遗态及其功能复合材料

经过自然界的长期选择和进化,很多生物形成了多维、分级的精细结构,从而辅助其实现一种或数种功能目的。这为新型功能材料的设计和开发提供了很好的借鉴,因此近些年来研究并模仿生物结构,已成为新材料研究的主要热点之一。然而,由于多数生物结构非常精细复杂,因此直接采用传统的人工方法很难制备出类似的结构。遗态方法通过直接以生物结构为模板,选择合适的物理化学方法,在保持模板精细分级结构的同时,将框架成分转化为目标材质,可制备具有生物精细分级结构的新型功能材料。文章从遗态的思路和原理出发,给出了几种常用的制备方法,并介绍了近几年来基于几种典型生物结构的遗态材料研究进展,以及在光响应、光催化、电磁波吸收、气敏等相关领域的功能探索。     

生态学视野下商业空间中母婴复合系统的构建

随着经济的发展、人们消费水平的提高和"二胎政策"的放开,商业环境中母婴空间的需求越来越高,目前城市商业空间中的母婴室不能满足实际需求。从生态学角度对母婴空间进行拆解与构建,并结合商业空间特性,与生态系统中不同层次对象进行类比,对商业空间中母婴复合系统设计提出新的思路,构建出一套完整的与商业空间互利共存的母婴复合系统。     

碳化钛/椴木多孔碳复合材料用于超级电容器性能的研究

碳化钛作为一种新兴的层状二维材料具有一些独特的物理化学性质, 近年来引起了科研工作者广泛的注意。它是由化学选择性刻蚀的方法获得, 在电化学如锂电池, 超级电容器等领域展现出极好的应用前景。目前研究中碳化钛的电极往往活性物质负载量较低, 导致面容量不佳, 从而限制了其在大规模生产中的应用。本工作受自然界中椴木结构的启发, 利用其多孔道、孔道弯曲度低、导电性好、低价环保等特点, 将碳化钛与椴木活性炭复合, 获得了一种具有高面电容且稳定的超级电容器, 该电容器在2 mV/s的扫速下具有1983 mF/cm ²的面容量, 同时活性材料负载量可以达到17.9 mg/cm ²。本研究为后续利用自然界构型材料与功能材料的复合提供了一定的借鉴。     

用于太阳能水汽蒸发的银蝶翅光热转换效应研究

光热转换效应是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来,转换成足够高温度的过程,以有效地满足不同负载的要求。光热转换效应用于水汽蒸发,可应用于发电、灭菌,解决水污染、海水淡化等,为解决能源短缺提出了新思路。     

基于CT扫描技术的沥青混凝土破坏机理分析

<正>1引言某水利枢纽工程挡水建筑物为碾压式沥青混凝土心墙坝,最大坝高为64.0 m,坝顶长为356.0 m,坝顶宽度为8.0 m。上游坝坡为1∶2.5,下游坝坡为1∶2.0。坝体填筑材料主要为砂砾石,心墙与上下游砂砾坝壳之间设3.0 m厚的过渡层。心墙底部设0.5m厚混凝土基座作为基础,基座置于基岩上。河床坝壳料建基于清基后的砂砾层上,两岸坝壳料建基于清基后的岩层上。     

新疆某高拱坝温度应力计算与温度控制关键技术研究

拱坝一般比较单薄,温度应力对拱坝安全的影响非常显著,在严寒地区温度应力会更加突出。以新疆某高拱坝的拱冠坝段为例,旨在遴选不同月份施工时大坝混凝土的温控措施及温度控制指标,达到大坝混凝土施工期防裂的目的。     

石灰石粉等量替代Ⅱ级粉煤灰对大坝碾压混凝土抗裂性的影响

通过测试混凝土的力学性能、变形性能和热学性能,研究了石灰石粉等量替代Ⅱ级粉煤灰对大坝碾压混凝土抗裂性的影响。结果表明,石灰石粉等量替代50%的Ⅱ级粉煤灰,混凝土早期抗裂系数提高。28 d、90 d龄期时,混凝土抗拉强度降低、干缩、自生体积变形(收缩值)增大,徐变度增大,绝热温升降低,综合抗裂系数略有下降。180 d龄期后,混凝土抗裂系数又大于单掺粉煤灰混凝土。研究表明,石灰石粉等量替代粉煤灰,可改变混凝土的微观结构,硬化水泥浆体的孔隙率、平均孔径增大,大毛细孔含量提高。研究结果可为大坝碾压混凝土抗裂提供参考。     

ZnO增强MxCo3-xO4电催化析氧性能研究

氢能因热值高、燃烧产物无污染等优良特性,成为目前新型能源研究的焦点,有望成为化石能源的理想替代品。电催化水分解作为最具前景的氢气制备方法,包含两个半反应:析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。其中OER目前主要采用贵金属作为催化剂,但其高成本极大地限制了电催化产氢的工业化。基于Co 3O 4的Co基掺杂氧化物具有成本低廉、催化活性高且稳定性强等优良特性。目前对于Co基掺杂氧化物的研究主要集中于探究掺杂不同金属元素(Zn,Ni,Fe等)对其催化活性的影响,极少研究掺杂惰性氧化物对其催化活性的影响。合成了一种CoFeNiZn复合氧化物,且具有优良的电催化活性和稳定性。在1 mol/L KOH的电解液中,10 mA/cm 2的电流密度下,CoFeNiZn复合氧化物过电势(η10)为310 mV,塔菲尔斜率(Tafel slope)为40 mV/dec,相比原始CoFeNi氧化物(η10为400 mV)过电势降低了90 mV。CoFeNiZn催化剂催化性能的提高主要是由于以惰性ZnO作为基质可有效地分散催化活性物质,并充分暴露CoFeNi氧化物的催化活性位点。这一基于催化材料掺杂非活性物质提高催化剂催化活性的发现可以为现有催化剂开发提供新的思路。     

MoS_2协同过渡金属Co增强催化产氢性能

当今社会,能源危机与环境污染问题亟需解决,清洁环保且具有高能量密度的氢能被视为理想的能量载体。电催化分解水是一种有效且可持续的制氢方法。廉价且高效MoS_2作为极具前景的产氢催化剂被广泛研究,其在酸性溶液中的催化效率已通过多种工艺优化,然而其在碱性溶液中催化性能并没有得到有效提升。首先通过水热法合成了多孔的MoS_2纳米片,然后提供了一种廉价便捷的电镀法,成功在MoS_2表面复合Co等金属纳米颗粒,优化了MoS_2在碱性溶液中的催化效率。实验表明Co-MoS_2在1 mol/L KOH中,在10 mA·cm~(-2)的电流密度下过电势仅为186 mV,Tafel斜率为81 mV·dev~(-1),大幅优于纯MoS_2的催化性能,且表现出较好的稳定性。同时,Co-MoS_2也表现出更好的催化析氧性能,在10 mA·cm~(-2)的电流密度下过电势由460降至360 mV,这意味着Co-MoS_2可进一步用于催化全水解反应。