Reduction of Pt Usage in Fuel Cell Electrocatalysts Using Carbon Nanotubes and Non-Pt Metals

The high-priced and limited Pt constitutes a high barrier to commercialization of fuel cells. Pt is essential for the electrode catalyst of polymer electrolyte fuel cells （PEFCs）. A reduction in Pt usage is one of the key requirements for the commercialization of fuel cells for use in everyday life, because of its high price and limited availability, and the difficulty of finding suitable substitutes. Non-Pt fuel cell catalysts will decrease the demand for Pt by PEFCs, enabling more Pt to be available for use in other essential products, and make fuel cells more popular. The cheaper Mo2C is known to possess similar catalytic activities and electronic structures to Pt. Carbon black （CB） is widely used as the support for Pt nanoparticles. However,     

TC2Mδ1.5钛板翻边成形极限及非轴对称畸变的研究

为研究各向异性对圆孔翻边成形的影响,用TC2Mδ1.5 mm钛合金圆板料在室温及600℃高温条件下分别进行了圆孔翻边试验.结果发现,除翻边底孔尺寸小于极限值时在唇口边缘发生破裂的正常失效方式之外,冷翻边制件卸载后发生了凸缘平面翘曲、翻边孔口部椭圆化、唇口边缘高度不一致、壁厚分布不均匀等非轴对称畸变现象.高温热翻边成形有效地提高了成形极限,并消除了凸缘平面翘曲和口部椭圆化,但口部高差以及壁厚不均等现象依然存在.本文在给出极限翻边系数结论的同时,对非轴对称畸变现象进行了定量描述、分析与解释.     

耐摩擦抗高温钻头胎体材料研究

主要阐述了热机钻头的工作原理及工作环境 ,论述了碳化硅 (陶瓷 )替代硬质合金作为热机钻头摩擦材料的可行性以及陶瓷热机钻头的应用效果。     

高能GO/ TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。     

碳化锆/锆涂层炭纤维的制备及其拉伸性能研究

在一定反应温度范围内以熔盐为介质通过炭纤维与金属锆反应制备出碳化锆/锆涂层炭纤维,并在反应温度为800℃时,研究反应时间对碳化锆/锆涂层炭纤维表面相组成、形貌及其拉伸性能的影响。结果表明,800℃可制备均匀致密的碳化锆/锆涂层;且随着反应时间的延长,碳化锆/锆涂层厚度略有增加;涂层后炭纤维的拉伸强度和拉伸模量比原炭纤维的相应值略有减小。     

PI/TiO2杂化薄膜的制备与性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用溶胶-凝胶法合成TiO2溶胶,通过两步法制备聚酰亚胺(PI)/TiO2杂化薄膜.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射,对杂化薄膜的微观形貌及结构进行表征,讨论了TiO2掺杂量对杂化薄膜紫外-可见光透过率和力学性能的影响.结果表明:PI杂化薄膜中存在TiO2空间网络结构;杂化薄膜与纯膜相比,结晶度下降,透明度也出现一定程度的下降;当TiO2掺杂量为3%时,杂化薄膜表现出较佳的力学性能.     

TiC颗粒增强钛基复合材料的热变形行为及加工图

在Gleeble-1500热模拟实验机上对原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料进行热压缩实验,研究变形温度为700～950℃,应变速率为0.001～1s-1时的热变形行为.研究结果表明:变形温度和应变速率对流变应力有显著影响,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增加而升高.原位生成钛基复合材料在(α+β)相区激活能为357.09kJ/mol,β相区激活能为227.18k.J/mol,采用Zener-Hollomon参数法构建其高温塑性变形的本构关系.根据动态材料模型,建立原位生成钛基复合材料的加工图,并确定热变形的流变失稳区域.     

氧热法电石合成的反应平衡和热匹配分析

针对氧热法电石合成中吸热的生成反应和放热的碳燃烧反应耦合,从热力学角度对电石生成途径、反应化学计量平衡以及吸、放热反应热耦合进行了分析。结果表明:(1)电石由CaO+3C→CaC2+CO一步直接生成的可能性更大;(2)不同化学计量对应4种不同反应体系,各体系电石平衡转化率都随温度升高而升高,随压强增大而减小,电石与氧化钙发生副反应的转化率大致为随温度升高而先升后降;(3)反应热匹配量和匹配条件取决于电石生成反应物料处理量和电石纯度要求。电石生成反应与燃烧供热反应耦合于同一反应器是可行的。     

BaC2高压相R3m的电子结构与力学性质的第一原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究BaC₂高压相R3m的晶体结构、 力学、  热力学和电子结构等性质. 计算结果表明:  BaC₂的I4mmm相较高压相R3m的离子性更强. 在0 K 时, 由BaC₂的I4mmm相转变为R3m相的压强为3.6 GPa, 与实验结果相符. 高压相R3m的弹性常数满足波恩\|黄昆判据, 因而其晶格力学性质稳定. 布居数分析表明, 在高压下, 从Ba原子至C原子的电荷转移在I4mmm至R3m相变过程中所起的作用较大.      

掺杂改性TiO2 /AC的制备及气相甲苯降解性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N离子共掺杂的TiO2/AC和TiO2/ACF负载型光催化剂,采用SEM、XRD、UV-Vis分光光度计等分析方法对催化剂样品进行了表征。选取甲苯为室内气相空气污染物的模型化合物进行光催化降解实验,探讨了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度以及载体等对光催化剂活性的影响。结果表明, 催化剂在ACF上的分散效果优于AC上,制备的光催化剂均以锐钛矿相存在,Fe、N离子共掺杂实现了光催化剂在可见光区和紫外光区的双增强;以冰醋酸为抑制剂、离子掺杂量分别为N 8%和Fe 8%,ACF为载体,500 ℃下焙烧2 h所得TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高。