纤维新材料

• 乙酰乙酸纤维素酯疏松纳滤膜的制备及染料/盐分离

  张宇峰;陈冰倩;张健;

  为提高膜对印染废水的染料/盐分离性能，以纤维素为原料制备新型乙酰乙酸纤维素酯（CAA）疏松纳滤膜，通过调整CAA含量，优化膜结构和性能，提高膜的染料/盐分离性能；通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（~1H-NMR）、水接触角等表征方法对CAA膜结构和形貌进行分析；通过实验室自制纳滤膜测试设备对疏松纳滤膜的染料和盐渗透性能进行评估。结果表明：当CAA质量分数为10%时，疏松纳滤膜水通量为34 L/（m~2·h·bar）（1 bar=100 kPa），刚果红和橙Ⅱ的截留率分别为99.2%和90.4%，而对MgSO_4和Na_2SO_4截留率接近0，基本实现了染料/盐的分离。

  2023年03期 v.42;No.210 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]
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• Co_3O_4/掺氮石墨烯复合膜的构建及其对布洛芬的催化降解

  陶建强;陈张敬之;韦丽;王骏;张阳;

  为了探究钴氧化物改性氮掺杂石墨烯（Co_3O_4/NG）催化膜对过一硫酸盐（PMS）降解污染物的性能和作用机理，以硝酸钴六水合物和氧化石墨烯（GO）作为前驱体，通过水热反应成功制备了Co_3O_4/NG，并使用该材料构建复合膜用于水中污染物的催化降解。采用SEM、HRTEM、XPS、Raman、BET、TGA等一系列测试手段对材料的形貌结构、元素组成和化学形态进行表征，并选择布洛芬（IBP）作为目标污染物测试复合材料的催化活性及机理。结果表明：Co_3O_4/NG复合材料具有石墨烯片状相貌，合成的Co_3O_4具有立方六面体结构，负载在石墨烯表面，N原子被成功掺，原子分数高达6.25%;Co_3O_4/NG展示出超高的PMS催化活性，在120 min内对IBP的去除率达到99.9%，远高于NG(60.5%)；通过优化Co_3O_4负载量、PMS添加量以及过硫酸盐类型得到了最佳反应条件。在此基础上构建Co_3O_4/NG复合膜并研究其连续催化性能，当催化剂负载量为10 mg，流速为5 mL/min时，连续10次循环实验之后仍然能够去除约80%的IBP，表现出良好的催化稳定性。机理研究表明Co_3O_4/NG-PMS体系是一个以硫酸根自由基和羟基自由基为主导的反应体系，其中硫酸根自由基的贡献更大。

  2023年03期 v.42;No.210 7-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2252K]
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• PVA/PAN包覆石蜡的相变胶囊的制备和应用

  陈英波;杨子健;曹明;肖凡;

  为了制备能应用于太阳能水蒸馏中的相变胶囊，首先制得直径为3 mm左右、形状为球体的石蜡粒子，然后根据不同聚合物的特性，先涂覆上一层15%聚乙烯醇（PVA），再涂覆上一层聚丙烯腈（PAN），制备得到双层相变胶囊；利用光学显微镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）等技术对双层相变胶囊进行表征，并以泄漏量测试和对水蒸馏量提升效果来评价双层相变胶囊的应用效果。结果表明：PVA和PAN成功地涂覆在石蜡粒子表面；双层相变胶囊能够实现零泄露；双层相变胶囊的相变焓为111.5 J/g，并且水接触角为69.4°，为亲水性，用于水蒸馏中，可与水充分接触；加入质量分数分别为4%、8%、12%的相变胶囊分别使水蒸馏量提高了5.8%、11.6%、17.1%，表明制备所得的双层相变胶囊在太阳能水蒸馏上具有一定的应用价值。

  2023年03期 v.42;No.210 16-21+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1493K]
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纺织与服装

• 碳纳米管导电通路对压电纳米发电机性能的影响

  闫静;朱宁;望希言;吕梦蝶;秦跃彬;

