- 韩娜;张浩然;张雅琪;谭林立;
为优化聚丙烯腈基光催化膜在可见光下的光催化性能,以羧基化二氧化钛(TiO_2)和咪唑沸石骨架(ZIF-8)为原料,成功制备了一种新型异质结光催化剂TiO_2@ZIF-8,并以热诱导相分离法(TIPS)制备的聚丙烯腈-丙烯酸甲酯(P(AN-MA))膜为基膜,经碱性水解和氢键自组装得到TiO_2@ZIF-8-HP(AN-MA)光催化膜,并采用XRD、红外光谱仪、扫描电镜等方法对复合膜的光催化性能进行分析。结果表明:成功制备的TiO_2@ZIF-8在可见光波段表现出了优异的吸光优势,在氢键的作用下,以氢键自组装法将TiO_2@ZIF-8锚定在P(ANMA)基膜的表面;与TiO_2@HP(AN-MA)膜相比,TiO_2@ZIF-8-HP(AN-MA)膜对罗丹明B溶液的吸附能力从7.5%提高到19.1%,可见光下光催化膜的降解效率从61.2%提高到99.2%;TiO_2@HP(AN-MA)膜也具有良好的可循环性,经过4个循环的测试,仍能保持90%以上的降解罗丹明B的效率。
2021年03期 v.40;No.198 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 2428K] [下载次数：455 ] |[网刊下载次数：8 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：14 ] - 西鹏;王妍;
为探究不同工艺条件对聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面成孔的影响,以PET薄膜为基材,采用涂覆法将致孔剂聚乙二醇(PEG)添加到PET薄膜中,通过对PEG的质量分数、萃取液组成、萃取浸泡时间、PEG分子质量大小等工艺条件的优化,得到具有不同孔径结构且均匀分布的PET多孔薄膜;采用S4800型场发射扫描电镜(SEM)、DSA100型全自动微观动态接触角测量仪和万能拉伸仪对样品的表面形貌及性能进行测试与分析。结果表明:通过优化成孔工艺,将膜浸泡在V_(乙醇)∶V_(丙三醇)=4∶1的混合溶液中,浸泡超过72 h,制备的PET多孔薄膜成孔性较好;在刮膜液中添加质量分数为8%的PEG,PET薄膜表面可以得到均匀一致的微孔;通过调控PEG的分子质量可使多孔薄膜表面具有50～300 nm不同孔径尺寸的微孔,可以实现PET薄膜表面微孔的有效调控,同时薄膜表面的亲疏水性也发生改变。
2021年03期 v.40;No.198 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] [下载次数：406 ] |[网刊下载次数：9 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：14 ] - 金欣;赵超;李子晗;王闻宇;
针对离子电池中商业聚烯烃隔膜存在着润湿性差和热稳定性低的问题,利用电纺技术设计并制备了一种具有三层复合结构的聚丙烯腈/聚偏氟乙烯/聚丙烯腈(PAN/PVDF/PAN)静电纺丝纳米纤维膜;通过扫描电镜、差示扫面量热仪,纤维强力仪、表面接触角测量仪及吸液性能测试对PAN/PVDF/PAN复合电纺膜的表面形貌、热性能、力学性能及吸液性能进行表征;将该复合膜组装了锂离子电池,测量了电池的电化学性能。结果表明:所制备的复合纤维膜断裂强度达到16.5 MPa,吸液率为250%,孔隙率为52%,离子电导率为0.92 mS/cm;与商业聚烯烃隔膜相比,具有较好的浸润性能和热稳定性,所组装的电池也具有较好的充放电性能和电容保持率。
2021年03期 v.40;No.198 15-20+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K] [下载次数：697 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：12 ] - 刘恩华;王芳兵;杨利娟;张苏广;
为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)管式膜的亲油性,以PVDF管式膜作为基膜,采用不同处理剂对其进行后处理,得到亲油管式膜;研究不同处理工艺条件、不同处理剂对膜透油通量的影响以及处理前后膜结构和性能的变化情况;采用电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、Zeta电位测量仪对改性前后PVDF管式膜进行了表征。结果表明:改性后PVDF管式膜的接触角明显增加,粗糙度略有增大;处理剂1、处理剂2和处理剂3都能使基膜转化为亲油膜,在处理剂2处理1 h、晾干1 d的条件下,膜油通量可达到330.8 L/(m2·h),表明改性后PVDF管式膜的亲油性有了很大的提高;用改性PVDF管式膜对废冷镦油进行了过滤,对亲油管式膜过滤后的废冷镦油的黏度、浊度、密度和含水率进行测试结果表明过滤后的废冷镦油黏度下降,浊度整体小于0,密度和含水率也有了一定的改善,表明改性PVDF管式膜对废冷镦油的处理效果良好。
2021年03期 v.40;No.198 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：9 ] - 刘延波;龚林红;刘玲玲;刘垚;陈倩;庞蓉蓉;张鑫磊;陈云霞;马营;
