基于萘酰亚胺的功能凝胶因子的合成及其凝胶性能

以三聚氯氰为原料合成一种含有酰胺结构的三嗪中间体,与1,4,5,8-萘四甲酸二酐缩合得到萘酰亚胺衍生物NDI-M,运用1HNMR,13CNMR和红外光谱等手段对NDI-M的化学结构进行确认。采用试管倒转法考察NDI-M的凝胶性能;利用扫描电镜(SEM)观测NDI-M凝胶的微观形貌;通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等研究NDI-M凝胶的光物理性能。研究结果表明:NDI-M在甲苯、二甲苯、乙酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯等有机溶剂中均可形成热可逆的凝胶,除在乙酸丁酯中其临界凝胶浓度(CGC)为30 mmol/L外,在其他溶剂中均为20 mmol/L,且在不同的溶剂中形成的凝胶形貌结构有所差别;与溶液的光谱性质相比,形成凝胶后NDI-M的Stokes位移显著增大,不同凝胶的光谱性质表现出明显差异。     

气凝胶材料的研究进展

气凝胶材料是一种由纳米粒子或聚合物分子链组成的具备三维纳米结构的多孔材料,具有低密度、高孔隙率、高孔体积和高比表面积等结构特点,显现出优异的光、热、声、电和力学等特性,在航空航天、石油化工、环境保护、建筑保温、能量储存与转化等领域具有广泛的应用价值。迄今为止,气凝胶的种类已由最初的SiO_2气凝胶发展到了具有特定功能的各类新型气凝胶,从而有效拓宽了气凝胶的应用范围。气凝胶材料通常采用溶胶-凝胶、老化、溶剂置换并结合超临界干燥、冷冻干燥或常压干燥等过程制备。气凝胶材料按照组成可以分为单组分气凝胶和多组分气凝胶,其中单组分气凝胶主要包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、石墨烯气凝胶(GA)、量子点气凝胶、聚合物基有机气凝胶、生物质基有机及C气凝胶和其他种类气凝胶,而多组分气凝胶由两种及以上单组分气凝胶构成或者由纤维、晶须、纳米管等作为增强体所形成的气凝胶复合材料。本文主要介绍各类单组分及其复合气凝胶材料的制备方法及其在隔热、吸附、催化、储能转化和生物医用等领域的应用,对近年来气凝胶在制备及应用方面所取得的突破性进展进行了综述。同时也指出在基础研究方面亟需通过理论计算和实验研究相结合,实现气凝胶网络结构生长调控、表面组成及化学结构调控和高温组织结构稳定性调控;在功能型气凝胶材料开发方面,通过反应机制深入研究气凝胶材料结构和性能关联,实现高性能的多功能型气凝胶材料突破性进展;在规模化应用方面,寻找成本低廉的前驱体原料和降低气凝胶干燥成本是气凝胶产业化进程长远发展的关键。     

海藻酸包埋大肠杆菌细胞的稳定性研究

本文研究了海藻酸盐凝胶固定化大肠杆菌细胞的稳定性;珠型凝胶珠的机械强度;多价离子类型及浓度对形成凝胶珠的影响;及用各种不同离子成形的细胞凝胶珠对溶液中磷酸盐的敏感程度.结果表明,海藻酸盐包埋细胞成形的凝胶珠的机械强度、理化及生物学性质皆取决于包埋细胞时海藻酸盐浓度、细胞浓度、使凝胶成形的离子类型及浓度,保存与使用时溶液的 pH 及磷酸盐浓度等综合因素.     

纤维素气凝胶材料研究进展

 气凝胶是一种具有纳米孔洞结构的新型固体材料,具有低热导率、低折射指数和低电阻率等特点,在隔热保温、吸附催化和高性能电容器等方面具有广阔的应用前景。本文综述气凝胶发展的历史及气凝胶的制备方法和应用,探讨了纤维素气凝胶研发中存在的问题,展望了纤维素气凝胶的未来发展。     

