纤维新材料

• 热处理对紫外辐照聚丙烯腈纤维环化交联结构的影响

  韩娜;吴潮;寇晓慧;李平宽;张兴祥;

  为探究预氧化阶段紫外（UV）辐照聚丙烯腈（PAN）纤维诱导环化交联反应的机理，对紫外辐照后的PAN纤维（UVRPAN）在不同气氛下进行热处理，分析温度对纤维内交联结构、环化结构和热性能的影响。结果表明：随着热处理温度增加，UVRPAN纤维中的交联结构与环化结构增加，环化结构长度增加，交联度由34.4%逐渐上升至44.9%，氰基转化率由33.5%升高至58.4%;O2促进了纤维内环化结构的产生，并延长了环化结构长度；热处理后，UVRPAN内自由基的种类未发生改变，自由基浓度随热处理温度升高而降低；随热处理温度升高，空气条件下环化放热焓值由550.9 J/g降低至431.9 J/g，氮气条件下由423.1 J/g降低至372.6 J/g，证实热处理可缓解预氧化过程中的集中放热。

  2022年02期 v.41;No.203 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
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• 碳黑/聚酰胺6复合膜的制备及其高效太阳能蒸发应用

  陈英波;徐蛟鹏;

  为提高聚酰胺6(PA6)的光热转化性能，拓展其应用范围，通过共混碳黑（CB）改性聚酰胺6(PA6)，采用非溶剂致相分离方法制备了碳黑/聚酰胺6光热转化材料（CB/PM）。通过模拟真实的光照条件，考察了改性前后PA6复合材料光热转化性能的变化情况。结果表明：当光照强度为1 kW/m~2、CB质量分数为1%时，采用CB/PM材料进行太阳能蒸发产水的蒸发速率为1.04 kg/（m~2·h），其蒸发效率达到71.0%，是纯水蒸发速率的2.2倍，而且CB/PM显示出良好的稳定性和对染料废水的净化处理能力。

  2022年02期 v.41;No.203 9-13+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2345K]
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• 炭膜负载多壁碳纳米管的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

  王虹;王崧鸿;王鑫;

  针对多壁碳纳米管（MWCNTs）去除染料过程中存在吸附饱和后需额外进行固液分离、纯多壁碳纳米管膜抗折强度低且易碎等问题，以高强度的活性炭基微孔炭膜（C膜）为基膜，使用磁控溅射法生长Ni基催化剂，再使用化学气相沉积法在负载催化剂的膜表面生长MWCNT以制备MWCNTs/C膜，将所得MWCNTs/C膜浸渍在浓硝酸中12 h获得MWCNTs/C-ac膜；运用扫描电子显微镜（FESEM）、拉曼光谱（Raman）、透射电子显微镜（TEM）、孔径分布仪对MWCNTs/C膜的表面形貌和孔径分布、MWCNTs的结晶度和管径进行表征；分别以C膜、MWCNTs/C膜和MWCNTs/C-ac膜作为吸附剂，考察其对废水中亚甲基蓝的吸附去除性能。结果表明：MWCNTs均匀分布在C膜上，内径约为2～4 nm且结晶度较高；负载MWCNTs后可以显著减小C膜的孔径，而经过浓硝酸处理后的MWCNTs/C-ac膜的孔径增大；在常温常压下，当亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L、pH值为11且溶液体积为50 mL时，C膜、MWCNTs/C膜和MWCNTs/C-ac膜对亚甲基蓝的去除率分别为54%、96%和97%，经过5次重复实验后结果显示，它们对亚甲基蓝的吸附去除性能均表现出良好的稳定性。

  2022年02期 v.41;No.203 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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• 静电驻极PVDF-TiO_2/Si_3N_4纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

  姚金波;刘垚;田文军;刘延波;

  为制备高效低阻、滤效耐久的纳米纤维空气滤材，利用静电纺丝工艺制备不同二氧化钛/氮化硅（TiO_2/Si_3N_4）掺杂比例的聚偏氟乙烯（PVDF）电纺膜，再利用电晕充电的方式进行静电驻极。通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、静电测试仪、滤料综合性能测试仪对PVDF-TiO_2/Si_3N_4电纺膜的表面形貌、结构、疏水性、荷电性能以及空气过滤性能进行测试与表征。结果表明：当掺杂无机纳米颗粒相对于PVDF的质量分数为5%，其中Si_3N_4的质量分数为20%时，所制备的PVDF-TiO_2/Si_3N_4电纺膜的疏水角为128.7°，表面电势达到-10 k V；当PVDF-TiO_2/Si_3N_4电纺膜的克重为2.67 g/m~2时其过滤性能最佳，其过滤效率与过滤阻力分别为99.724%和92 Pa。

  2022年02期 v.41;No.203 20-24+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2806K]
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染整与化工

• 无定型锂镧锆氧固态电解质薄膜的制备及其性能

  宋世栋;许永强;张德权;