为提高层压复合防水透湿织物的防水透湿性能,通过多针头分步静电纺丝技术和热压工艺制备了聚氨酯(TPU)/聚偏氟乙烯(PVDF)/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)复合防水透湿纳米纤维电纺膜。设定TPU纺丝时间、热压温度、热压时间、热压压力为影响因素,耐静水压和透湿量为响应值,利用中心组合设计(central composite design,CCD)响应面法对复合电纺膜的防水透湿性能进行优化,建立复合膜防水透湿模型,得到复合电纺膜的最佳制备参数。结果表明:影响耐静水压的显著性顺序为热压温度> TPU纺丝时间>热压时间>热压压力,而且TPU纺丝时间与热压温度,热压温度与热压时间的交互作用对耐静水压影响显著;影响透湿量的显著性顺序为热压时间> TPU纺丝时间>热压压力>热压温度,且TPU纺丝时间与热压温度、热压温度与热压时间以及热压压力与热压时间之间的交互作用对透湿量的影响显著。制备复合电纺膜的最佳工艺参数为TPU纺丝时间2.07 h、热压温度137.67℃、热压压力0.52 MPa、热压时间5.41 min,所制备复合电纺膜的耐静水压值为10 906.67 mmH_2O(1 mmH_2O=9.806 65 Pa),透湿量为9 608.67 g/(m~2·24 h),与预测值的相对误差分别为5.89%和3.72%,证实了本文所建立模型的有效性。
2021年03期 v.40;No.198 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2359K] [下载次数：471 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：11 ] - 陈小明;李晨阳;谢军波;张一帆;李皎;陈利;
为进行三维针刺成型数值模拟及其复合材料性能有限元分析,提出基于Abaqus/Python的梳理纤维网三维建模方法,即纤维分层生长和纤维一次整体物理沉积方法。在初始平面内基于准直线纤维、大弯曲纤维杆单元链模型,自由生长生成纤维;通过移动、旋转将纤维定位至空间非重叠平面上;纤维有限元网格实现自动划分,同时对纤维的材料属性进行自动赋予;所有纤维在重力作用下,实现一次性沉积成型,构建梳理纤维网三维模型。研究结果表明:基于Abaqus/Python的梳理纤维网三维建模方法能够满足单一纤维和多种混杂纤维网三维建模的要求;通过控制压板压力可以有效控制纤维网的厚度和体积分数,纤维整体一次性沉积后的纤维网厚度为0.35 mm,体积分数为2.37%;纤维取向主要分布在75°～105°区间,整体趋势表现为正态分布,与实际梳理纤维网统计结果一致,说明建模结果准确可行。
2021年03期 v.40;No.198 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2140K] [下载次数：650 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：12 ]
- 陈英波;屈少一;刘磊;
针对高盐度印染废水中染料和盐的高效分离难题,在聚醚砜超滤膜上制备仅具有单个双层的聚乙烯亚胺(PEI)交联单宁酸(TA)/镁铝双金属氢氧化物(MgAl LDH)杂化疏松纳滤膜,在优化的TA浓度下考察MgAl LDH添加量对杂化膜结构和纳滤性能的影响;通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角和Zeta电位等表征方法对复合膜的形貌和结构进行表征,最后评估了复合膜对多种染料/NaCl混合溶液的分离能力。结果表明:LDH的加入提高了复合膜的亲水性,LDH质量分数为1%时(相对TA质量),复合膜对铬黑T、刚果红和活性黑5的截留率高达99.99%,对1 g/L NaCl的截留率为12.28%;通量为30.57 L/(m~2·h·bar)(1 bar=0.1 MPa),是未添加LDH时的2.19倍;NaCl质量浓度高达20 g/L时复合膜的截留率未明显降低,证明了其交联结构的稳定性。
2021年03期 v.40;No.198 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1755K] [下载次数：362 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 郑振荣;毕月姣;王佳为;
为研究涂层玻璃纤维织物在固化过程中溶剂的扩散机制,提出了一个新的扩散模型,该模型建立了涂层织物的传热方程、菲克扩散方程和涂层厚度与时间的关系方程,并通过共聚焦拉曼光谱技术进行了验证。结果表明:模拟值与实验值的吻合程度较高,在距离织物表面273、364和455μm处模拟值与实验值的平均相对误差分别为10.39%、11.3%和14.9%;在环境温度25℃、风速0.095 m/s、涂层厚度为960μm、初始溶剂质量分数为80%条件下,涂层织物达到扩散平衡时所需的固化时间和体系中的平均残留溶剂质量浓度分别为2 000 s和51.528 5 kg/m~3;最后利用模型讨论了涂层厚度和烘干温度对溶剂扩散的影响,得到了涂层厚度、烘干温度与干燥平衡时间的拟合方程。
2021年03期 v.40;No.198 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 杨柳;李柯志;周光虎;王博;任靖;孟凡立;张新军;桂建舟;