自修复水凝胶的研究进展及油气田应用

针对自修复水凝胶能够模仿自然界中植物受损后从分子水平上对受损部位进行自修复的现象,对自修复水凝胶设计和合成基本原理进行了归纳总结。自修复水凝胶主要分为化学型自修复水凝胶和物理型自修复水凝胶。化学型自修复水凝胶大体上又可分为基于Diels-Alder加成反应的自修复水凝胶、基于可逆二硫键的自修复水凝胶和基于酰腙键的自修复水凝胶;物理型自修复水凝胶大体上可分为基于氢键作用的自修复水凝胶、基于主客体相互作用的自修复水凝胶和基于静电相互作用的自修复水凝胶等类型。自修复水凝胶不仅保留了传统水凝胶良好的吸水保水性、生物相容性等性能,而且其具有的自修复性能可以有效地延长材料的使用寿命、降低材料的使用成本。在此基础上,分析讨论了自修复水凝胶在油气田、生物医药等领域的潜在应用价值和应用情况,并对自修复水凝胶在油气田领域的发展趋势进行了展望。     

聚合乳清蛋白包埋油脂功能特性的研究

研究了聚合乳清蛋白包埋鱼油和月见草油后凝胶功能特性的变化.结果表明,鱼油凝胶的乳化性、乳化稳定性明显优于月见草油凝胶(P<0.01),随着凝胶天数的增加,鱼油和月见草油凝胶的乳化性和乳化稳定性均有所降低;鱼油凝胶乳化性第4天出现明显下降(P<0.05),月见草油凝胶乳化性下降不明显(P>0.05);鱼油凝胶黏度明显低于月见草油凝胶黏度,平均比月见草油凝胶低16.57%,随着凝胶形成天数的增加,黏度均近似成线性模型增长;两种凝胶在实验所设定的剪切速率范围内均表现为剪切变稀,呈假塑性;鱼油凝胶硬度略高于月见草油凝胶,但差异不显著(P>0.05),随着凝胶形成天数的增加,凝胶硬度都略有增加,但增加不显著(P>0.05).     

一种席夫碱凝胶因子的制备及凝胶化研究

合成并表征了一种可自组装的Schiff碱凝胶因子(gelator)N,N-′(1,4-苯基二亚甲基叶立德)-二[3,4,5-三(十二烷氧基)苯胺](简称PBBA);研究了该凝胶因子在一些有机溶剂中凝胶化性能;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法对凝胶进行了表征;研究了不同浓度的凝胶因子对溶胶-凝胶以及凝胶-溶胶转变温度的影响.研究表明该凝胶因子是通过范德华力,π-π堆积等次价键的作用而聚集自组装成三维网状结构,再与溶剂相互作用形成凝胶的.     

六亚甲基四胺对硅气凝胶的扩孔研究

以正硅酸乙酯为硅源,用六亚甲基四胺为扩孔剂,采用溶胶-凝胶法,通过常压干燥制备二氧化硅气凝胶.着重考察了水解时间、焙烧温度等因素对二氧化硅气凝胶孔径的影响.采用FTIR、SEM、TG-DTA、N2吸附脱附等分析方法对二氧化硅气凝胶的骨架结构和表面基团、结构形貌和分散性、热稳定性和孔径等进行了表征.结果表明:用六亚甲基四胺扩孔后的样品保持了二氧化硅气凝胶的骨架结构以及良好的分散性、热稳定性、孔径较大;同时,二氧化硅气凝胶的孔径随着焙烧温度的增加而增大,水解时间为24h左右时二氧化硅气凝胶的孔径不再变大.     

聚合物、聚表剂和Cr~(3+)聚合物凝胶分子构型及其渗流特性差异

利用扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)、流变仪和岩心驱替等实验方法研究聚合物、聚表剂和Cr3+聚合物凝胶的分子结构形态、分子线团尺寸、流变性、传输运移能力和渗流特性差异。结果表明:聚合物分子在水溶液中形成无规则的空间立体网络结构;聚表剂分子结构形态呈现片-网状结构;聚合物凝胶1发生以分子内为主、分子间为辅的交联反应,聚合物凝胶2发生以分子间为主、分子内为辅的交联反应;在相同质量浓度条件下,聚表剂分子线团尺寸最大,其次是聚合物凝胶2,再次为聚合物,聚合物凝胶1分子线团尺寸最小;聚表剂分子线团尺寸分布最分散,其次是聚合物凝胶1,再次为聚合物凝胶2,聚合物分子线团尺寸分布最集中;4种驱油剂均表现出先剪切增稠、后剪切变稀的流变特性,其中聚表剂剪切增稠和剪切变稀现象最明显;聚合物溶液传输运移能力最好,其次为聚合物凝胶1,再次为聚合物凝胶2,聚表剂溶液传输运移能力最差;聚合物凝胶残余阻力系数大于阻力系数,表现出独特的渗流特性。     

污水处理用气凝胶的研究进展

污水中常见的污染物有重金属离子、油类和染料等,气凝胶以其密度低、孔隙率高、比表面积大等特点,拥有作为新型高效吸附材料的潜力.在污水处理方面具有应用前景的气凝胶材料主要有SiO2气凝胶、石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶、氮化硼气凝胶、纤维素气凝胶和壳聚糖气凝胶等.本文主要介绍了各种气凝胶制备、改性以及复合工艺对气凝胶吸附性能...     

