材料化学专业实习基地建设与实践教学改革

分析了武汉工程大学材料化学专业实习基地建设与实践教学存在的一些问题,并对实习基地建设与实践教学提出了相应的改革措施。利用"产-学-研"相结合的方式,创建校企"双赢"的合作模式,加强实习基地建设;采取"走出去、请进来"的方式,加强实践教学环节;面向应用型人才培养,材料化学专业按照认识实习、生产实习、材料化学创新实验及毕业实习等实践环节积极开展了实践教学改革,激发了学生的实习兴趣,提高了学生的专业素质。     

聚乙烯醇/水杨酸/纳米二氧化钛复合水凝胶膜的制备及性能

用纳米二氧化钛(nano-TiO_2)对聚乙烯醇/水杨酸(PVA/SA)水凝胶膜进行改性,考查了不同nano-TiO_2用量的PVA/SA/nano-TiO_2复合水凝胶膜的结构与性能。结果表明:复合膜的透明度随nano-TiO_2用量的增加而降低,而其抗菌性、抗紫外线性及透气性均随nano-TiO_2用量的增加而提高;复合膜的力学性能随nano-TiO_2用量的增加呈先上升后下降的趋势,而其溶胀性却恰好与之相反;当nano-TiO_2用量为5.0%时,复合水凝胶膜的透气系数为0.737 9 m~2/(s·kPa),拉伸强度为8.44 MPa,最大紫外线透过率仅为71.12%,透光率达69.08%,对大肠杆菌与霉菌均具有较好的抑制作用,15℃时溶胀度达19.41%。     

乙酸丁酯合成工艺的热安全性研究

为了探究正丁醇在浓硫酸的催化作用下与乙酸酐反应合成乙酸丁酯工艺的热危险性,采用差示扫描量热仪研究了正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯的热分解情况,并采用反应量热仪分别探究工艺温度、乙酸酐滴加速率和搅拌速率对合成反应放热的影响。结果表明,正丁醇、乙酸酐和乙酸丁酯升温扫描阶段均表现为吸热过程,起始温度依次为117.9,139.4,127.2℃。在工艺优化过程中,增加加料时间、升高工艺温度或增加搅拌速率,均能够降低反应在热失控条件下达到的最大温度和最大热累计度,增加反应的安全性以及提高反应热转化率。     

改性海泡石与金属氧化物对膨胀阻燃PP燃烧性能的影响

采用极限氧指数、垂直燃烧、TGA、FTIR和SEM等方法研究了改性海泡石(SP)及金属氧化物(ZnO、Ni2O3)对聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/膨胀阻燃剂(IFR)体系燃烧性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧结果表明:SP及金属氧化物均对IFR有一定的协效作用,能提高体系的极限氧指数和阻燃性能。TGA结果表明:SP可以提高燃烧残余炭层的稳定性和残炭率。SEM观察表明:SP与ZnO复配体系的燃烧残余炭层更致密和连续。FTIR测试发现SP、金属氧化物促进了IFR在PP体系中的交联成炭作用,较快生成连续的保护性炭层。     

芳纶以及连续玄武岩纤维和玻璃纤维的耐酸性研究

测试和分析了芳纶、连续玄武岩纤维和玻璃纤维分别在65、80和95℃下浓度为2 mol/L的盐酸溶液中经不同时间的腐蚀后其力学性能以及质量的变化情况。结果表明,芳纶(芳酰胺纤维)的耐酸性能最优,其断裂强力和断裂伸长率的保持率最大;连续玄武岩纤维其次,玻璃纤维最差。因此芳纶比连续玄武岩纤维和玻璃纤维更适合用于酸性环境中,连续玄武岩纤维和玻璃纤维应尽量避免酸液对其的作用。     

