美模拟发现3种稳定存在的碳结构

美国纽约州立大学石溪分校的研究人员通过模拟发现了3种可稳定存在的新型碳结构。这些材料的密度超过现有三维材料中密度最大的钻石,具有独特的电子和光学性能,如能成功合成,将成为材料学领域的一大突破。     

一种新型吸收稳定工艺流程的模拟

由于对丙烯的需求增大以及对节能问题的重视,提出了一种适用于催化裂化副产丙烯工艺的新型吸收稳定工艺的流程.本文利用石油化工流程模拟软件ASPEN PLUS进行了新型吸收稳定工艺的流程模拟.在模拟的过程了也考量了一些操作参数对流程的影响并选择了合适的操作条件.新型吸收稳定工艺的成功模拟,为催化裂化副产丙烯工艺整体设计提供了新的工艺备选方案.     

一种席夫碱荧光材料的结构构筑、合成与光学性能研究

设计以对氨基苯甲酸甲酯、水合肼、2,4-二羟基苯甲醛、对硝基苯甲醛为起始原料,经3步合成得到一种席夫碱荧光材料,通过IR、1H NMR、13C NMR、MS表征材料结构,采用UV-Vis、FS分析材料的光学性能。结果显示,构筑苯环与C=N键的共轭结构所合成的席夫碱荧光材料呈现特征光学吸收,UV-Vis光谱的最大吸收峰位于282 nm,此外,该材料荧光性能稳定,斯托克位移为70 nm,结构、性能符合预期合成设计。     

大分子碳结构有机半导体问世

据美国物理学家组织网8月29日报道,一个国际科研团队首次研制出了一种含巨大分子的有机半导体材料,其结构稳定,拥有卓越的电学特性,而且成本低廉,可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应晶体管。科学家们表示,最新突破将会让以塑料为基础的柔性电子设备遍地开花。相关研究发表在材料科学领域最著名的杂志《先进材料》上。     

核壳结构碳材料的制备和应用研究进展

核壳结构碳材料属于纳米级中空介孔碳球,化学性质稳定,易于控制物质的贮存和释放,引起了研究者相当大的关注。简述了核壳结构碳材料的结构和外在特征,详细的介绍了制备核壳结构碳材料的合成路线,同时综述了核壳结构碳材料在多个领域上的应用。     

吉林大学研究发现硬度媲美金刚石的碳结构

吉林大学教授刘冰冰课题组在碳的高压新结构研究方面获重要突破,成果日前发表于《物理评论快报》。它将启发人们设计和利用新型前驱物结合高压技术构筑性能优异的新型碳材料。探索新的碳结构是热点问题,特别是寻找性能可与金刚石相比拟甚至更优的新型sp3结构碳材料一直是人们非常关注的课题,但实验上,合成该材料一直没有大的突破。     

不同碳链结构脂肪醇硫酸盐的性能研究

考察了不同碳数、直链与支链结构的脂肪醇硫酸盐的物化性能,如发泡力、渗透力、耐碱渗透力和乳化力等。结果表明,短碳链直链和支链醇硫酸盐在强碱条件下渗透力突出,十二烷基硫酸钠在广泛pH范围内具有很好的渗透力,在软硬水中都有很好的乳化力。     

基于FLAC3D的边坡稳定数值模拟

基于露天矿开采过程中边坡稳定的重要性,结合露天煤矿的地质条件,运用FLAC3D软件,建立模型,模拟南山1700内排土场边坡的应力、应变变化规律,计算边坡稳定系数,分析边坡稳定性。通过分析结果,为露天煤矿的开采提供先决条件。     

吸附聚硫化物的高性能g-C_3N_4/大孔碳复合材料及其在锂硫电池中的应用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将三聚氰胺-二甲亚砜(DMSO)混合溶液真空灌注至大孔碳(MPC)孔道,并通过干燥和煅烧,在MPC孔道内壁均匀担载氮化碳(g-C_3N_4),得到复合材料g-C_3N_4/MPC。研究表明,g-C_3N_4/MPC中由于g-C_3N_4和MPC的协同作用,强化了聚硫化物的吸附,有效抑制了聚硫化物穿梭,改善了以其为载硫材料的锂硫电池循环性能。另外,MPC和三聚氰胺的较佳质量比为1:1,所得g-C_3N_4/MPC具有良好的聚硫化物穿梭抑制效果,而且硫电极的导电性也得到有效改善,所制备的电池表现出优异的循环性能和倍率放电性能。     

