有机-无机压电材料TMCM-MnCl3的研究

有机-无机压电材料是一种分子铁电体，具有柔性、结构灵活、易成膜、全液相合成及环保节能等优点，可满足新一代薄膜器件及可穿戴设备的需求。该文以三甲基卤代甲基铵(TMXM, X=F, Cl, Br)为有机部分，MnCl₂为无机部分，通过溶液蒸发法制备了具有钙钛矿分子结构的有机-无机压电材料三甲基氯三氯化锰(TMCM-MnCl₃)，并对其分子结构组成、压电、热学、声学及铁电性进行表征。结果表明，TMCM-MnCl₃的压电常数为106 pC/N，居里温度为130 ℃，声阻抗值约为16.5 MRayl，低于压电陶瓷PZT-4(大于33 MRayl)，具有广阔的应用前景。     

基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

植物基市场竞争激烈 雀巢能否脱颖而出

"人造肉"、"植物基"无疑是近来非常火爆的话题。据美国有线电视新闻网(CNN)报道,作为全球最大的食品制造商,雀巢日前宣布,今年春季将在美欧地区推出数款不同口味的植物基香肠,以及其他植物基熟食肉类。所谓"植物基",也就是无肉、以植物为原材料的食品。在素食风潮盛行的当下,雀巢作为业内巨头将面临更多竞争。     

苯基吡拉西坦的合成工艺研究

苯基吡拉西坦是一类新型促智药。以4-氨基-3-苯基丁酸盐酸盐为原料与甲醇发生酯化反应、然后在三乙胺作用下发生氨解环合反应,合成中间体4-苯基-2-吡咯烷酮(1)。在氢化钠存在下,4-苯基-2-吡咯烷酮与溴乙酸乙酯发生烷基化反应,生成2-氧代-4-苯基-1-吡咯烷乙酸乙酯(2)。然后在室温下与氨水再次经氨解得到目标产物苯基吡拉西坦(3)。将4-苯基-2-吡咯烷酮的合成路线缩短为一步反应。总体反应路线步骤短,条件温和,对设备要求不苛刻,适合工业化生产。目标产物及中间体经1 H NMR和IR表征。     

煤基高碳醇粗产品的加氢精制研究

高碳醇(C~+_6混合醇)是重要的精细化工原料,广泛应用于合成增塑剂,洗涤剂和分散剂等。以合成气为原料,经费托合成途径一步制得高碳醇的方法,近年来得到密切关注。但是,费托合成高碳醇的粗产品中,除了醇和烷烃外,还有较多的烯烃、醛等不饱和化合物,以及少量的有机酸,因此需要通过加氢精制将其脱除,以简化后续精馏分离工序。针对该体系开发了活性炭负载的Pd基催化剂,在液体空速6 h~(-1),氢油比100～300,温度100～310℃,压力8 MPa条件下,在实验室微型反应装置上对催化剂的性能进行了评价,考察其活性、选择性和稳定性。试验表明,不饱和组分的转化率随温度升高而增加,在温度高于250℃后,不饱和组分转化率可以达到99%以上,且能够将原料中大部分的酸加氢转化,转化率高于90%。但是当温度高于270℃后,醇收率开始显著降低,说明高温条件下醇在催化剂上发生了一定程度的氢解反应。因此,为了尽可能提高加氢产物中醇的收率,较优的反应温度应在250℃左右。采用X射线衍射(XRD)技术表征了反应前后催化剂活性位的晶相和粒径,证明催化剂的活性位是金属Pd纳米粒子,粒径约为20 nm,且在反应前后基本保持不变,催化剂在反应过程中活性位结构稳定。在实验室开发的基础上,该催化剂经历1 000 h寿命实验和规模化制备等环节,成功应用于陕西榆林合成气制高碳醇万吨级工业试验的粗产品加氢精制工序,在反应温度约250℃,8.4 MPa下,不饱和组分转化率100%,酸转化率90.4%,生产出只含有醇和烷烃的混合油品,为后续醇油分离技术的开发奠定基础。     

基于神经网络和遗传算法的锭子弹性管性能优化

为得到减振弹性管对下锭胆的支承弹性和锭子高速运动下的稳定性等性能的最优匹配效率,依据减振弹性管的等效抗弯刚度及底部等效刚度系数公式,利用MatLab数值分析软件构建弹性管抗弯刚度和底部挠度数学模型。首先,结合Isight优化软件基于径向基神经网络构建其近似模型,且使精度达到可接受水平,并以模型的关键结构参数弹性模量、螺距、槽宽、壁厚为设计变量,结合遗传算法对弹性管抗弯刚度和底部挠度进行多目标优化设计,得到Pareto最优解集和Pareto前沿图,确定出减振弹性管结构工艺参数的优化方案。通过对优化数据进行分析发现,该方案在保证减振弹性管弹性的同时,其底部振幅明显减弱。     

Fe-Zn基废脱硫剂制备铁碳材料及其对废水微电解性能

以Fe-Zn基废脱硫剂、煤、Na ₂CO ₃为原料进行高温炭热还原反应，制备了铁碳材料，实现了Zn和S的分离，有望能实现废脱硫剂的综合利用。考察不同工艺条件（配比，温度，时间）对铁碳材料品质，Zn单质分离效率和Na ₂S的收率影响。结果表明： 反应温度≥900℃，煤∶废脱硫剂≥1，Na ₂CO ₃∶废脱硫剂≥1.5，反应时长≥2 h，Zn、S的分离回收效率可达到95%以上。且900℃制备的铁碳材料比表面高达193.6 m ²/g，介孔孔体积为0.028 cm ³/g，炭均匀附着于铁骨架。微电解-芬顿联用降解有机废水实验表明：仅微电解或微电解-芬顿联用（H ₂O ₂=COD=1500 mg/L）时，自制铁碳材料的稳定化学需氧量（COD）去除效率（41.78%、73.56%）都高于商业铁碳（8.43%、48.43%)。本文实验结果表明废脱硫剂与煤和碳酸钠混烧可实现废脱硫剂中Zn与S的分离回收，成功获得了比表面高、去除COD性能好的铁碳材料。     

油基钻井液用有机土的研究与应用

优选高品质膨润土为原料进行提纯钠化处理得到钠基膨润土,并对其进行了有机改性处理,确定了有机膨润土制备的最佳工艺条件为采用十八烷基三甲基氯化铵为有机改性剂,用量34 g,反应时间2 h,反应温度70℃,溶液体系pH值7.5。优选有机膨润土中加入乳化剂和稳定剂进行检测,其有机土胶体率为99%、表观黏度为18.0 mPa·s、塑性黏度为12.0 mPa·s、动切力为6.0 Pa、滤失量为8 mL、造浆率为40 m~3/t,各项性能指标达到了国内较高水平。在中原油田油基钻井液体系的应用中,有机膨润土表现出良好的流变性能、耐温性能和抗滤失性能,能够满足高性能油基钻井液使用的需要,具有广泛的工业应用前景。