RGO电极电催化降解海产养殖废水中盐酸四环素

研究通过改进的Hummers法结合水热法制备还原氧化石墨烯（RGO）作为电催化阳极,利用透射电子显微镜（TEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对RGO进行表征,以盐酸四环素为目标污染物,对其进行电催化降解实验。研究发现在外加电流为15 mA,温度为20℃,盐酸四环素的浓度为5 mg/L的条件下,30 min内RGO电催化盐酸四环素的降解率可达95.07%。为深入研究电催化去除海产养殖废水中盐酸四环素污染的实际应用可行性,利用循环试验对材料稳定性进行测试,该材料耐盐性与稳定性能良好。通过自由基猝灭和活性氯产生量的实验,发现RGO电催化降解盐酸四环素的主要活性物种为表面产生的活性氯和·OH。     

车用汽油清净剂防锈性指标相关标准的修订建议

与车用汽油清净剂防锈性相关的现行国家标准主要有2个,分别为《车用汽油清净剂》（GB 19592—2019）、《评价汽油清净剂使用效果的试验方法第1部分：汽油清净剂防锈性能试验方法》（GB/T 19230.1—2003）。实际执行与应用过程中暴露出一些不足,给检验检测带来一定的困扰：GB 19592—2019中缺少适用于乙醇汽油作为基础试验燃料对应的技术要求,且选用不同防锈性的基础试验燃料进行防锈性试验时会导致车用汽油清净剂产品的防锈性出现不同的结果,造成结果判定矛盾;按照GB/T 19230.1—2003进行车用汽油清净剂防锈性对比试验时发现其中关于锈蚀程度的结果描述具有局限性。由此对GB 19592—2019和GB/T 19230.1—2003这两个标准提出修订建议。     

红色诺卡氏菌细胞壁骨架乳液的制备及其安全性研究

以红色诺卡氏菌细胞壁骨架原液以及多种植物提取物为原料制备了一种乳液,并对乳液微生物指标、重金属含量及稳定性以及对KM小鼠破损皮肤修复效果的安全性研究进行评价。结果表明,制备的乳液菌落总数、霉菌和酵母菌数均小于10 CFU/g,耐热大肠菌群、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌均未检出;铅、汞、砷、镉重金属含量均未超标;离心试验未发现分层,在耐热、耐寒试验条件下,乳液颜色未发生改变,稳定性良好。小鼠动物实验结果表明,小鼠皮肤破损处涂抹乳液14天愈合率达到了95.80%,比对照组和空白组均提前7 d左右达到90%以上愈合率,无红肿及渗出。表明开发的乳液具有良好的配伍性,性质稳定,无刺激性、过敏性及毒性,可以安全可靠地应用于各行业。     

氰基化钛酸钡对聚芳醚腈介电薄膜结构与性能的影响

首先通过化学接枝法在钛酸钡纳米粒子(BT)表面依次接枝了异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN),得到氰基功能化的钛酸钡纳米粒子(BT-CN);接下来,将其与聚芳醚腈(PEN)复合,制备了聚芳醚腈/氰基化钛酸钡复合介电薄膜。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)证实了BT成功进行了表面功能化。此外,BT-CN的加入可以有效增强PEN复合薄膜的热学、力学和介电性能;相较于纯PEN,复合薄膜的玻璃化转变温度增加了12℃,拉伸强度提高了9.6%,1 kHz时介电常数提高了227.8%。综上所述,氰基功能化有利于改善有机-无机界面相容性,从而进一步提高复合薄膜的综合性能。     

轴流旋风除尘器内气固分离特性的数值模拟

为提高轴流旋风除尘器除尘效率,基于CFD-DEM耦合计算方法,分析了进气速度、筒体直径、抽气率等参数对粉尘颗粒在轴流旋风除尘器旋流分离区的运动特性与收集效率的影响。结果表明：进气速度增大或旋流分离区的筒体直径减小,轴流旋风除尘器对细颗粒物分离效率明显增大,在进气速度为20 m·s-1、旋流分离区筒体直径为50 mm的条件下,粒径为2.5μm的粉尘颗粒的分离效率可达到85.6%;采用抽气方式可强化旋流区中已分离粉尘颗粒的沉降,提高轴流旋风除尘器的整体除尘效率,与抽气率为0%相比,在抽气率为5%时,粒径为2.5μm粉尘细颗粒的分离效率可从28.8%增大到63.0%;旋流分离区筒体近壁面0.075D的区域为粉尘颗粒的浓相区,与轴线附近区域的气流发生了明显分离。