Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及对Cd~(2+)的吸附性能研究

采用共沉淀法制备出粒径为10nm左右、具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子,在Fe3O4纳米粒子外包覆SiO2合成了磁性Fe3O4/SiO2复合粒子,研究了该复合粒子对水溶液中Cd2+离子的吸附性能.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)和原子吸收分光光度计(AAS)对样品进行表征,考察了SiO2不同包覆量对吸附剂吸附性能的影响.结果表明:随着SiO2包覆量的增大,SiO2壳层厚度增大,内核中包埋的Fe3O4粒子数量增多,Fe3O4/SiO2复合粒子尺寸随着增大,由50nm左右增大到300 nm左右;Fe3O4纳米粒子表现出了良好的磁性能,比饱和磁化强度达73.6A·m2·kg-1,Fe3O4/SiO2复合粒子的比饱和磁化强度随SiO2包覆量的增大而逐渐减小;Fe3O4/SiO2复合粒子的吸附率随着SiO2包覆量的增多而逐渐增大,最大吸附率为91.0%.     

勘误声明

发表在我刊2015年23卷3期的文章《Fe3O4/黄腐酸复合材料的制备及其对Cu2+吸附性能研究》因排版疏忽,致使91页中的式（4）、（5）与式（3）重复。现予以订正,正确的式（4）、（5）如下。特此勘误声明,并向作者和读者致歉。     

双功能Fe_3O_4/Au、Fe_3O_4/Au@SiO_2复合微球的构筑和磁学性质研究

给出一种温和条件下构筑Fe3O4/Au,Fe3O4/Au@SiO2复合纳米结构材料的方法,并研究所得产物的光学、磁学性质。首先,用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)对平均粒径300 nm的Fe3O4微球进行表面修饰使得其拥有大量的氨基官能团(-NH2),利用这些官能团末端的孤对电子可以共价吸附Au纳米粒子的特性,在一定条件下制备出Fe3O4/Au复合纳米结构材料,不经过任何表面处理利用St?ber方法在室温条件下对其进行SiO2包覆,得到Fe3O4/Au@SiO2复合材料。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的形貌和结构进行表征,并利用紫外-可见(Uv-Vis)分光光度计和超导量子干涉仪(SQUID)对产物的光学和磁学性质进行分析。结果表明,由于所含金浓度太低,Fe3O4/Au复合材料并没有显示金纳米粒子的特征表面等离子体共振吸收峰;Fe3O4/Au,Fe3O4/Au@SiO2复合纳米结构均显示出超顺磁性和高的饱和磁化率。     

金属改性介孔炭吸附脱硫性能研究

以介孔炭(MC)为载体,采用浸渍法制备4种不同金属改性的介孔炭Ag+/MC、Zn2+/MC、Cu2+/MC和Fe3+/MC,考察负载量、金属类别等因素对脱硫效果的影响。结果表明,介孔炭表面负载适当的Ag+、Zn2+、Cu2+、Fe3+可以提高其对二苯并噻吩(DBT)的吸附能力,对不同金属改性介孔炭最佳吸附效果进行比较,得出吸附DBT能力大小顺序是：Ag+/MC>Zn2+/MC>Cu2+/MC>Fe3+/MC。其中以Ag+负载量为10%处理介孔炭吸附效果最佳。同比未处理介孔炭的饱和硫容量增加了1.11 mg/g,透过硫容量也同比增加了1.93 mg/g。     

双功能Fe3O4/Au、Fe3O4/Au@SiO2复合微球的构筑和磁学性质研究

给出一种温和条件下构筑Fe3O4/Au,Fe3O4/Au@SiO2复合纳米结构材料的方法,并研究所得产物的光学、磁学性质。首先,用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)对平均粒径300 nm的Fe3O4微球进行表面修饰使得其拥有大量的氨基官能团(-NH2),利用这些官能团末端的孤对电子可以共价吸附Au纳米粒子的特性,在一定条件下制备出Fe3O4/Au复合纳米结构材料,不经过任何表面处理利用St?ber方法在室温条件下对其进行SiO2包覆,得到Fe3O4/Au@SiO2复合材料。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的形貌和结构进行表征,并利用紫外-可见(Uv-Vis)分光光度计和超导量子干涉仪(SQUID)对产物的光学和磁学性质进行分析。结果表明,由于所含金浓度太低,Fe3O4/Au复合材料并没有显示金纳米粒子的特征表面等离子体共振吸收峰;Fe3O4/Au,Fe3O4/Au@SiO2复合纳米结构均显示出超顺磁性和高的饱和磁化率。     

多乙烯多胺改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对Cu2+的吸附性能

制备了一种新型的多乙烯多胺(PEPA)改性壳聚糖磁性复合材料PEPA-CS/Fe3O4.通过红外(IR)、热重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行结构表征;并对复合材料吸附溶液中Cu2+性质进行了研究.探讨了吸附时间、吸附温度、pH值、初始浓度和重复使用次数对吸附性能的影响;讨论了复...     

