- 刘振;高靖霓;
为探究对膜结构控制行之有效的制膜法,采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)法制备真空膜蒸馏(VMD)用超疏水膜;以聚丙烯中空纤维膜为基膜,用过硫酸铵溶液活化膜表面,随后引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的多次SI-ATRP聚合,并使用全氟辛酰氯对接枝层进行修饰;之后对改性膜表面化学组成、表面粗糙度、抗润湿性、孔径及孔隙率进行了表征;同时比较了改性前后膜在高进料浓度下以及长期运行时间内的VMD性能。结果表明:改性后,膜表面SEM结果显示出明显的接枝层覆盖,且共聚焦显微镜(CSM)、水接触角(WCA)结果证实当初始单体用量为膜质量的20倍时,制得表面具备多孔拓扑结构,水接触角高达179.0°的超疏水膜L-PP-20;孔径分布及孔隙率结果显示L-PP-20的孔径分布变窄、孔隙率增大;通过短期高进料浓度及21 h的长期VMD实验,表明L-PP-20的短期性能尚可,长期平均通量为11.01 kg/(m2·h),超出原膜4.53 kg/(m2·h),通量及截留率长期稳定性好,为SI-ATRP法制膜在VMD中提供良好范例。
2021年04期 v.40;No.199 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2308K] [下载次数：750 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：12 ] - 耿宏章;吴磊;袁晓彤;李建新;
为了改善聚醚砜(PES)分离膜的分离效率和力学性能,使用单宁酸(TA)通过非共价接枝的改性方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰得到功能化的TA-MWCNTs,然后将其按照不同比例的添加量与PES共混,使用浸没沉淀相转化成膜的方法成功制备TA-MWCNT/PES混合基质膜,探究不同添加量对膜性能的影响,并使用FT-IR和TEM对TA-MWCNTs的结构和形貌进行测试分析,对膜进行基本的表征和分离过滤的测试。结果表明:成功制备了具有良好分散性的TA-MWCNT;相比于PES膜,TA-MWCNTs的加入使混合基质膜的表面和内部结构发生变化,表面孔隙变多变大,内部指状孔结构变得更明显,并且表面亲水性得到改善,当添加质量分数达到1.5%时,混合基质膜的纯水通量达到了325.91 L/(m2·h),提高了近2.5倍,而对BSA的截留率仍保持在91%以上;膜的拉伸强度从2.63 MPa提高到3.82 MPa,断裂伸长率也从9.28%提高到16.13%。
2021年04期 v.40;No.199 11-17+23页 [查看摘要][在线阅读][下载 3568K] [下载次数：690 ] |[网刊下载次数：11 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：9 ] - 王亮;谷康辉;杨晨阳;赵斌;
为提高沸石咪唑酯骨架(ZIF-8)的水相分散性,以聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对其改性处理,并将改性后的ZIF-8添加至含哌嗪的水溶液中,与正己烷中均苯三甲酰氯发生界面聚合反应,得到聚酰胺纳滤膜;对改性前后的纳米颗粒和纳滤膜进行TEM、SEM和红外光谱以及膜渗透性能的测试。结果表明:经PSS改性后,ZIF-8亲水性显著提高,聚酰胺(PA)层中ZIF-8颗粒分布更均匀,膜表面亲水性提高、荷负电性能增强;与改性前相比,改性后得到的纳米复合膜对Na2SO4的截留率由84.4%提高至96.3%,对染料酸性品红的截留率接近100%。
2021年04期 v.40;No.199 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K] [下载次数：611 ] |[网刊下载次数：8 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：12 ] - 刘丽妍;杨丹;韩永良;
为研究中空纤维柱式膜组件的流场分布情况,建立了基于单根膜丝的三维多孔介质模型,并通过Fluent有限体积法求解控制方程,得出组件内混合模型下气液相的分布状况。结果表明:由于多孔介质膜丝表面的过滤阻力,膜组件内流体流速沿径向呈梯度不断减小,出口处由于组件壁面对其流向的影响,流速较大;气相速度为0.30 m/s与0.15 m/s时的速度分布无较大差异,且0.30 m/s时的膜丝表面气相速度较0.10 m/s时的大,气泡群产生的剪切应力强,有利于后期膜表面污染的清洗;0.30 m/s与0.10 m/s及0.20 m/s的液相速度相比,入口端部位膜丝受力大,流体流量大,经过膜过滤阻力后速度下降相对缓慢,膜通量相比较为理想。
