持续荷载与冻融循环耦合作用下纤维混凝土损伤性能研究

为了研究纤维混凝土在持续荷载与冻融循环耦合作用下的损伤性能,开展了不同压应力水平(0、0.3、0.5)作用下的纤维混凝土冻融循环试验,研究了不同应力水平作用下试件质量损失、相对动弹性模量和抗压强度损失等参数随冻融循环次数的变化规律。结合损伤力学,以超声波波速为损伤变量,分析了冻融损伤与荷载耦合作用的变化关系,并基于Weibull分布建立了冻融损伤预测模型,推导出冻融损伤与抗压强度的演化方程。结果表明,随着冻融循环次数的增加,冻融损伤程度表现出加剧上升的现象,应力水平为0.3的耦合作用能减小纤维混凝土的冻融损伤,应力水平为0.5的耦合作用会进一步加剧纤维混凝土的冻融损伤。建立的损伤预测模型具备较高的可行性,能够较精准预测不同冻融循环次数后的损伤,推导的演化方程相关性较好,能灵活实现损伤与强度之间的转化。     

微孔碳材料修饰的隔膜用于高性能锂硫电池

锂硫电池具有较高的能量密度,是有发展前景的能量存储体系之一。但“穿梭效应”严重制约了锂硫电池的实际应用,为解决该问题,本文通过简单的一步热解法合成了孔径均匀的微孔碳材料,探究了微孔碳材料修饰隔膜后对锂硫电池性能的影响。结果表明,制备的微孔碳材料孔径集中在0.56nm左右,修饰隔膜后不仅能够有效抑制“穿梭效应”的产生,还有利于加快锂离子的传输,确保正极一侧溶解的多硫化物的再次利用。在0.1C的电流密度下,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池首次放电比容量为1359mAh/g,循环100次之后容量能保持在966mAh/g,而修饰之前的传统聚丙烯隔膜,循环100次之后的比容量仅为409mAh/g;在1C的电流密度下循环500圈后,采用微孔碳材料修饰隔膜的电池容量保持率为88%,表现出优异的循环稳定性。     

生物质与催化裂化油浆共热解协同作用研究

基于生物质焦油氧含量高、品质差的缺陷,本文提出将生物质与重油共转化利用的方法。以催化裂化油浆（FCC）、稻壳（RH）、木屑（PS）为原料,通过低温固定床热解实验对其共热解产物分布进行了研究。结果表明,在FCC的供氢作用下,共热解有利于焦油中含氧化合物的脱除,随着生物质比例增加,反应过程中脱羧基、脱羰基反应减弱,脱羟基反应增强,产物中CO、CO₂产率较计算值增加幅度减小,水的产率较计算值逐渐增大。焦油中烃类物质增加,其中芳香烃以二元环和四元环增加为主,脂肪烃中以C₁₃~C₂₀增加为主。整体上,共热解过程促进了半焦产率的增加,焦油产率虽无明显改变但品质得到了显著提升。     

Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜的制备及CO2分离性能

为了获得高性能的CO₂/N₂分离膜,把空气中氧刻蚀的二硫化钼（a-MoS₂）和金属有机框架材料MIP-202通过机械力化学反应制备的双功能填料作为分散相,聚醚嵌段酰胺（Pebax-1657）作为连续相,采用溶液浇铸法制备了Pebax/a-MoS₂/MIP-202混合基质膜。采用FT-IR表征了填料的化学结构,借助ATR-FTIR、SEM、TG和力学性能测试表征了混合基质膜的化学结构、微观形貌结构、热稳定性和物理力学性能。研究了水含量、双功能填料配比、含量、膜两侧压差和操作温度对膜气体分离性能的影响,并考察了模拟烟道气（CO₂/N₂体积比15/85）条件下混合基质膜的长时间运行稳定性。结果表明：在温度为25℃、膜两侧压差为0.1 MPa的操作条件下,a-MoS₂与MIP-202质量比为5∶5和双功能填料含量为6%（质量）时,膜的气体分离性能达到最优,CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性分别为380 Barrer和124.7,超过了2019年McKeown等提出的上限值。连续测试360 h后,混合基质膜的性能没有明显降低,其平均CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性分别为358 Barrer和120.1。这主要是由于a-MoS₂和MIP-202协同提高了膜的气体分离性能。     

多孔质机械密封耦合润滑模型与密封性能分析

考虑多孔质材料内密封介质渗流与密封端面润滑液膜间的传质耦合关系,建立了一种多孔质机械密封的流体润滑模型,采用有限单元法求解液膜润滑方程和多孔质内部渗流控制方程,研究了膜厚、渗透率、多孔质环几何参数对密封性能的影响规律,揭示了多孔质机械密封的工作机理。结果表明：多孔质机械密封依靠流体静压效应在密封端面成膜,相较于普通平行端面密封,其液膜承载力和轴向刚度更大;随多孔质渗透率的增大,多孔质机械密封泄漏率和开启力逐渐增大,而液膜刚度逐渐减小;液膜厚度的增大会导致泄漏率的增大和开启力的减小,而液膜刚度先增大后减小,且不同渗透率下的最大刚度分别对应不同的膜厚值。研究结果可为多孔质机械密封的工程设计提供新的思路和理论指导。     