磁性药物微球的药物释放规律及磁定向规律研究

磁性药物微球的组成直接影响其药物释放速度。当微球中固化白蛋白含量接近时,药物含量越高,微球的通透性越好;药物含量相同时,固化白蛋白含量越高,药物的通透性越差。磁性药物微球的水悬浮液通过外磁场时的定位量随着介质流速的减小、外磁场的增强和微球中Fe_3O_4含量的增加而增加。增加分散介质粘度时,微球的定位量减小。     

考虑轮盖结构及间隙的风机优化设计

风机是传统行业的主要耗能原件.对风机进行优化设计,提升风机的静压效率对于节能环保具有重要的意义.迄今为止风机的优化设计更多聚焦叶轮结构,对于轮盖结构及间隙对风机性能影响的研究却很少.为提高一款工业离心式风机气动性能,通过实验和数值模拟的方法研究了轮盖结构与间隙以及前安装角对风机性能的影响,并对其进行了优化设计.首先,对...     

坡肩位置及深度对边坡稳定性的影响

利用有限元极限平衡法,从坡体形态(坡比、坡高、上部坡体坡比)出发,分析其对裂缝深度、裂缝最易产生位置、坡体安全系数的影响。当坡体上部水平、坡比一定时,随着坡高的增加,坡体的坡肩裂缝深度逐渐增加,坡体安全系数逐渐减小;坡高一定时,坡比越大,坡肩裂缝深度越小,坡体安全系数越小。当坡体上部倾斜、坡高一定时,坡体上部越缓,坡肩裂缝深度越小,坡肩裂缝的最易开裂位置越靠近坡背,坡体安全系数越大;上部坡体坡比一定时,坡体越高,坡肩裂缝深度越大,坡肩裂缝的最易开裂位置距坡缘的距离越远,坡体安全系数越小。     

球体水中垂直移动做功的数学模型

主要研究球体水中垂直移动的做功问题。根据均匀质球体的密度与水密度之间的数量关系,给出了3种情况并分别进行讨论,建立球体水中垂直移动做功的数学模型,得出了不同密度球体出水或入水做功与球的密度之间的函数关系。当球的密度与水的密度相同时,其出水做功与水的密度成比例关系;当球的密度小于水的密度时,所做的功只与水密度有关,并且其出水做功与入水做功相等。与当球的密度大于水的密度时,用2种方法进行分析,得出的结果相同,即所做的功与水密度球密度都有关。通过分析,归纳出3种情况下提球出水做功的不同表达式的分段函数,求出球下沉的平衡位置的方程,得到压球入水做功的表达式以及压球与提球做功相互比较的结果。     

采空区赋存状态对邻域边坡稳定性的影响分析

为分析采空区赋存状态对边坡稳定性的影响,针对云南省镇雄县头屯村因煤矿地下采空区引起滑坡的实际案例,结合正交试验设计和MIDAS GTS/NX数值模型,基于敏感性分析思想,分析边坡应力场、位移场及其有效塑性区分布规律,研究采空区采深、采空区高度、采空区跨度和采空区距离边坡的水平距离4个因素3种水平的影响敏感性。研究表明：采空区采深因素是影响采空区稳定的重要因素,其次是采空区距边坡的水平距离、采空区跨度,影响最小的是采空区的高度因素。依据采空区形态及赋存状态要素的权重大小,利用多元线性回归方程,得出采空区对邻域边坡影响的极限状态方程,该研究成果可为矿山边坡稳定性分析及煤矿安全开采提供借鉴。     

