量的影响均较大。     

东北野生蓝莓花色苷组分分析及其抗氧化性比较

本文以东北地区的野生蓝莓为原料,比较了三种不同产地野生蓝莓间的基本组分和抗氧化活性。利用高效液相色谱-二极管阵列检测器-质谱(HPLC-DAD-MS)法对三种蓝莓花色苷的分析可知,东北地区野生蓝莓中含有花色苷14~16种,以单糖苷配基为主,酰基化率低。含有除天竺葵素以外的5种常见花青素结构类型,且以飞燕草素衍生物、牵牛花素衍生物和锦葵素衍生物所占比例较高,分别占比34.89~42.21%、25.96~32.95%、22.77~31.17%。其中,黑龙江野生蓝莓的可溶性固形物含量较低,且可滴定酸含量较高,其风味较酸不宜鲜食;吉林野生蓝莓的可溶性固形物含量最高,适宜作为加工品种,且其总酚含量、总花色苷含量最高,具有最高的DPPH·清除率、·O2-清除率和铁还原力等抗氧化活性,此结果可能与其糖苷配基单糖种类多且酰基化率低有关。     

我国煤矸石应用现状及发展方向

根据煤矸石的物理化学性质,介绍了煤矸石在化工、建筑、农业和采矿等行业的应用现状、存在问题以及发展方向.综合利用煤矸石,可以变废为宝,实现煤矸石的资源化和可持续发展.     

预压缩-反向拉伸加载路径下镁合金AZ31轧制板材的孪生-退孪生行为

为了定量研究孪生和退孪生行为在镁合金塑性变形中的作用，开展了镁合金AZ31板材沿轧制方向单调拉伸、单调压缩及预压缩-反向拉伸下的宏观力学行为及微观EBSD试验，并基于考虑孪生-退孪生行为的弹黏塑性自洽模型(EVPSC-TDT)，模拟预测了镁合金板材的宏微观塑性变形行为。结果表明：随着压缩量的增大，(0002)极图在RD附近的强度值逐渐增大，孪晶体积分数增加；反向拉伸时，RD附近的强度值逐渐减弱，孪晶体积分数降低；当反向拉伸量与预压缩量相同时，孪晶体积分数几乎减小到0，几乎所有晶粒c轴均转动至ND方向；随着预压缩量的增加，位错密度逐渐提升，增强了对滑移和孪生的阻碍作用，导致反向拉伸时的屈服应力随着预压缩量的增加而增大。反向拉伸初始阶段各滑移-孪生系的开启率相似，表明拉伸阶段的屈服应力与压缩后各滑移和孪生系的硬化有关；EVPSC-TDT模型可准确预测镁合金在以孪生-退孪生为主导的变形模式下的宏观力学行为、织构演化规律及孪晶体积分数。