镁掺杂氧化锰电极材料用于高性能水系镁离子二次电池

水系镁离子二次电池在低成本与高安全性储能设备中应用前景广阔。虽然氧化锰被认为是水系镁离子电池中一种有潜力的电极材料,但其电子导电性低和循环性能差的问题极大地阻碍了氧化锰电极材料实际应用。本文提出了一种新颖的氧化锰电极材料的镁掺杂工程技术,同时对构建的镁掺杂氧化锰电极材料的电子结构和电化学性能进行了深入研究。DFT理论计算证明了镁掺杂对调节氧化锰电子结构的重要作用,并且原位拉曼结果也证实了镁掺杂氧化锰在充放电过程中可逆的相变过程。因此,该电极材料展现出高比容量（419.8 mAh·g?1）,以及优越的循环性能（1000次循环后容量几乎没有衰减）。基于这种镁掺杂氧化锰电极材料,我们成功组装了一种软包装型水系镁离子二次电池,该储能器件具有优越的电化学储能性能,实现了水系镁离子二次电池的高比能与长续航特性,揭示了其在高性能能源技术领域中的巨大应用潜能。     

基于数值模拟的烘房加热通风方案优选

 使用Airpak软件,对集装箱烘房内气体流动传热问题进行非稳态模拟计算.针对两种不同送风方案,计算得到了烘房内气流的各种场分布(流速、压力、温度、空气龄等).重点考查了箱体表面的温度场、温升和空气龄随加热时间的变化.所研究的两种烘房送风方案中,方案1是从烘房底部送风,方案2则是把送风口位置抬高到集装箱内部送风,其他条件相同.计算结果表明,与方案1相比,方案2温度场分布更均匀,温度升高更快且空气龄较小(尤其在死角位置).可见采用方案2能较好地保证烘干质量,提高烘干速度,缩短箱体死角位置的加热时间,降低烘干能耗.     

熔体拉伸聚乙烯超薄膜的结构表征

用熔体拉伸法制备了高度取向的聚乙烯(PE)超薄膜. 透射电子显微镜研究表明, 这种熔体拉伸法制备的PE超薄膜包含大量沿着垂直于熔体拉伸方向平行排列的侧放(edge-on)片晶. 电子衍射结果表明, PE超薄膜晶区内的分子链在薄膜平面内并沿着拉伸的方向高度取向, 而其结晶学a轴和b轴在垂直于分子链轴的平面内无规取向. 红外光谱的结果表明, PE超薄膜晶区与非晶区内的分子链都沿着拉伸方向取向. 红外结果进一步证明在PE超薄膜晶区中, 其结晶学b轴更倾向于平躺在薄膜平面内, PE超薄膜中b轴倾向于薄膜平面内的取向排列是因为b轴是PE晶体的最快生长方向. 非晶区中PE分子链形成的局部C—C骨架平面倾向平行于薄膜平面.     

氧化石墨烯固载四(对-羧基苯基)锰卟啉催化氧化甲苯

为模拟细胞色素P-450酶催化活性空腔,提高昂贵金属卟啉的催化使用效率,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,通过π-π非共价键以及配位作用制得氧化石墨烯固载四(对-羧基苯基)锰卟啉的仿生催化材料。采用红外可见光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)和X射线光电子能谱分析(XPS)等技术对此催化材料进行表征,并运用于催化氧化甲苯的性能研究。研究结果表明,在较优条件(170℃,0.8 MPa)下,用含0.5 mg四(对-羧基苯基)锰卟啉的催化材料催化氧气氧化甲苯可以重复使用4次,其催化氧化甲苯的平均转化率为12%,醇酮产率为5%,基本保持四(对-羧基苯基)锰卟啉对甲苯的催化活性。这表明氧化石墨烯对四(对-羧基苯基)锰卟啉的固载作用能提高金属卟啉的催化使用效率,降低金属卟啉核心催化剂的成本,具有较好的应用价值。