为解决常规再生或资源化方法对于中毒脱硝选择性催化还原(SCR)催化剂洗涤效果不好、难以达到新鲜催化剂性能水平的问题,利用氟试剂对中毒SCR催化剂进行清洗,并通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、NH3程序升温脱附(NH_3-TPD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、原位红外(in situ-FTIR)等方法对催化剂性能进行分析。结果表明:氟洗效果优于水洗或碱洗,洗涤后有效组分纯度可达99.0%;氟洗后可以恢复催化剂300℃以上中高温段活性至新鲜催化剂水平,300℃以下中低温段活性优于新鲜催化剂;氟试剂可以有效洗除孔道堵塞物,从而深度清洗脱钙,复活催化剂酸中心,以恢复中高温催化活性;氟试剂还可以活化氧化还原位点,促进NH_3摘氢形成NH_2中间体,从而提高中低温催化活性。
2021年03期 v.40;No.198 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K] [下载次数：92 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 薛永萍;肖春桥;张琰图;池汝安;
为解决我国土壤中可溶性钾资源极其贫乏的问题,采用无污染、低成本的微生物法分解钾长石矿物。从湖北省随州市某钾长石矿区土壤中分离、筛选得到4株能够分解钾长石矿物的真菌,对其进行基因测序鉴定,并在此基础上分析培养温度、时间、转速、培养基pH值、钾长石质量浓度及其粒度、接种体积分数和硫酸铵质量浓度等因素对微生物解钾能力的影响。结果表明:4株真菌中JX-14菌株为新菌,其对钾长石矿物具有一定溶蚀分解作用;其最优解钾工艺条件为40℃培养16 d、转速170 r/min、培养基pH值7.0～8.0、钾长石质量浓度2 g/L且粒度0.03～0.04 mm、接种体积分数30%、硫酸铵质量浓度0.4 g/L;经最优工艺处理后,溶液中可溶性钾离子质量浓度可达26.12 mg/L,浸出率为9.36%。
2021年03期 v.40;No.198 61-67+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K] [下载次数：391 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：7 ]
- 张国政;张明明;李新旻;谷鑫;
为解决电机弱磁区下电流畸变、转矩波动大等问题,提出一种改进的不确定性扰动估计(uncertainty and disturbance estimator,UDE)控制策略,应用于弱磁工况下的内置式永磁同步电机电流谐波抑制。分析了弱磁区下永磁体谐波、逆变器非线性等因素对电流谐波产生的影响;在此基础上采用UDE控制理论,引入具有高增益特性的延时滤波器,抑制电机系统存在的电流谐波;此外,针对电机从恒转矩区向弱磁区过渡过程中存在的波动问题,提出了一种新的弱磁切换方法,并以一台20 kW的内置式永磁同步电机为被控对象进行仿真研究。结果表明:与传统PI控制相比,本文所提控制策略能使永磁同步电机的d、q轴电流波动分别降低69%与28%,转矩波动降低56%,弱磁工况下的空载及带载电流谐波含量分别降低37%与55%;使用本文所提出的弱磁切换方法能够有效实现永磁同步电机在恒转矩区与弱磁区之间的平滑切换。
2021年03期 v.40;No.198 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2183K] [下载次数：331 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：9 ] - 陈力颖;罗奎;王浩;刘宏伟;吕英杰;
为了降低芯片的功耗,提高芯片的性能和可靠性,在传统数字芯片物理设计流程基础上,提出一种新的低功耗物理设计方法,包括布局(Placement)阶段采用SAIF文件进行低功耗的协同优化,并在布局结果基础上,通过手动配置时钟单元摆放来减小缓冲单元插入的方式进行低功耗的时钟树设计。结果表明:通过新的低功耗设计可以大幅改善芯片功耗,在布局阶段,芯片功耗降为原来的90.6%,建立时间的最差违例值由-6.021降为-0.880;时钟树综合(clock tree synthesis,CTS)阶段,功耗优化效果显著,时钟网络功耗降为原来的73.1%,总功耗降为原来的86.2%;时序得到改善,建立时间的违例总条数降为原来的12.5%,总违例值降为原来的3.0%,保持时间的违例总条数降为原来的39.8%,总违例值降为原来的7.5%。
2021年03期 v.40;No.198 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K] [下载次数：422 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：10 ] - 贠今天;李浩然;
为减小遥操作中主操作手附加位移对手术精度的影响,采用拉格朗日方程和Coulomb+Viscous组合摩擦模型建立了主操作手动力学模型,分析附加位移产生的原因,提出主操作手附加位移的补偿策略,采用质量-弹簧-阻尼模型来模拟遥操作过程中人体手臂的反应、主操作手的响应以及它们之间的交互关系,建立附加位移补偿模型。实验验证结果表明:该补偿策略将主操作手运动中的控制精度在X、Y、Z 3个方向分别提高了90.70%、70.82%和91.05%,证明了本文提出的附加位移补偿方法的正确性。
2021年03期 v.40;No.198 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K] [下载次数：384 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：10 ] 下载本期数据