HPMo@UiO-66-SO3H用于中碳链结构磷脂的高效合成

以四氯化锆、磷钼酸水合物、1,2,4,5-苯四甲酸和（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷为原料,通过原位合成法及接枝共聚法制得负载磷钼酸的磺酸基功能化UiO-66（HPMo@UiO-66-SO3H）。采用XRD、FTIR、SEM、EDS、XPS、N2吸附-脱附和TG-DTG对其进行了结构表征;应用HPMo@UiO-66-SO3H促进大豆卵磷脂与中碳链脂肪酸（辛酸和癸酸）酯交换合成富含辛酸和癸酸的中碳链结构磷脂,通过正交实验优化了反应条件,并对比了HPMo@UiO-66-SO3H与HPMo、UiO-66、HPMo@UiO-66和UiO-66-SO3H的反应活性,考察了HPMo@UiO-66-SO3H的循环利用性。结果表明,HPMo@UiO-66-SO3H具有介孔结构,并含有大量HPMo和磺酸基活性组分,且组分间可显著协同促进中碳链结构磷脂的合成反应;当HPMo@UiO-66-SO3H含量为大豆卵磷脂、辛酸和癸酸总质量的百分之5,m（大豆卵磷脂）∶m（辛酸）∶m（癸酸）=1∶10∶10,50 ℃下反应4 h时,产物的中碳链脂肪酸接入率高达百分之94.31（辛酸和癸酸接入率分别为百分之44.21和百分之50.10）;HPMo@UiO-66-SO3H可循环利用5次活性无明显下降。提出了HPMo@UiO-66-SO3H促进酯交换制备中碳链结构磷脂过程的可能反应机理。     

异质结构碳材料的金属空气电池应用研究进展

金属空气电池在可穿戴电子产品和能源储存领域中具有巨大的应用潜力,然而稳定性差和能量效率低的问题限制其性能的进一步提高。电化学氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）对于金属空气电池的性能起着至关重要的作用。发展催化活性高、稳定性好的空气电极催化剂是未来的研究趋势。碳材料因具有导电性优异、结构多样等优势已被广泛用作金属空气电池的导电骨架支撑材料和电催化材料,成为研究的热点。对非金属原子掺杂碳材料、过渡金属及其衍生物掺杂碳材料以及单原子催化剂作为单功能或双功能催化剂的研究进行综述,着重介绍了其在金属空气电池中的应用,对空气电极催化剂存在的问题进行总结,并对未来的发展方向进行展望。     

HPMo@UiO-66-SO3H用于中碳链结构磷脂的高效合成

以四氯化锆、磷钼酸水合物、1,2,4,5-苯四甲酸和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为原料,通过原位合成法及接枝共聚法制得了负载磷钼酸的磺酸基功能化UiO-66(HPMo@UiO-66-SO₃H)。采用XRD、FTIR、SEM、EDS、XPS、N2吸附-脱附和TG-DTG对其进行了表征,将HPMo@UiO-66-SO₃H用于大豆卵磷脂与中碳链脂肪酸(辛酸和癸酸)酯交换合成富含辛酸和癸酸的中碳链结构磷脂,通过正交实验优化了反应条件,考察了HPMo@UiO-66-SO₃H的循环利用性。结果表明,HPMo@UiO-66-SO₃H具有介孔结构,并含有大量HPMo和磺酸基活性组分,且组分间的协同作用促进了中碳链结构磷脂的生成;当HPMo@UiO-66-SO₃H含量为大豆卵磷脂、辛酸和癸酸总质量的5%,m(大豆卵磷脂)∶m(辛酸)∶m(癸酸)=1∶10∶10,50℃下反应4 h时,中碳链脂肪酸接入率高达94.31%(辛酸和癸酸接入率分别为44.21%和50.10%);HPMo@UiO-66-S...     

三维有序大孔氧化钇稳定氧化锆的制备与表征

以聚苯乙烯(polystyrene, PS)胶体晶体为模板,采用柠檬酸凝胶方法制备氧化钇稳定氧化锆(yttria stabilized zirconia, YSZ)前驱体溶胶,采用浸渍-提拉方法向PS模板的空隙中填充YSZ溶胶,煅烧去除模板后成功地制备了三维有序大孔YSZ材料.研究前驱体溶胶不同浓度、浸渍次数以及煅烧条件等因素对大孔YSZ结构的影响.用扫描电子显微镜对YSZ的微观结构进行表征.结果表明:前驱体溶胶的浓度在0.3～0.4 mol/L的范围内,浸渍次数为1次或2次,煅烧温度为600℃时可以得到高度有序的大孔YSZ.     

