基于Co-N-C改性隔膜的高性能锂硫电池

设计制备了一种钴嵌入式叶片状氮掺杂碳(Co-N-C)材料改性隔膜用于锂硫电池,借助高分散单质钴提供的活性位点实现对正极侧中间产物多硫化物的化学锚定,抑制其溶解导致的穿梭效应;利用氮掺杂碳材料的微纳结构加快离子传输速率,提高电化学反应动力学,使改性隔膜实现吸附-催化协同作用。实验结果表明,采用此改性隔膜组装的锂硫电池,首圈比容量高达1408 mAh/g,且在1 C倍率下稳定循环400圈,衰减率仅为每圈0.05%,电池性能明显提升。     

熟石灰-偏高岭土改性土应用于土遗址病害修复

【目的】探索适用于修复土遗址病害的改性材料及修复工艺。【方法】在素土（plain soil,P）中添加偏高岭土（metakaolin,MK）和熟石灰（hydrated lime,HL）,并基于室内试验研究两者的最优配比及综合工程特性;基于三类夯土墙模型试验研究改性材料的病害修复工艺及修复效果。【结果】1）当偏高岭土与熟石灰质量比为1∶1且两者的总占比为20%时,熟石灰-偏高岭土改性土（HL-MK改性土）的孔隙率较素土的大幅降低,其无侧限抗压强度约为素土的4倍,抗渗性能提高100倍,黏结强度是素土的1.2倍,崩解性也显著提高。2）基于夯土墙体掏蚀、表面剥蚀、裂缝三类病害的模型试验,分别提出了砌补、喷涂、注浆的修复工艺。基于上述工艺,墙体修复后的剥蚀率、裂缝扩展速率、温度梯度及湿度梯度显著降低。【结论】本文提出的HL-MK改性土最优配比及相应修复工艺可适用于土遗址病害的修复,能够为半干旱地区的土遗址病害修复提供科学依据。     

生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用

将环境中越来越多的废弃物变废为宝,一直是人们研究的热点和难点。本文利用廉价生物质废弃物,采用微波热解制备出了具有高吸附性能的生物炭,并采用富集培养方法,从垃圾填埋场中筛选出一株除臭细菌Pl-1, 经16s rDNA鉴定为壤霉菌。在此基础上,采用载体结合法将除臭菌吸附固定在生物炭上,开展了垃圾堆肥生物炭除臭增效技术研究。结果表明,微波热解制备生物炭具有快速、均匀和高效的优点,制备的生物炭不仅可以吸附污染物,而且通过固定除臭细菌Pl-1对垃圾堆肥中恶臭物质NH3和H2S的去除效率可达 81.6%和90.2%,堆肥产品的肥效与生物炭施用量密切相关,具有低剂量刺激高剂量抑制的现象,其中, 堆肥微生物呼吸强度剂量效应关系方程为Y=-0.018X2 0.6655X 5.0723。     

卤氧化铋光催化去除环境污染物

卤氧化铋基半导体材料具有铋氧层和卤素层交替排布的独特层状结构和易调节的禁带宽度,在直接利用太阳光去除环境污染物方面表现出优异性能和巨大潜力.基于国内外相关研究进展及本课题组近年来的研究成果,该文综述了卤氧化铋材料(氯氧化铋、溴氧化铋和碘氧化铋)光催化去除环境污染物方面的研究成果,主要包括卤氧化铋光催化材料的设计和改性策略,以及上述新材料在重金属离子去除、有机污染物降解和空气净化等领域的研究进展.最后,提出了卤氧化铋光催化材料在环境污染控制领域的研究展望.     

RF磁控溅射微波介质陶瓷薄膜的影响因素及其应用

RF磁控溅射是目前应用最广泛的一种溅射沉积方法.由于陶瓷溅射的现象相当复杂,目前尚无完整的溅射理论可以用来分析溅射现象,所以通常通过实验来确定溅射过程中的影响因素.综述了RF磁控溅射陶瓷薄膜过程中的影响因素,阐述了微波介质陶瓷薄膜的应用前景,并指出了今后的发展方向.     