新型核壳结构Fe3O4/HxMnyO4纳米粒子的制备

采用自制的多通道撞击流反应器合成以纳米Fe3O4为内核,表面均匀包覆碳酸锰的核壳结构载体.用沉淀法在载体上包覆碳酸锂,再浸渍上一定量硝酸锂,形成“三明治”结构的锂离子筛前躯体,焙烧、脱锂后得到新型核壳结构的锂离子筛Fe3O4/HxMnyO4.实验中制备四种锂离子筛前躯体:Fe3O4/MnCO3/Li2CO3,Fe3O4/MnCO3/LiOH,Fe3O4/MnCO3/LiNO3,Fe3O4/MnCO3/Li2 CO3/LiNO3,以及Li2CO3与LiNO3不同比例的Fe3O4/MnCO3/Li2CO3/LiNO3,并对不同组合下得到的锂离子筛性能,包括Fe,Mn的溶损率和对Li脱附率进行表征、分析,得出包覆Li2CO3/0.65LiNO3制得的新型锂离子筛性能最好.     

Fe3O4@Vc磁性纳米材料的合成及其对水中Cu（Ⅱ）的吸附性能研究

通过水热法合成了Fe3O4@Vc磁性纳米材料.采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、比表面积（BET）等表征手段对合成样品的形貌粒径和结构进行了表征.Fe3O4@Vc磁性纳米材料的比表面积可达213.794m2/g,为合成的Fe3O4磁性纳米球的10倍.研究了pH值、磁性纳米材料的投加量、Cu（Ⅱ）溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响.结果表明,在pH为4、T=298K的最优条件下,Fe3O4@Vc磁性纳米材料对Cu（Ⅱ）的吸附率可达98％以上,饱和吸附量为44.9mg/g.以10mL 0.15mol/L的盐酸溶液作为洗脱液,富集倍数为12.     

磁性金属有机骨架材料Fe3O4/IRM OF-3的制备及其吸附性能的研究

采用水热合成法制备Fe3O4/IRM OF-3复合材料,以其为吸附剂对亚甲基蓝溶液进行吸附。采用紫外可见分光光度计测定吸光度并计算吸附量,以其作为评价指标,考察合成材料对亚甲基蓝的吸附能力;采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段对Fe3O4/IRM OF-3材料进行表征。结果表明,合成材料为质地均匀、表面多孔的磁性纳米材料;当振荡时长为50min、pH值为6、吸附剂用量为6mg、亚甲基蓝溶液浓度为6mg/L时,吸附效果最佳,饱和吸附量达到42. 93mg/g; Fe3O4/IRM OF-3纳米复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果。     

氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料的制备及其对亚甲基蓝的模拟吸附

制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe3O4核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe3O4成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2涂层,再在涂层表面赋予-NH2基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。     

H2O/CO2组分对氢和乙烯超声速燃烧室性能影响数值模拟

文章采用数值计算方法,评估了H2O与CO2两种污染组分对氢、乙烯超声速燃烧室性能的影响。针对纯净空气和含H2O/CO2污染空气,在来流总温、总压、马赫数、氧气摩尔含量、燃料当量油气比相当的条件下对氢、乙烯超声速燃烧室分别进行了三维、二维燃烧流场数值模拟,其中氢气当量比为0.42,乙烯当量比为0.57。计算中考虑的H2O组分摩尔含量包括7.5%和17.5%,CO2组分摩尔含量为7.5%。最后,将数值计算结果与相应实验测量值进行了对比分析。研究结果表明:数值计算结果与实验测量值比较接近,反映的H2O、CO2污染组分影响趋势一致的,计算结果可以有效分辨出污染组分对燃烧室性能的影响;H2O、CO2污染组分的存在降低了燃烧总温升、燃烧效率,进而降低了燃烧室壁面压力,总体上造成燃烧室性能的下降。     

基于行为的太阳帆群编队方法

文章提出了一种基于行为的太阳帆群编队路径规划方法。通过行为控制技术,在有限的感知信息条件下,便可获得自动的分布式控制律,将同质的各太阳帆导引至目标构型。导引过程中,各帆期望速度均为所设置三个行为速度(聚集、排斥、驻留)的矢量和,而各行为参数则利用目标构型的对称性进行设置。特别地,为了降低控制成本,聚集行为在仿真中利用了太阳引力、光压实际环境下形成的太阳帆轨道性质进行改造。通过日心悬浮轨道上的太阳帆群编队数值仿真,验证了文中方法的有效性和优越性。仿真结果表明,仅通过设置三个简单的行为,便可在日心悬浮轨道上得到许多有价值的太阳帆群构型。此外,通过修改其中的聚集行为,该方法可以很容易地移植到太阳帆行星悬浮轨道以及椭圆型三体问题中的太阳帆轨道编队应用上来。     