2021年04期 v.40;No.199 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：4 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：16 ] - 张国利;童亚敏;徐靖;张丽青;
为了研究铺层角度对头盔壳体用碳/芳纶混杂纤维复合材料力学性能的影响,根据所测量的织物在头盔曲面上的最终取向,采用RTM工艺,设计制备了碳纤维织物单向取向为0°、5°、12°、32°、45°、75°、80°、85°的8种复合材料层板,研究铺层角度对其拉伸和弯曲性能的影响。结果表明:在0°铺层时试样的拉伸强度和模量达到最大,分别高出45°铺层试样88.16%和103.42%;在0°铺层时试样的弯曲强度和模量达到最大,分别高出32°铺层试样34.88%和43.97%;拉伸强度和模量、弯曲强度和模量随铺层角度增大呈先减少后增加的趋势;试样的拉伸断口随铺层角度变化,破坏方式主要有基体开裂、纤维断裂和抽拔,弯曲破坏方式主要为沿经纱方向基体开裂。
2021年04期 v.40;No.199 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2374K] [下载次数：518 ] |[网刊下载次数：7 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：9 ]
- 刘延波;罗鑫;郝铭;刘垚;
为获得场强分布均匀且场强值较高的最佳螺线式无针头静电纺丝结构参数,采用COMSOL有限元模拟软件对无针头式静电纺丝过程中场强大小和分布规律进行仿真,研究螺线式无针头线圈的长度、螺距、半径以及金属丝的半径等参数对电场强度及其分布的影响。结果表明:对于螺线式无针静电纺丝,纺丝头的电场强度普遍呈两端高中间低的分布规律,存在所谓的边缘效应(edge effect);此外,增加线圈长度、线圈直径、金属丝直径都会导致纺丝头场强逐渐下降,而增大电压、缩小螺距以及接收距离则使电场强度显著上升;当线圈长度为200 mm、线圈直径为60 mm、螺距为40 mm、金属丝直径为1 mm时,螺线式无针头静电纺丝头的场强大且分布均匀,场强平均值为1.81×106V/m,场强CV值为7.08%;再对纺丝头两端增加逐渐缩小的螺旋线圈作为辅助电极,纺丝头电场强度分布均匀性的改善效果最佳,得到的场强平均值为1.62×106V/m,场强CV值为2.53%,有效地克服了边缘效应。
2021年04期 v.40;No.199 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K] [下载次数：262 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：11 ] - 吴宁;杨宏宇;朱超;陈利;
为了研究不同捻度石英纤维缝合线的轮廓形貌结构对其磨损行为的影响,选取6种捻度的石英纤维缝合线,通过3D轮廓分析法表征了缝合线的表面形貌,讨论捻度对未接触(UD)、接触未摩擦(UF)及摩擦后(FR)3种状态下缝合线的凸出峰部面积及表面粗糙度的影响;通过拉伸性能及毛羽灰度值分析,表征了捻度对缝合线磨损行为的影响。结果表明:同捻度条件下,与UD组缝合线相比,UF组和FR组缝合线的表面粗糙度分别降低了6%～20%和27%～47%;捻度的变化引起了缝合线的直径、凸出峰部面积及纤维体积质量等结构参数的变化;摩擦产生的缝合线表面毛羽量随着捻度的增加而减小,缝合线的摩擦后剩余强度保持率随着捻度的增加而增大,最高达40.67%。
2021年04期 v.40;No.199 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2220K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：13 ] - 刘皓;毛照斐;
近年来,由于智能可穿戴技术的迅速发展,与之相关的产品大量涌现,对相匹配的储能与供能装置的需求也愈发迫切。可充电镍锌(Ni-Zn)电池由于其功率密度高、循环性能稳定且安全性强等优点,已成为供能装置研究中的热点。基于此,本文介绍了可充电镍锌电池的电极材料和电解质等方面的研究进展,特别是微纳米材料在电池中的应用,同时介绍了可充电镍锌电池在智能可穿戴领域的一些实际应用。
2021年04期 v.40;No.199 52-59+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K] [下载次数：608 ] |[网刊下载次数：4 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：11 ]
- 张亚彬;王青;高海燕;赵永男;