  为探究溶胶-凝胶前驱体对锂镧锆氧（LLZO）无定型固态电解质薄膜性能的影响，分别以硝酸盐、金属醇盐为原料，通过多次旋涂和低温退火工艺制备锂离子传导无定型薄膜电解质；采用XRD、TEM、SEM、AFM等物理表征及电化学方法探究电解质薄膜的结构、形貌及电化学性能。结果表明：2种前驱体制备的固态电解质薄膜主要为无定型结构；采用金属醇盐制备的锂镧锆氧薄膜表面更为致密平滑，室温下其锂离子电导率为3.94×10~(-7)S/cm，而采用硝酸盐前驱体制备的锂镧锆氧薄膜固态电解质的离子电导率仅为9.75×10~(-8)S/cm，说明以金属醇盐前驱体制备的锂镧锆氧薄膜电解质具有更优的结构和形貌，以及更高的电化学性能。

  2022年02期 v.41;No.203 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K]
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• 聚丙烯腈共价接枝石墨烯的制备与表征

  张兴祥;刘浩;

  针对石墨烯及石墨烯/聚合物纳米材料由于范德华力和π-π相互作用引起的片层堆积问题，采用自由基聚合引发剂引发丙烯腈（AN）与氧化石墨烯（GO）的聚合反应，制备聚丙烯腈接枝石墨烯（PAN-g-GO），并采用SEM、TEM、XRD、XPS、FT-IR和TG等测试方法对PAN-g-GO的结构进行表征。结果表明：PAN分子链被成功地共价接枝到了GO纳米片层表面；通过提高单体和引发剂的比例，不仅可以使石墨烯纳米片的厚度变大，也可以显著提高PAN的接枝率和相对分子质量；当单体和引发剂的摩尔配比为2 000∶1时PAN-g-GO的接枝率由1 000∶1时的83.07%提高到884.33%，相对分子质量由1.9×10~4提高到17.6×10~4，且分散性良好，在DMF中静置60 d后颜色均匀，未发现类似GO的团聚堆积情况。

  2022年02期 v.41;No.203 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K]
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• 纳米多孔柔性电极的热处理调控及电化学性能

  乔志军;赵潭;张志佳;

  为了获得具有高比电容的柔性电极材料，通过复合轧制工艺并结合脱合金化法制备了“三明治”结构的NiCuMn纳米多孔柔性电极，采用SEM、XRD和电化学性能测试分析热处理对NiCuMn纳米多孔材料微观结构和电化学性能的影响。结果表明：这种“三明治”结构的纳米多孔电极具有良好的韧性，当热处理温度为300℃时，多孔电极的孔径分布为20～30 nm，此时电极表现出良好的电化学性能，电流密度为1 A/cm~3时比电容为1 988 F/cm~3；循环4 000次后，电极的比电容未发生衰减，表现出良好的循环稳定性。

  2022年02期 v.41;No.203 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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• 基于响应面法的艾草总黄酮提取工艺优化

  王丽焕;郭文娟;钱晓明;

  为提高艾草纤维的抗菌效果，应用超声波辅助提取技术从艾草中提取总黄酮，采用单因素实验考察提取时间、提取温度、料液比、乙醇体积分数等条件对艾草总黄酮提取率的影响，采用响应曲面分析法，研究艾草总黄酮的最佳提取工艺。结果表明：乙醇体积分数、料液比及提取温度对总黄酮提取率的影响较大，影响大小顺序为料液比>乙醇体积分数>提取温度，艾草总黄酮提取率随着料液比和提取温度的增加而增大，随着乙醇体积分数的增加先增大后降低；超声波辅助提取艾草总黄酮的最佳工艺条件为艾草粉碎100目、乙醇体积分数50%、提取温度80℃、提取时间20 min、料液比1∶40(g/mL)、提取次数3次，在此条件下艾草总黄酮的提取率可达167.02 mg/g。

  2022年02期 v.41;No.203 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K]
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• 蒲公英茶绿色合成氧化锌及其抗氧化活性

  王晓云;朱诗慧;许君;蔡晓凤;周赟;

  为减少有毒有害化学试剂的使用以及副产物的产生，以蒲公英茶和二水合乙酸锌为原料，通过绿色合成法制备氧化锌（ZnO），并对合成的氧化锌进行SEM、XPS、紫外吸收光谱、抗氧化活性等表征测试，确定绿色合成氧化锌的最佳煅烧温度及其抗氧化活性。结果表明：绿色合成氧化锌的最佳煅烧温度为400℃，合成的氧化锌为球形，具有良好的抗氧化活性，对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的清除活性为97.11%。

  2022年02期 v.41;No.203 49-52+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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电子信息与自动化

• 一种融合社区结构信息的网络表示学习算法

  刘彦北;刘金新;耿磊;王雯;

