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.     

二氧化硅材料的表面润湿性改性研究

本工作中,我们采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、钛酸酯偶联剂Tc-114、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)对氧化硅材料进行表面改性,研究了不同改性剂及其用量对氧化硅材料表面润湿性的影响。表面润湿性采用水滴在表面的接触角(CA)来评价。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪对氧化硅材料表面改性的性能进行了表征,结果表明,几种改性剂均能与氧化硅表面的羟基发生反应,成功改性得到不同表面润湿性的氧化硅材料,润湿性从亲水到疏水可控,提高了氧化硅材料应用范围.     

块体金属玻璃微磨削加工的温度场仿真

建立单颗磨粒微磨削的正交切削模型和玻璃金属的本构关系方程,采用有限元工艺仿真系统对块体金属玻璃进行微磨削加工的温度场仿真,从而得到块体金属玻璃在微磨削过程中的温度以及温度变化趋势,进而观察其磨削温度是否达到块体金属玻璃的玻璃转变温度.因此,对玻璃金属磨削加工过程的温度仿真可以有效预测非晶表面是否有晶化现象的发生.改变微磨削加工参数,对块体金属玻璃的各个磨削区的温度变化趋势进行观察.通过仿真实验发现,块体金属玻璃的最高磨削温度发生在磨粒前刀面与磨屑接触的区域,即第二变形区.     

微波干燥多孔硅酸钙干燥动力学及微观结构演化

探究微波功率和样品负载量对多孔硅酸钙微波干燥动力学和特性的影响.结果表明,Midilli模型是微波干燥多孔硅酸钙的最佳模型.多孔硅酸钙水分有效扩散系数(D_eff)随着样品负载量的降低和微波功率的增加呈上升趋势,样品负载量为4～30 g时,对应的D_eff=4.265×10^-9～1.967×10^-9m²/s,微波功率为100～350 W时,对应的D_eff=3.222×10^-9～25.224×10^-9 m²/s,微波功率密度相同时,微波功率愈大D_eff越高.增加多孔硅酸钙负载量和增加微波功率都能提升微波干燥效率,样品负载量为4～30 g时,对应的微波干燥效率为6.04%～21.52%,微波功率为100～350 W,对应的干燥效率为11.57%～28.69%.通过扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对材料进行表征,微波干燥后的多孔硅酸钙与传统方法干燥后的相比,脱除了部分化学结合水...     

一类多孔介质型扩散互惠模型的共存态和渐近性

研究了一类具有多孔介质型扩散的3种群互惠模型Dirichlet边值问题.在适当的条件下,证明了该时变问题存在唯一有界整体解,且除了平凡解和半平凡解之外,相应的平衡态问题还存在正的最大解和最小解.此外,该时变解在一些初值函数下收敛到最大平衡解,而在另一些初值函数下收敛到最小平衡解.这种收敛性对反应函数的任意系数都成立.该结果意味着带多孔介质型扩散的互惠模型的动力学性态不同于带常数扩散项的.     

碳纳米管对聚苯乙烯分子运动的影响

利用DSC、流变仪和能量损耗仪等测试仪器,系统研究了碳纳米管加入到聚苯乙烯基体中后对不同长度聚苯乙烯分子链运动的影响.结果表明,碳纳米管加入到聚苯乙烯中后对聚苯乙烯的玻璃转变和液-液转变都产生了影响.碳纳米管的加入引起自由体积的增加只在一个很小的范围内影响了分子链段的运动,当质量分数为0.1%的碳纳米管加入时,链段运动速度增加,玻璃转变温度明显向低温方向移动;而由于范德华力的存在,高分子链会在碳纳米管表面选择吸附,从而使得整链运动时,参与运动的链单元尺寸降低,所以造成了整链运动时链间的耦合降低了.     

定向凝固多孔铜热沉传热的分段强化

通孔率测试表明定向凝固多孔铜通孔率随其沿孔长方向长度的减小而线性增大。该文采取分段的方法以提高多孔铜的通孔率。分段后定向凝固多孔铜热沉的传热性能显著提高,4段式热沉在进出口压差为12kPa时,其换热系数可以达到6W/(cm2·K),比未分段前提高了50%~70%。实验结果表明:通过分段使得多孔铜的通孔比例达到80%以上时即是比较合适的分段情况。当给定定向凝固多孔铜的初始结构参数时,可以根据多孔铜通孔率与其沿孔长方向长度之间的线性关系得到合适的分段数。     

多孔羟基磷灰石负载掺杂Fe~(3+)二氧化钛薄膜的光催化性能研究

通过将多孔羟基磷灰石(HAP)浸渍于掺杂Fe3+二氧化钛溶胶中再经干燥、烧结,制备出负载光催化剂。采用TEM、FT-IR和XRD对负载情况和物相进行了表征,此外重点讨论了不同的Fe3+掺杂量、煅烧温度和光照条件因素对光催化性能的影响。研究发现Fe3+的掺杂量对光催化性能有较大影响,当掺杂量为0.5%时对甲基橙有最大降解率为43.6%;煅烧温度对于光催化性能的影响更大,在600℃时由于锐钛矿和金红石共存而产生的混晶效应有利于催化性能的提高;此外研究还发现在卤钨灯下可获得最大降解率。     

气体在玻璃中渗透的数值模拟

为深入理解环境气体对超高真空电子器件玻璃壳体材料的渗透机理,采用巨正则蒙特卡罗法和分子动力学法对玻璃中的气体溶解、扩散两种渗透行为进行了数值模拟研究,基于原子模拟凝聚相优化分子势力场,计算了两种玻璃结构中氧气、氦气、氢气和水蒸气分子的溶解系数,以及氧气和氢气分子在钠钙玻璃中的扩散、渗透系数和扩散运动轨迹。计算结果表明:与玻璃材料亲和力较大的气体分子溶解系数较高;玻璃中金属离子的存在使玻璃中的孔径变小,从而降低了钠钙玻璃中气体分子的溶解系数;环境温度升高和气体压强增加使气体分子在玻璃中的扩散、渗透系数增加;在扩散过程的大部分时间中,气体分子在某一位置做往复振动,偶尔发生一次跳跃,这导致气体分子逐渐远离初始位置;因为玻璃材料能给体积较小的气体分子提供更多的有效扩散通道,所以H_2比O_2有较高的扩散系数。研究结果可为超高真空电子器件的真空失效机制探究、玻璃壳体的材料优选和结构优化提供一定的理论依据。     

早期海绵的四辐射对称性

目前学术界对最古老后生动物门类的分支序列及系统演化仍没有共识,但大多数学者都深信海绵动物是最早分支的后生动物.现生海绵部分属种有似辐射对称、少部分有顺轴旋系对称,因此,海绵被认为是在真后生动物发育特征,如有明确的轴性对称出现之前演化的动物.其他早期后生动物门类有两侧对称、四辐射对称(刺胞动物门)、二辐射对称(栉水母门)或是没有对称轴性(扁盘动物门).本研究报道了来自华南寒武系荷塘组具有四辐射对称结构的海绵化石,并且从已报道的柱状海绵化石中鉴别出前人所忽略的四辐射对称结构.本研究指出四辐射对称是海绵的原始特征,并且推测最早的海绵始祖应该是由基因控制、外形规整、细胞结构交织而成的个体.