泥石流最大淤积厚度影响因素

淤埋是泥石流对工程设施主要的危害方式之一,为研究泥石流体容重、堆积坡度、黏粒矿物含量等因素对泥石流淤积厚度的影响,通过水槽堆积试验的方法研究了不同泥石流体容重、不同固体物质中黏土矿物含量、不同沟道坡度对淤积厚度的影响。结果表明:(1)同一容重下,随着堆积坡度的增大,淤积厚度呈现减小趋势,且在小坡度范围内,流体容重越大,淤积厚度越大,但当坡度超过一定值后,淤积厚度与容重关系在相同坡度条件下区分不明显;(2)同一坡度下,随着泥石流体容重的增大,淤积厚度呈现增大趋势,且容重越大,淤积厚度增加速率愈大;(3)同等条件下,随着泥石流体中黏粒含量的增大,淤积厚度呈现增大趋势,但在较低(20%)黏粒含量情况下,淤积厚度随黏粒含量增大速率较小,当黏粒含量增大到一定值后(20%)淤积厚度随黏粒含量的增大速率增大;(4)通过文献资料数据验证和误差原因分析,本成果具有一定的准确性和可用性。     

边坡植被的护坡效应探讨

 边坡植被借助根系使边坡土体成为土与根的复合材料,从而明显提高了边坡土体的抗剪强度和安全稳定性,具有稳定土壤结构,提高土壤抗冲性,防治土壤侵蚀的作用;并且边坡植被地上部分的树冠、茎叶和枯枝落叶具有截留降雨和减弱高速落下的雨滴对边坡溅蚀的功能。但由于岩土介质的多变性和边坡植被受力的复杂性,目前的研究仍然停留在定性分析上。通过对边坡植被固土的力学相互作用和护坡效应的研究,探讨了边坡植被摩擦型根系和锚固型根系对边坡岩土体的力学作用机理,分析了边坡植被改善土壤环境,提高边坡的抗冲性,截留降雨,减弱雨滴溅蚀的效应。     

时变阶梯形杆件纵向自振频率的理论研究

基于阶梯形杆件粗细两端长度的时变特征,导出了杆件纵向自振频率的时变方程,给出了阶梯形杆件在不同细粗端截面面积比值下第一阶、第二阶自振频率的时变曲线.研究表明:1)第一阶频率随细端长度的增加呈抛物线变化,当粗细两段长度相等时第一阶频率最大;2)第二阶自振频率随细端长度的增加,呈现以等截面直杆的第二阶固有频率为均值的正弦曲线变化规律,当粗细两段长度相等时二阶频率最低;3)细粗两端截面面积比值越大,阶梯形杆件的第一阶、第二阶频率越低,并趋近于等截面直杆相应的固有频率.     

基于碳排放约束的山东省沿海城镇带能源发展多目标优化决策

 针对能源发展中的高能耗问题和碳排放问题,以山东省沿海城镇带为研究区域,将二氧化碳排放因子纳入能源消费结构优化之中,采用多目标规划的方法构建了以碳排放成本最小、能源消费产生的污染物治理费用最小为目标函数,以经济发展规划、能源消费总量、能源消费结构及碳排放量为约束函数的山东省沿海城镇带能源消费结构多目标优化模型。研究区2035年的能源发展多目标优化结果为：煤炭消费量占能源消费总数下降为36%;油类能源消费量占能源消费总数的17%;天然气消费量占能源消费总数的25%;清洁能源占能源消费总数的比例提高到22%,各项指标均满足山东省能源消费的多个目标和约束。同时,针对山东省沿海城镇带低碳情景下的未来发展,提出了加快能源供给侧和能源消费侧的结构性改革、实施清洁能源和电能替代等建议,以加快转变高耗能生产方式,促进经济结构优化升级,实现节能减排、低碳环保的可持续发展。     

窄深槽高速缓进给磨削温度的试验

为了研究窄深槽结构类零件磨削温度的变化趋势及影响因素,采用电镀CBN砂轮对AISI 1045钢工件进行了高速深切缓进给磨削试验并利用热电偶采集温度分布数据;分析了窄深槽磨削过程中磨削温度的变化趋势以及砂轮线速度、工件进给速度、磨削深度对窄深槽底部、圆角位置、槽侧面位置温度分布的影响。试验结果表明: 窄深槽磨削区温升主要来源于材料塑性变形功的增加,同时磨削温度会由于塑性变形功的突变效应产生波动;缓进给磨削中磨削温度随砂轮线速度的增加而降低,而随工件进给速度和磨削深度的增大,磨削温度均升高,其中工件进给速度对磨削温度起主要作用,磨削切深对其影响次之,砂轮线速度的影响最小。