基于材料各向异性的整体梁裂纹转折分析

考虑铝合金材料S-T-L方向材料性能的差异,运用Abaqus/Explicit及其子程序VUMAT进行整体翼梁稳定裂纹扩展路径的准静态模拟,研究了整体翼梁结构在进行剩余强度试验时准静态裂纹扩展特性,并与试验结果进行对比。分析结果显示,考虑材料各向异性损伤失效的材料模型可以很好的描述准静态裂纹扩展,并且可以较好的模拟整体梁裂纹在腹板45°转折和筋条附近90°转折。     

一种基于伴随方程攻角不变的多目标优化减阻方法

基于伴随梯度优化方法,文章提出了一种在翼型多目标减阻设计中,能够保持升力不变而不必调整攻角的一种新算法。该方法将升力不变约束归入目标函数,在伴随方程的边界条件中引入对升力变化的修正,从而满足升力不变的约束要求。通过S73613和RAE2822两个翼型的减阻算例,验证了该方法的正确性。     

PES/PEK改性BMI树脂的性能研究

采用熔融预聚法制备N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DBA)/聚醚砜(PES)/聚醚酮(PEK)(简称B/D/P/P)改性树脂体系。研究了改性树脂的固化反应性、力学性能及热稳定性。并对不同配比PES/PEK增韧后树脂体系的性能进行比较。结果表明,PEK/PES的加入能明显提高树脂的韧性和强度。在合适的配比下,5wt%PEK/PES的加入就可使改性体系较纯的基体树脂体系冲击强度增加68.5%,弯曲强度增加50.8%。另外,改性树脂体系的热稳定性也较纯的体系以及单一热塑性塑料改性体系有所提高。PES/PEK同时加入效果比PES和PEK单个加入的改性效果明显。     

载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计

文章主要研究载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计问题。针对应急返回对等待时间的需求,改进了同心椭圆返回轨道方案。将显式制导法应用于应急返回上升段控制中,充分利用了登月舱的剩余速度,得到了满足要求的入轨精度。根据仿真结果确定了利用下降级推力器完成上升段应急返回的准则。在上升段仿真的基础上设计了跟踪段过渡椭圆轨道,显著缩短了登月舱在停泊轨道的等待时间。文中的方法和结论可以为载人登月工程应急返回提供一定的参考价值。     

空间多姿态下自动钻铆托架变形分析与调平方法

飞机壁板自动钻铆系统中托架具有自重大、跨距长、变形量大等特点,其变形误差随工作姿态的不同而改变,从而导致壁板钻铆超差。文章在对自动钻铆托架结构设计基础上,建立了托架横梁弯曲变形模型,根据钻铆点位与横梁变形曲线的空间关系构建了壁板钻铆点位变形量数学模型;针对传统调平补偿方法无法精确满足托架变形量动态变化的问题,采用迭代优化方法建立了托架多姿态变形补偿调平算法;并采用有限元仿真方法分析了托架处于各角度时钻铆点位的变形量及外法线向量;将理论算法数据与仿真数据进行了对比分析,验证了文中提出的托架变形分析与调平算法的正确性和有效性。     

旋翼桨尖气动/降噪综合优化设计研究

采用Kriging模型和遗传算法开展了针对桨尖形状的气动/声学综合优化设计研究。为了获得精确的气动及声压特性,得到基于声类比混合方法计算气动噪声需要的声源数据,采用非定常雷诺平均NS方程(URANS)数值模拟旋翼前飞粘性绕流。为了提高遗传算法的优化效率,采用一种基于EI方法的Kriging模型代替费时的数值模拟过程。以AH-1G/OLS旋翼为基准,并以气动性能为约束,噪声峰值最小为目标,进行了旋翼桨尖的降噪优化设计。优化结果表明,文中多发展的优化方法是可行的。     

网络化控制系统离散二次型最优控制综合设计

基于网络QoS如延迟、丢包建立网络化控制系统状态方程,提出一种根据网络QoS离散化连续系统二次型代价函数及设计相应最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制器的方法。针对系统控制性能对网络QoS的约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的控制与调度综合协调设计方法。仿真实验证明了提出的网络化控制离散二次型最优综合设计方法的必要性和与已有的二次型最优控制方法相比的优势。     

不同湍流模型在射流推力矢量喷管数值模拟中的比较分析研究

利用数值模拟手段,分别求解以SA、SST k-ω、EASM k-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推力矢量喷管性能参数及主喷管内壁面压力分布的预测能力,探讨了激波控制产生推力矢量随不同参数的变化规律。并基于数值分析,定量给出了二次射流所带来的主喷管性能损失。数值计算结果表明,四种湍流模型都能比较准确预测出射流推力矢量喷管的性能参数,在激波捕捉和压力预测方面,相对而言SST k-ω模型最为准确。