  为获得高性能压电纳米发电机，提出了在纳米纤维基压电纳米发电机中构筑导电通路的策略，以提高其电荷传输能力。首先，通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备钛酸钡（BaTiO_3）纳米纤维，并研究纺丝条件和煅烧工艺对其形貌和结构的影响；其次，通过物理浸泡的方式掺杂不同浓度的多壁碳纳米管（MWCNT），与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合获得柔性压电纳米发电机，探讨MWCNT的含量对压电纳米发电机输出性能的影响。结果表明：纺丝液质量分数为42%、挤出速率为1 mL/h、煅烧温度为1 000℃、升温速率为2℃/min时，获得形貌结构和结晶性良好的BaTiO_3纳米纤维膜；MWCNT质量分数为3%时，压电纳米发电机的综合性能最佳，开路电压和短路电流分别高达23 V和2.6μA，较纯BaTiO_3基压电纳米发电机性能提高4倍。本研究为设计和制备高性能压电纳米发电机提供了新的思路。

  2023年03期 v.42;No.210 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2110K]
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• 多孔结构柔性应变传感器的研究进展

  何崟;乔惠惠;刘丽妍;刘皓;

  随着智能可穿戴柔性电子技术的发展，兼具高灵敏度和宽检测范围的柔性应变传感器的研发需求日益增长。多孔结构的材料中本身大量孔隙的存在便于构造复杂的导电网络，可实现灵敏度的有效提高；同时材料内部孔隙的存在导致自身杨氏模量降低，材料表现出更好的压缩性。对多孔结构柔性应变传感器的研究进展进行了全面概述，简要介绍了基于多孔结构柔性应变传感器的材料和类型，详细综述了多孔结构柔性应变传感器敏感材料常见的多孔结构和制备方法，总结了这些传感器在人体运动监测、生理信息监测和能量收集器等方面的应用，讨论了多孔结构的柔性应变传感器目前面临的一些挑战和未来发展的方向。

  2023年03期 v.42;No.210 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2444K]
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染整与化工

• 锰氧化物负载活性炭颗粒电极的制备及其对甲基橙的降解性能

  赵斌;申沛鑫;孙晓静;黄昕;钱怡冉;王亮;

  颗粒电极的性质对于三维电化学反应器的运行效果至关重要。为了提高颗粒电极的催化活性，本实验通过浸渍-煅烧法制备了负载锰氧化的颗粒活性炭（MnO_x/GAC），并将其作为催化颗粒电极构建三维电化学反应器处理含甲基橙的模拟染料废水。通过单因素实验考察了制备条件对MnO_x/GAC电催化降解甲基橙的影响。结果表明：MnO_x/GAC中Mn的价态包含+2、+3和+4价，在浸渍溶液Mn~(2+)质量分数2.4%、煅烧温度600℃、煅烧时间2h条件下制得的颗粒电极对甲基橙降解性能良好且性质稳定；经240min处理后，甲基橙去除率达到98.5%；循环使用4次后，染料去除率无明显下降。

  2023年03期 v.42;No.210 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
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• 非离子表面活性剂对柴油车尾气处理液结晶性能的影响

  赵扬;严峰;

  为了解决柴油车尾气处理液（尿素溶液）在尾气管及喷嘴处易产生结晶并造成堵塞问题，制备了一系列非离子表面活性剂作为尿素溶液的添加剂，以缓解尿素结晶问题。测试了添加剂在尿素溶液中的表面张力，发现十四醇聚氧乙烯醚、异十六醇聚氧乙烯醚、异十八醇聚氧乙烯醚和十六胺聚氧乙烯醚等添加剂具有较低的临界胶束浓度（低于10 mg/L）和较低的表面张力（小于30 mN/m）。进一步，采用模拟台架测试和发动机台架稳态循环（ESC）测试等手段，对这些添加剂进行性能测试。结果表明，异十八醇聚氧乙烯醚（i-C18EO10）添加量为500 mg/L时，能将尿素结晶量降低50.59%，且对柴油车后处理系统无损害，具有应用前景。

  2023年03期 v.42;No.210 41-46+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K]
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• 植物染料对羊毛染色中媒染剂的研究进展

  张毅;王安琪;巩继贤;朱若英;

  针对植物染料对羊毛染色中媒染剂的应用问题，回顾了近5年国内外植物染料对羊毛染色媒染剂的相关研究，对比分析了植物染料对羊毛染色常用的金属媒染剂、天然媒染剂和新型媒染剂。指出：金属媒染剂应用最为广泛，但会造成一定的金属污染问题；天然媒染剂在增加得色量和提升织物性能方面表现较好；新型媒染剂则更为高效，未来的发展应聚焦于天然媒染剂的开发与类别规范、新型媒染剂的改性等方面。

