纳米Li1.05Ni0.05Mn1.90O4正极材料的合成及电化学性能

采用液相无焰燃烧法在500℃反应1 h,然后在600℃二次焙烧3、6、9 h和12 h制备了尖晶石型Li_1.05Ni_0.05Mn_1.90O₄正极材料.结果表明,不同二次焙烧时间制备的Li-Ni复合共掺材料没有改变LiMn₂O₄的尖晶石结构,随着焙烧时间的增加,颗粒尺寸增大,结晶性提高.二次焙烧时间为9 h的Li_1.05Ni_0.05Mn_1.90O₄样品的颗粒尺寸约为70～100 nm,具有优异的电化学性能,在1 C(1 C=148 mA·h·g^-1)倍率,初始放电比容量为94.8 mA·h·g^-1,400次循环后展现出72.15%的容量保持率;在5 C下初始放电比容量可达到89.7 mA·h·g^-1,800次循环后,仍能维持70.79%的容量保持率.并且具有较小的电荷转移电阻和较低的表观活化能.Li-Ni复...     

模拟研究和设计高强度低生热聚合物复合材料

利用分子动力学模拟方法研究聚合物复合材料中填料分布、聚合物链性质和体系微观结构对力学强度和动态滞后生热性能的影响.研究结果表明,提高填料分散程度和减少聚合物链末端数量都能有效降低聚合物复合材料的动态滞后生热,聚合物复合材料的力学强度和动态滞后生热随分子链刚性的增加而增加.但是,刚柔嵌段共聚体系的力学强度,在高拉伸状态下,甚至会优于全刚性聚合物体系.在前述研究基础上,笔者设计了一款以填料颗粒为交联点、刚/柔环状链段互穿的三维网络结构复合体系.研究结果表明,新型复合材料与传统聚合物相比,力学性能最高提升640％,生热性能降低40％.模拟研究结果期望能为分析聚合物复合材料的生热机制、设计兼具高力学强度和低生热性能的聚合物复合材料提供理论指导和新的思路.     

金属有机框架衍生单原子纳米酶的合成、表征与生物应用研究进展

单原子催化剂（SACs）具有高原子利用效率以及高催化活性，在各种催化体系中均表现出优异的性能.其原子级别的活性位点与天然的金属蛋白酶类似，因此单原子纳米酶（SAzymes）的概念也应运而生.而金属有机框架（MOF）由于其具有高孔隙率的特点，可以作为合成SAzymes的前驱体.该文总结了使用MOF前体/模板构建SACs的合成策略，以及SAzymes的生物应用，提出了基于MOF衍生的SAzymes的发展挑战和前景.     

CFRP激光切割过程中HAZ扩展研究

激光切割CFRP由于具有无磨损、无接触的特点,显示出了很大的应用潜力.然而,由于组成材料(即聚合物基体和碳纤维)的物理和热性能存在显著差异,激光加工过程中产生的热损伤一直阻碍着CFRP在工业规模上的应用.介绍了激光加工CFRP的优势,并以激光切割CFRP时热影响区(heat-affected zone,HAZ)产生和扩展的机理为基础,对影响HAZ扩展的因素和研究进展进行了综述.最后提出,在实际的激光光源中,工艺参数是相互依赖的,对于加工工艺的参数优化和仿真值得深入研究.并对未来提高激光加工效率,进而广泛应用于工业领域做出了展望.     

水热法制备不同形貌纳米片状MoS_2的光催化性能

二硫化钼是类似于石墨烯的二维层状材料,其优异的磁学性能、电学性能、催化性能和光学性能受到了科研人员的广泛关注.通过水热法制备出4种不同形貌的二硫化钼纳米片.对二硫化钼样品进行扫描电子显微镜测试,以200 W钨丝灯为光源,在暗箱中进行甲基橙溶液的降解测试.通过紫外可见光分光光度计对测试样品溶液进行吸光度测试,得出纳米片状的二硫化钼光催化降解甲基橙溶液降解率最高.     

TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究

通过溶胶-凝胶法制备氟氧钛（TiOF₂）花状纳米球，采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱分析仪（FT-IR）和固体紫外漫反射仪（UV-Vis DRS）等手段对TiOF₂花状纳米球进行表征分析，并通过实验探究了不同条件下TiOF₂对甲基橙染料废水的光催化降解性能。在300 W氙灯模拟太阳光照射2.5 h条件下，质量浓度0.5 g/L TiOF₂光催化剂对初始质量浓度20 mg/L、pH呈中性、体积为100 mL的甲基橙染料废水在20 ℃反应条件下降解效果最佳，催化降解率可达97.3%。此结果说明所制备的TiOF₂光催化剂对甲基橙染料废水具有良好的光催化活性。     

核壳结构锰掺杂ZIF67纳米复合材料的溶剂热法合成及其超电容特性研究

利用溶剂热法可控制备出了具有核壳结构的锰掺杂ZIF67纳米复合材料(Mn-ZIF67),通过扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了其微观形貌和元素组成,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)分析了样品的物相组成以及元素价态.电化学测试结果表明Mn-ZIF67拥有优异的超电容特性和循环稳定性,在1A·g~(-1)的电流密度下的比电容可达257F·g~(-1),是ZIF67比电容的十几倍,并且在10000圈的充放电后仍保持着95.3%的比容量.卓越的电化学性能归因于二维的片状结构可以缩短离子的传输路径,并且提供了更多的活性位点,有利于电荷的快速转移.     

AFM电场辅助纳米加工焦耳热分析

原子力显微镜是一种重要的纳米加工工具,在强电场的辅助下,可以实现凸起或凹陷的纳米结构加工,为纳米器件的制造提供技术支持。电场的使用不可避免地引入了电流,从而使得加工过程中存在焦耳热的影响。原子力显微镜电场辅助纳米主要加工包括阳极氧化与场蒸发沉积两种。阳极氧化加工生成的纳米结构为绝缘物质,该物质阻断阳极氧化加工的进一步进行,因此加工电流随着加工的进行逐渐衰减,焦耳热的影响较小;而场蒸发沉积加工得到的纳米结构为导电物质,所产生的焦耳热可以烧蚀样品表面,形成纳米沟痕。本文通过分析加工中焦耳热的作用,为开展精确的原子力显微镜电场辅助加工提供借鉴。     

溶剂型双组分重防腐涂料的制备及性能研究

采用可控阳离子聚合工艺制备含氟聚醚（fluoropolyether，FPO），并以此FPO为软段、二苯基甲烷二异氰酸酯（diphenyl methane diisocyannate，MDI）为硬段、三乙醇胺（triethanolamine，TEA）为扩链剂合成软硬段质量比为1：3的热固性含氟聚氨酯（thermosetting fluorined polyurethane，S-FPU）。进而将γ-氨丙基三乙氧基硅烷（γ-aminopropyl triethoxysilane，KH550）和MDI改性的凹凸棒土（palygorskite-KH550，AT-KH550和palygorskite-MDI，AT-MDI）引入S-FPU中获得两种新型的S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI。根据涂料配方的标准，选择合适的片层状填料、溶剂体系，分别制备了以S-FPU，S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI为基体树脂的溶剂型双组分重防腐涂料。对涂膜的耐腐蚀性能、耐老化性能、耐水性能及表面性能进行了研究。结果表明：在相同测试时间内，以复合材料为基体的涂膜（S-FPU/AT-KH550和S-FPU/AT-MDI）的耐电化学腐蚀性能更优，涂膜损坏程度低；水环境中涂膜能够对金属实现良好的保护，防止金属基材生锈，涂膜不起泡，不脱落，变色、失光现象不明显，其中S-FPU/AT-MDI涂膜的性能最好，涂膜表面疏水性更优。     

复合材料双悬臂梁试验Ⅰ型分层扩展的三维近场动力学模拟

近场动力学(peridynamics,PD)模拟复合材料分层损伤,相较于传统的数值方法有一定优势。双悬臂梁试验(double cantilever beam,DCB)是测量复合材料Ⅰ型层间断裂韧性GIC的标准试验。本文研究了复合材料双悬臂梁试验Ⅰ型分层扩展过程的三维近场动力学模拟。计算模型选用了球型域的常规态近场动力学复合材料模型,并引入了基于能量的失效判定准则。结果表明,近场动力学模拟的载荷-位移曲线与试验结果吻合得很好,并且模拟结果能够捕捉到DCB试验的"指甲盖形"分层前缘。在此基础上,进一步比较了Ⅰ型分层扩展过程的近场动力学模拟结果与试验结果,验证了本文采用的复合材料近场动力学模型计算Ⅰ型分层扩展的有效性。