多孔陶瓷负载钯催化剂及污水处理研究

本研究以廉价的高岭土、滑石粉、氧化铝为主要原料,水泥为固化剂,疏水型活性碳粉为泡沫稳定剂,采用直接起泡法制备了高开气孔率的多孔陶瓷,采用浸渍和反应法负载氢氧化高钯催化剂.利用次甲基蓝模拟污水,并作为钯基催化剂催化次氯酸钠分解的标识物.研究了催化剂负载量、温度、次氯酸钠用量对催化剂降解次甲基蓝的影响.结果显示,多孔陶瓷负载的钯催化剂能有效催化次氯酸钠分解,极大地提高了次甲基蓝氧化褪色的速率,随温度升高,最终褪色所需时间急剧减少.在温度为40℃,催化剂量为0.4g,NaClO量为5mL,pH值为7.88的条件下,50mL浓度为10mg/L的次甲基蓝仅需要58min就能褪至无色.     

泡沫陶瓷基氢氧化高镍催化剂的制备及模拟污水处理研究

本研究以活性炭为造孔剂制备泡沫陶瓷,通过浸渍法使NiCl2负载于泡沫陶瓷,再与NaClO和NaOH混合溶液反应生成NiOOH催化剂.以一定浓度的亚甲基蓝为污水模拟物,亚甲基蓝褪色时间来衡量NiOOH催化剂的催化性能.以催化剂量、次氯酸钠量、pH、温度为变量,分别通过单因素实验和正交试验探究了它们对催化效果的影响以及确定污水处理的较优组合条件.结果表明,在温度为55℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL时,亚甲基蓝的完全褪色时间为131min.各因素对污水处理效果的影响顺序为温度催化剂量pHNaClO量.污水处理的最佳实用组合条件为温度为35℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL.     

POM@Fe-MOF衍生物的结构及其电化学性能

采用溶剂热法将Keggin型H_3PW_(12)O_(40)作为次级结构单元引入Fe-MOF结构中,合成出具有花状结构的POM@Fe-MOF材料,以其为模板在不同工艺条件下制备出衍生物WO_2@FePO_4和WO_3@WC@C。借助SEM、XRD等分析了衍生物的表面形貌及物相结构,并将WO_2@FePO_4和WO_3@WC@C分别作为超级电容器的正、负极材料,利用三电极体系在浓度为6mol/L的KOH电解质溶液中对其电化学性能进行表征,在0.5A/g的充电电流密度下分别得到了68.6F/g和70F/g的最高比电容。     

石墨烯复合材料在警车防弹防护方面的研究

研究警车高性能防弹防护材料应用技术,尝试采用石墨烯改性的方式对陶瓷及铝合金的强度、韧性性能进行了改性提升,利用石墨烯改性材料制备了复合防弹板,并进行了实弹射击试验,研究了防弹警车应用可行性.试验结果表明,石墨烯改性可以有效提高陶瓷的断裂韧度,以及铝合金的强度及弹性模量.经53式7.62 mm穿甲弹三次射击,靶板无穿透,用石墨烯改性陶瓷制备的防弹装甲板,可有效降低材料密度,大幅度提高防弹性能,对车辆防弹性能及轻量化技术研究具有一定的参考价值.     

基于复合ADRC的压电陶瓷驱动器自适应控制

针对压电陶瓷驱动器固有的迟滞现象对其定位控制精度的影响问题,提出将自抗扰控制(ADRC)与改进Preisach逆模型相结合的控制方案.以模型输入、输出迟滞环的线性度为标准,目的是提高微动工作台的定位精度,从而提高微操作效率和成功率.为了验证所提出控制策略的有效性,通过无控制方法、改进逆Preisach控制方法、复合PID方法、ADRC控制和复合ADRC控制实验,得出所选用压电陶瓷驱动器的迟滞环比重分别为12.3%,5.8%,4.7%,2.5%,1.4%.不同控制方案所得实验结果证明,ADRC与迟滞逆模型相结合的控制方案具有良好的控制性能.     

Y-Ba-Cu-O系高临界温度超导陶瓷组成与性能关系的研究

研究了主组成及少量外加物对Y_xBa_(1-x)CuO_3系超导陶瓷导电性与超导电性的影响.研究表明,当配料组成Y∶Ba≈1∶2时最容易制取稳定的、零电阻为88K以上的高临界温度T_c的超导材料;采用Bi、Pb、Na、Co等对阳离子进行部分替位更换,仍能获得超导特性,但对T_c值没有改进;少量外加物对YBa_2Cu_3O_(7-δ)系超导陶瓷的T_c值有明显的影响,微量钴离子的掺入可使T_c提高到110K,但掺入量较多时反使T_c降低.     

有限温度下介观串并联RLC电路的量子涨落

将介观串并联RLC电路等效成阻尼谐振子.并量子化，利用热场动力学理论研究了热真空态、热相干态、热压缩态下电流和电压的量子涨落．结果表明，支路电流电压的量子涨落不仅与电路器件的参数有关，而且与压缩因子及压缩角有关．还与环境温度有关．且由于电流焦耳热、环境温度和阻尼电阻的影响，涨落随环境温度升高而增大，随时间增加而衰减．这对微小电路的设计、电路量子噪声的抑制，具有十分重要的理论指导意义．     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-xNaSbO_3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1 551和0.05.     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3无铅压电陶瓷制备及性能

研究了不同烧结制度下的NBBT6陶瓷的致密度、介电和压电性能.870℃左右预烧,可以得到致密且压电和介电性能较好的陶瓷(d33=107 pC/N.∈r=750,tanδ为3.23%).通过相应的粒度分析可知,提高预烧温度对粒度的影响不太大,但可用于湿法制备工艺中的原材料制备,解决湿法工艺中材料易被极性水分子解离而影响材料组分的问题.加入少量的BaTiO3到NBT中形成NBT-BT的固溶体,通过对压电介电性能及XRD的分析可知.当质量分数x=0.06时.(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3晶体结构出现由三方相到四方相的转变,此时的性能达到最大值(d33=114 pC/N,∈r=1 173.tanδ为3.4%).     

一种新广义Preisach迟滞模型及其神经网络辨识

研究压电陶瓷执行器应用于纳米定位系统时,其多值映射的迟滞特性对系统定位控制精度影响.在经典Preisach模型的基础上,引入平均迟滞函数,提出了一种新广义Preisach迟滞模型,并利用神经网络对新广义Preisach模型关键参量辨识.仿真实验表明,利用该迟滞模型对压电陶瓷执行器建模,可以简化建模过程,提高建模精度.