介质阻挡放电低温等离子体灭活铜绿微囊藻的实验研究

采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)低温等离子体对铜绿微囊藻进行灭活研究,考察了电气参数、场结构参数及铜绿微囊藻溶液液相体系因素等放电条件对其灭活规律的影响。利用多种分析方法[如丙酮提取分光光度法、电导率测定、扫描电镜(SEM)和高效液相色谱(HPLC)]检验DBD低温等离子体对铜绿微囊藻的灭活效果。实验结果表明,放电条件对铜绿微囊藻灭活率有极大影响,在最佳条件下(放电电压160 V,放电电流0.6 A,介质间距4 mm,溶液初始OD值0.2,pH值为弱碱性)放电时间5 min,铜绿微囊藻的灭活率可达90%以上。经DBD低温等离子体放电处理后,藻液颜色由鲜绿色→淡绿色→浅黄色→无色,藻细胞的Chl-a含量大幅减少,光合作用能力被抑制,藻细胞的生长受阻。扫描电镜结果显示,藻细胞在放电处理前饱满、完整;而放电后的藻细胞细胞结构破坏严重,细胞膜破裂,细胞内容物泄漏,仅存少量细胞残骸。放电处理后的藻细胞电解质渗出率增大,细胞膜结构受到严重的破坏导致其通透性增大,细胞内容物外泄。DBD低温等离子体灭活铜绿微囊藻的过程中,藻毒素的含量随放电时间先增...     

海泡石的结构及在阻燃聚合物材料中的应用研究进展

简要介绍了海泡石的基本结构,系统介绍了海泡石在常见聚合物复合材料阻燃领域的应用,着重讨论了海泡石的改性及与其他阻燃剂协同作用在聚合物中的阻燃效果,并对其应用前景进行了展望。     

Diffusion process in enzyme–metal hybrid catalysts

Enzyme–metal hybrid catalysts bridge the gap between enzymatic and heterogeneous catalysis, which is significant for expanding biocatalysis to a broader scope. Previous studies have demonstrated that the enzyme–metal hybrid catalysts exhibited considerably higher catalytic efficiency in cascade reactions, compared with that of the combination of separated enzyme and metal catalysts. However, the precise mechanism of this phenomenon remains unclear. Here, we investigated the diffusion process in enzyme–metal hybrid catalysts using Pd/lipase-Pluronic conjugates and the combination of immobilized lipase (Novozyme 435) and Pd/C as models. With reference to experimental data in previous studies, the Weisz–Prater parameter and efficiency factor of internal diffusion were calculated to evaluate the internal diffusion limitations in these catalysts. Thereafter, a kinetic model was developed and fitted to describe the proximity effect in hybrid catalysts. Results indicated that the enhanced catalytic efficiency of hybrid catalysts may arise from the decreased internal diffusion limitation, size effect of Pd clusters and proximity of the enzyme and metal active sites, which provides a theoretical foundation for the rational design of enzyme–metal hybrid catalysts.     

聚丙烯粉料乙烯含量测定影响因素研究

利用外商提供的分析方法和一系列标样样片,建立了无规和抗冲共聚聚丙烯中乙烯含量测定的工作曲线,由于聚丙烯粉料样品结构与性质的不稳定性和不均匀性,决定了实际粉料样品乙烯含量在测试处理上往往不能完全与建立标线处理上的一致。通过选取不同牌号乙丙共聚聚丙烯粉料样品,着重试验分析了热压制样中冷却方式、抗氧剂、样品粒径对粉料乙烯含量测定结果的影响。结果表明,热压制样中冷却方式对粉料乙烯含量的测定结果形成了较为明显的影响;同样粉料样品中是否添加抗氧剂及所加抗氧剂的种类对测定结果也构成了很大程度的影响;另外,粉料样品粒径对乙烯含量的测定结果形成了显著的影响。     

Geometry effect on membrane absorption for CO2 capture. Part I: A hybrid modeling approach

Membrane absorption (MA) has a great prospect for CO₂ capture. In MA modeling, conventional one-dimensional (1D)- and two-dimensional (2D)-models make simplification of membrane contactor (MC) geometry. Geometry simplification allows an easy process modeling and numerical solution, however, is only reasonable for particular MCs. Here, efforts are underway to quantify the geometry effect on the MA-CO₂ performance. First, we proposed a rigorous 3D model without geometry simplification for simulating the MA-CO₂ process in real MCs and then validated it with experimental data. More importantly, we highlighted a preferable hybrid model in which two correction factors were introduced to a 2D model to make the simulation results approximately equal to the 3D simulation values. The correction factors were correlated with dimensionless fluid dynamic parameters for characterizing the geometry effects on flowing fluids. Such hybrid modeling contributes to characterizing the influence of geometry on the MA-CO₂ performance and improving computation accuracy-efficiency combinations.