为了提高超级电容器的能量密度以及倍率性能,以浓硫酸作为溶剂,以氧化石墨烯、酞菁铁(FePc)作为原料,用自组装的方法制备酞菁铁改性氧化石墨烯(FePcGO)复合材料,通过XRD、FTIR、拉曼光谱、XPS等方法证实FePc通过π-π堆积的作用均匀分布在氧化石墨烯表面,研究其超级电容器性能。电化学测试结果表明:FePcGO复合材料的独特结构使纳米复合材料的电导率大幅提高,加快了电荷转移和电解质迁移的速率,FePc和GO之间紧密的π-π堆积赋予了材料结构稳定性;同时FePc分子的引入可提供赝电容,抑制还原氧化石墨烯的石墨化堆积,改善其超级电容器性能;FePcGO电极在1 A/g的电流密度下达到337 F/g的比容量,在100 A/g的电流密度下具有37%的高电容保留率。
2021年04期 v.40;No.199 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K] [下载次数：432 ] |[网刊下载次数：7 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：14 ] - 李振环;贾晓燕;
为开发一种绿色环保和操作简单的NCAs合成方法,以碳酸二甲酯(DMC)代替光气"一锅法"合成NCAs,研究反应过程中不同组分对产物的影响;利用变温FT-IR和TG-MS-IR技术研究中间体在催化剂表面的吸附和转变,最后中间体精准关环;解析DMC法精确合成NCAs的调控机制,并提供可能的反应催化机理。结果表明:当丙氨酸与DMC比例为1∶3、温度为150℃、反应9 h后,在DMF溶液中"一锅法"合成N-羧基丙氨酸酸酐产率最大为53.2%。
2021年04期 v.40;No.199 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1360K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 赵永男;石常鹏;吴平;高海燕;
为了探究关键工艺参数pH值对材料的影响,并简化前驱体反应生成过程,实验采用直接共沉淀方法,在共沉淀反应中调节多组不同的pH值来制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2,并借助XRD、SEM、振实密度、粒径、EIS等测试手段,对pH=11.5下制备的样品进行详细分析。实验结果表明:在pH=11.5条件下制备的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2有良好的层状结构和球形形貌,而且成分分析也得出最接近于8∶1∶1的比例成分,电化学性能也表明pH=11.5制备的样品具有更好的比容量;在2.7～4.5 V电压区间内,在0.2 C的电流密度下首圈放电比容量能到达222.8 m A·h/g,循环100圈后容量保持率有86.4%,而其他样品的首圈比容量都在200 m A·h/g以下。
2021年04期 v.40;No.199 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ]
- 陈力颖;杨依林;王浩;张思敏;
为提高温度传感器测量精度以及测量灵敏度,设计了一款正反馈式片上温度传感器。本款温度传感器在PTAT电流源基础上,增加了运算放大器正反馈结构,克服了传统温度传感器输出电压范围较小、精度较低的缺点,对器件由于温度变化产生的微弱信号进行进一步放大,使输出电压范围极大增加,提高了测量精度以及灵敏度,进而对芯片内温度进行精准监测以提高系统可靠性;采用UMC 0.18μm CMOS工艺对电路进行了模拟仿真。结果表明:工作电压为(3.3±0.33)V情况下,在-45～125℃温度范围内,输出电压为0.569～3.273 V,输出电压范围较大且线性度达99.93%,电压-温度响应为15.9 m V/℃,温度测量精度为0.12℃/-0.21℃。
2021年04期 v.40;No.199 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K] [下载次数：769 ] |[网刊下载次数：6 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：8 ] - 高铁成;远桂民;王昊;
为满足超声传感器非接触、非浸入、完全无损及易于集成等要求,提出了一种电容式微机械超声换能器(CMUT)的简单质量-弹簧理论计算模型,结合薄板振动理论,设计了传感器特征参数、谐振频率和塌陷电压等参数,并对其进行仿真验证。结果表明:由该模型得到的理论计算结果和软件仿真结果,经对比其误差在4%之内,能很好满足设计要求,并验证了简单质量-弹簧模型的可行性;在标准大气压和外加塌陷电压作用下,薄板挠度约为空腔高度减去薄板挠度(只在大气作用下的薄板挠度)时的1/3;设计的一阶谐振频率为530 kHz的低频传感器可用于空耦超声检测。
2021年04期 v.40;No.199 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K] [下载次数：426 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：10 ] 下载本期数据