  2023年03期 v.42;No.210 47-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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电子信息与自动化

• 基于机器视觉的带式输送机托辊故障检测

  苗长云;郭盈辉;刘意;

  针对带式输送机托辊故障检测中存在成本高、可靠性和准确性差的问题，提出了基于机器视觉的带式输送机托辊故障检测方法。该方法利用摄像头采集托辊图像序列，利用YOLOv4-Tiny目标检测算法提取托辊感兴趣区域（ROI），通过托辊分割算法提取托辊表面区域图像，采用帧间差分的相邻两帧托辊表面区域图像处理算法判断托辊是否转动，若检测到托辊处于转动状态，采用密集采样算法提取托辊表面区域图像特征点，采用金字塔LK稀疏光流法跟踪特征点，根据相邻两帧图像同一特征点的位置计算托辊转速，能够实现根据托辊转速检测托辊故障。实验结果表明：该方法的托辊不转动（卡转）检测准确率为97.5%，转速检测最大误差不超过3.6%，可用于托辊转速故障检测，具有检测成本低、可靠性和准确性高等优点。

  2023年03期 v.42;No.210 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2104K]
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• 基于SAPSO算法的集成型三端口变换器回流功率优化

  董晨名;高圣伟;查茜;刘赫;土洁玉;

  占空比加双重移相控制下的交错并联Buck-Boost和双有源全桥集成的三端口变换器功率密度高、工作方式灵活、应用广泛，但是由于控制方式较为复杂，回流功率高也成为其发展的瓶颈。针对该集成型三端口变换器工作过程中存在的功率回流问题，分析了回流功率产生原理，建立了此变换器传输功率与回流功率数学模型，得到了回流功率与占空比和移相占空比的关系方程；基于此方程，采用模拟退火粒子群算法对占空比与移相角进行优化。通过运行工况为输入电压100 V、输出电压48 V、开关频率20 kHz的仿真与实验结果表明：所提方法可以实现减小回流功率的目标回流功率减少近13%，与模拟退火算法相比，该方法使集成型三端口变换器的回流功率明显降低。

  2023年03期 v.42;No.210 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2085K]
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基础科学及其应用

• 基于ISHO-ELM模型的短期电力负荷预测

  李玲玲;任琦瑛;宁楠;杨海跃;

  针对现有电力负荷预测方法中预测误差较大的问题，提出了一种基于改进型斑点鬣狗算法优化极限学习机（improved spotted hyena algorithm optimized-extreme learning machine,ISHO-ELM）的短期电力负荷预测模型。首先，在斑点鬣狗优化算法中引入准反向学习策略和精英策略提高算法的搜索能力，并通过基准测试函数验证了其有效性；其次，采用ISHO算法优选ELM中的随机参数以提高模型的预测精度与稳定性；最后，通过实测数据对构建的短期电力负荷预测模型的先进性与实用性进行了验证。结果表明：提出ISHO-ELM模型的拟合系数相对于已有的ELM和SVM模型分别提高了1.6%和1.7%。本研究对提高电力系统运行稳定具有重要意义。

  2023年03期 v.42;No.210 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K]
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• 环保产业高新技术企业认定对其创新水平的影响评价

  张雪花;张万;李宝娟;王妍;温宇静;

  为研判环保产业高新技术企业认定对创新水平的影响，以2019年中国环保产业3 535家重点调研企业为样本，将倾向得分匹配法（PSM）与普通最小二乘法（OLS）结合，进行高新技术企业认定与创新水平的相关性评价。结果显示：OLS分析通过了显著水平为1%的检验，PSM分析通过了显著水平为5%的检验，说明高新技术企业认定与企业创新水平提高确实存在因果关系；OLS分析中，研发人员、融资能力、高新技术企业认定、营业利润、新增固定资产投资的回归系数分别为4.147、2.709、2.347、1.060、0.471，即高新技术企业认定对创新水平的影响仅次于研发人员和融资能力，说明高新技术企业认定政策有效；Logit分析中，融资能力、研发人员、营业利润、新增固定资产投资的回归系数分别为0.866、0.340、0.068 1、-0.073 0，这一排序与结论并不一致，其中研发人员差异最大，说明高新技术企业认定仍有进一步提升空间。

  2023年03期 v.42;No.210 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K]
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