  为研究社区结构对网络表示学习的影响，提出了一种新颖的融合社区结构信息的网络表示学习算法（CINE）。通过借鉴模块度思想，将社区结构吸收到基于矩阵分解的模型中以保留网络内部的社区结构；设计一个整体的目标函数，在捕获社区结构信息的同时也融合了节点间的1阶2阶邻近性信息和节点的属性信息，最终得到包含原始网络中3类信息的节点表示；采用Cora、Citeseer和Wiki等3个公开网络数据集验证CINE在节点分类、链接预测和可视化任务中的表现。结果表明：在3个数据集的分类任务中，CINE的Micro-F1分数分别达到了0.900 2、0.840 2、0.761 9，优于所有对比算法；在Cora数据集的链路预测任务中，CINE的AUROC得分比Node2vec、DeepWalk和TADW等算法分别提高了1.165、1.144和1.059倍。说明CINE在保留网络的结构和属性信息的基础上，捕获了社区结构信息，使得所学节点表示可以更好地执行后续的网络分析任务。

  2022年02期 v.41;No.203 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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• 基于RF-GA-SVM算法的施工升降机输入电压控制模型

  郗涛;徐伟雄;高宗帅;王莉静;

  针对在超高层建筑施工中施工升降机的驱动电机输入电压受多因素影响，导致其调节困难、能耗严重的问题，提出一种基于数据挖掘的RF-GA-SVM输入电压控制方法。首先，在实现控制电压多因素分析的基础上，基于随机森林（random forests,RF）算法进行了影响因素的重要度计算，确定各因素的影响权重值和样本约简集合，并通过ROC（接收者操作特征）曲线和AUC(ROC曲线下的面积)分析验证属性约简集的分类准确率；其次，采用基于遗传算法（genetic algorithm,GA）优化的支持向量机（support vector machine,SVM）算法，构建施工升降机输入电压控制模型；最后，利用施工升降机远程监控平台采集历史数据，对本研究提出的RF-GA-SVM输入电压控制模型进行训练和验证。实例验证结果表明：该模型检测样本的均方根误差（RMSE）为1.493，平均绝对误差（MAE）为0.899，平均绝对百分比误差（MAPE）为0.291%，决定系数（R2）为0.98，说明本方法可以有效选取影响因素，并根据影响因素和实际需求实现施工升降机输入电压的有效控制。

  2022年02期 v.41;No.203 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
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• 基于改进的樽海鞘群算法的电力负荷经济调度策略

  李玲玲;陈文泉;冯欢;

  为降低发电成本，提高电力系统经济性，以发电机组的燃料成本最小化为目标函数，引入功率平衡约束、发电机输出功率约束等限制条件，建立了电力负荷经济调度的动态模型。提出改进的樽海鞘群算法（ISSA）求解该模型，引入Levy飞行策略提升算法的寻优能力，加入非线性收敛因子提升算法的收敛能力；以六台发电机组和十五台发电机组的电力系统为测试案例，来验证改进算法对负荷调度问题的优化效果。结果表明：与传统算法相比，改进的樽海鞘群算法能够更快更有效地求解两个测试系统的电力负荷经济调度问题，优化效果最好，寻优能力最强，所获得的燃料成本比粒子群算法分别降低了0.14%和1.33%，且有更好的运行稳定性。

  2022年02期 v.41;No.203 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
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机械设计与制造

• 多剑杆织机锁边机构设计及送纱叉优化

  杨建成;王慧勇;何浩浩;刘家辰;

  为解决现有织造矿用输送带带芯织物的单剑杆织机织造效率低、单钩针锁边效果差等问题，为多剑杆织机设计新型锁边机构及五钩针纬纱圈嵌套互锁的新型锁边工艺，锁边机构中送纱叉与送纬剑及布边处钩针有交接配合，为保证交接过程的可靠性，要求送纱叉的最大变形不得超过0.5 mm。利用ANSYS Workbench对送纱叉的刚度及强度进行分析，基于响应面法以送纱叉的最大变形为优化目标，对送纱叉的结构参数进行优化设计，基于六西格玛分析法对送纱叉进行可靠性分析，最后进行实验对比。结果表明：与原方案对比，优化方案最大变形减小11.2%，最大应力减小7.8%，且送纱叉最大变形小于0.5 mm的可靠度达到96.1%。

  2022年02期 v.41;No.203 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2051K]
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• 湿热定型机温湿度解耦控制系统

  赵世海;李果;

  为解决染整定型机在温、湿度控制过程中的强耦合、大迟滞问题，提出了一种基于模糊控制的解耦方法。先通过前馈补偿方式消除在控制过程中产生的温、湿度耦合效应，然后在控制器中加入模糊算法，用以减少在控制过程中产生的滞后现象；使用Matlab对耦合系统、模糊解耦系统进行仿真分析。结果表明：与传统PID控制相比，当加入模糊解耦模块后，温、湿度的超调量分别由23%和10%降低到几乎为0，温度调节时间由1 700 s降低为1 100 s，湿度调节时间由1 600 s降低到700 s；并且在加入外界干扰时，震荡幅度减小，系统能够迅速回到稳定值，说明模糊解耦控制比传统PID控制拥有更好的鲁棒性。

  2022年02期 v.41;No.203 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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