模拟月壤微波介电特性的实验研究与统计分析

为配合我国即将发射的绕月星载微波辐射计对月观测资料反演的需要, 在野外采集大量地球玄武岩和斜长岩样品及对其进行主元素化学分析的基础上, 配制了9个模拟月壤样品, 并各制成0.8, 1.0, 1.2, 1.4和1.6 g/cm³五个密度等级; 然后在0.5~20 GHz的频率范围内, 用同轴线终端开路法在HP8722C矢量网络分析仪上对其介电常数进行了测量, 并对测量结果进行了处理和统计分析. 研究表明, 在密度、频率和组分三个参数中, 密度对介电常数的作用最为明显, 频率次之, 组分的影响最小. 三者对介电常数实部的影响所占比例大约为45%, 33%, 22%, 对虚部的影响约为55%, 27%, 19%. 介电常数实部随密度和频率的变化符合较严格的线性关系, 和二者的相关系数分别平均为0.99和−0.73. 虚部和密度或频率在约0.5~10 GHz范围呈线性关系, 但在频率高于10 GHz后, 相关性明显弱化; 组分对介电常数的作用较为复杂, 二者之间很大程度上不遵循简单的函数关系, 相关性最小. 对样品主元素氧化物SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂和ΔFe百分含量的多元回归显示, 它们和介电常数之间倾向于符合一个多元一次函数, Ti氧化物或Fe氧化物或Ti、Fe氧化物组合均未表现出其在对介电常数贡献上的特征组分的作用.     

苯乙烯-马来酸酐共聚物/高岭土纳米复合材料的制备及其表征

报道了直接将苯乙烯、马来酸酐共聚物单体, 层插进入二甲基亚砜(DMSO)改性的高岭土层间, 原位聚合, 并使之剥离的方法. 采用X射线衍射(XRD), 透射电子显微镜(TEM)的方法考察了苯乙烯、马来酸酐的原位聚合层插、剥离方法所制得的高聚物/高岭土纳米复合材料的微观结构. XRD分析结果表明, 表征层间距的d₀₀₁值随聚苯乙烯-马来酸酐(PSMA)进入了高岭土的层间而增大, 直至完全剥离, 高岭土的特征峰消失. 从透射电子显微镜图像可以看出, 高岭土被剥离并以纳米级片层分散在高聚物的基体中. 改性高岭土表面与PSMA分子链间的相互作用则由红外(FTIR)分析结果得到引证. 热失重分析(TGA)结果则显示纳米复合材料的热稳定性能得到显著的提高.     

微波杀菌在中药生产中的应用研究

研究了微波应用于中药生产中杀菌的工艺条件。结果表明:对于中药片剂而言,通过10kW微波杀菌中药粉湿颗粒8分钟后,物料中心温度为78.4-78.6℃,水分含量从28.0％降至18.0％,灭菌效率达97％以上;对于中药丸剂而言,采用丸条灭菌的方法,涂油保水杀菌10分钟后,丸条中心温度达76.0-80.0℃,水分由20.0％降至14.0％左右,灭菌效率达96％,是用单独加热法不能达到的。冷却后制丸符合国家标准。     

杨树叶改性吸附剂对硝基苯的吸附性能研究

在探究磷酸改性杨树叶的条件基础上,研究接触时间、硝基苯溶液初始浓度、温度等因素对改性过后的杨树叶吸附硝基苯性能的影响。结果表明,在25℃,用2 mol/L磷酸溶液按照15 m L/g的改性剂用量改性后,杨树叶对硝基苯的吸附在70 min左右达到基本平衡,吸附过程满足准二级吸附动力学模型。随着硝基苯溶液初始浓度的增加,吸附率不断降低,吸附等温线满足Freundlich方程。吸附过程为放热过程,随着温度的升高,吸附效果下降。     

煤矸石土壤化消纳利用研究综述

煤矸石作为煤矿区最主要的固废资源,其大规模的消纳利用关乎矿区资源与生态问题。从煤矸石直接应用、改性应用两大方面探讨其土壤化消纳利用的可行性与潜在路径。研究表明：碳含量在20%以下的煤矸石应作为土壤化消纳应用的主要类型;煤矸石与其他材料混合或经改性处理后可提升土壤改良效应;煤矸石对盐碱地等特殊土壤类型的改良效应以及特异性煤矸石土壤改良培肥产品开发应得到重视;煤矸石的土壤应用还应关注其对土壤的污染风险以及炭化改性应用价值。