过滤器反吹结构的数值模拟

以过滤器常用的3种反吹结构为研究对象,采用流体力学CFD软件来研究各结构相应的反吹效果,包括反吹气流的分布均匀性,流场分布特点及反吹速度大小,反吹的引射卷吸效果等。结果表明：大文丘里式反吹结构反吹性能最佳,经过该反吹结构重整的反吹气流分布均匀性更好,整体反吹流速也更高,能比另外2种反吹结构高约10%—30%,大文丘里式反吹结构的引射卷吸效果非常有效,经过引射卷吸加强后的反吹气流流量有明显的提升,集气箱式反吹结构和排管式反吹结构的反吹效果相近。该数值模拟结果能够有效指导工程上反吹结构的选用。     

三种多分支结构坑道内油气爆炸过程的大涡模拟

多分支结构坑道在石油化工、天然气工业中应用十分广泛。研究多分支结构坑道内的油气爆炸过程,对避免或减小人员伤亡和财产损失、提高多分支结构坑道的安全防护水平具有重要意义。针对三种多分支结构坑道(一字分布型、交错分布型、相对分布型),采用WALE湍流模型和Zimout预混燃烧模型对上述三种坑道内的油气爆炸过程迚行了模拟分析,重点研究了火焰传播速度、火焰面积、超压峰值、超压上升速率等爆炸过程的关键参数。数值模拟结果表明:总容积不变时,一字分布型和交错分布型坑道内的火焰速度、升压速率均大于相对分布型坑道;支坑道数量不变时,一字分布型和交错分布型火焰传播规律相似,但交错型分布坑道内较一字型分布作用更强;数值分析结果表明,火焰传播速度、火焰面积与爆炸超压特性关系密切,三者之间相互耦合、相互激励,存在显著的正反馈机制。     

改性碳气凝胶/石蜡复合相变储热材料的研究

将石蜡与墙体材料复合能降低建筑人居能耗,但其易泄漏的问题严重影响了复合相变储热材料的广泛应用,采用吸附能力强的碳气凝胶为吸附载体,有望解决复合相变材料容易泄漏的弊端。为进一步提高碳气凝胶吸附石蜡的性能,采用不同质量分数的三甲基氯硅烷对碳气凝胶表面进行改性,通过XRD、SEM与FT-IR等表征手段探究了碳气凝胶表面结构的变化规律。结果表明：改性过程中三甲基氯硅烷的—Cl—Si(CH₃)₃基团能与碳气凝胶表面的—OH发生枝接反应,该变化丰富了试样表面—CH₃数量,改善了制品的憎水性与孔结构,提高了其吸附非极性石蜡的能力;当三甲基氯硅烷的质量分数为30%时,改性碳气凝胶具有最佳的吸附性能,充分浸渍后能吸附85.87%的石蜡。经200次熔融-冷凝循环试验后,复合样品不仅未发生明显的泄漏现象,而且相变温度和相变焓均未发生显著变化。该研究制备的复合相变储热材料具有优异的稳定性与良好的隔热保温性能,为开发新型墙体隔热保温材料提供了新的思路。     

银复合对石墨型氮化碳结构及光催化性能的影响

为了提高石墨型氮化碳(g-C_3N_4)的可见光催化性能,利用水热合成,通过片状g-C_3N_4自组装法制备了银复合的石墨型氮化碳材料,研究了不同硝酸银加入量对Ag/g-C_3N_4复合材料的结构与光催化性能的影响。采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计、X射线衍射光谱(XRD)、红外傅立叶变换光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构与性能进行表征。结果表明:所得复合材料由于g-C_3N_4自组装行为而形成球状结构,其球形的直径随着硝酸银加入量的增加而减小;与g-C_3N_4相比,复合材料具有高的催化性能,可能由于其银的均匀复合以及所形成的3维结构;而Ag(60)/g-C_3N_4表现出最高的催化活性,原因在于银离子浓度对制备的复合催化剂的光学性质、能带及结构的影响。     

3D打印骨组织支架孔隙结构对支架性能影响的研究进展

从骨组织工程支架孔隙形状、孔径大小、孔隙率、表面粗糙度、连接通路5方面对支架孔的微观结构的研究现状进行了综述。发现梯度结构的支架孔隙形状更接近天然骨,粗糙的表面可以改善细胞的黏附和增殖,非正交连接通路的内部结构可以为后期骨再生提供一个动态的生长空间。     

两种HNO3法PAN原丝的性能和结构对比

本文对国产HNO3法聚丙烯腈(PAN)原丝与日本HNO3法原丝的性能和结构进行了比较,总结了国产原丝与国外原丝存在的差距．     

前驱体对合成3DOM SiO2材料微观结构的影响

以自然沉积的聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板,分别以正硅酸乙酯(TEOS)的醇盐溶液和溶胶溶液为前驱体对PS模板进行填充,通过煅烧除去模板,得到了三维有序大孔(3DOM) SiO2材料.由SEM照片观察发现,当以TEOS的醇盐溶液为前驱体时,获得的3DOM SiO2结构不易控制,缺陷较多.而以TEOS的溶胶溶液为前驱体时获得的3DOM SiO2结构良好,孔径大小均匀,排列整齐,可以看成是PS模板的逆复制,说明前驱体溶液的选择对3DOMSiO2材料的微观结构有显著的影响.XRD分析显示,制备的3DOM SiO2孔壁为无定形结构.