期刊简介
期刊名称： 天津工业大学学报
创办日期：1982年创刊
主管部门： 天津市教育委员会
主办单位： 天津工业大学
刊期： 双月刊
电话： 022-83955151
Email：tguxb@tiangong.edu.cn
国内统一刊号(CN)： CN 12-1341/TS
国际标准刊号(ISSN)：ISSN 1671-024X
氧化铝-碳多孔复合纤维制备及其亚甲基蓝吸附性能
赵义侠;张子杰;田涛;徐云滔;李雅芳;为解决工业生产中大量染料废水的处理问题，基于静电溶液喷射纺丝技术和高温烧结技术制备氧化铝-碳复合多孔纤维，并将其用于可溶性染料亚甲基蓝的吸附，分析煅烧温度、内外液流速比、升温速率对纤维形貌和吸附性能的影响。结果表明：煅烧温度800℃、升温速率3℃/min、内外液流速比1∶2的条件下所制备的氧化铝-碳复合纤维(PACF-800)的连续性好，纳米纤维的多孔结构最为完善，比表面积为349.3 m2/g，最可几孔径为3.5 nm，具有最优吸附性能，在10 min时达到了99.7%的吸附效率，不同MB初始质量浓度条件下PACF-800的平衡吸附效率均在99%以上，在污染物吸附领域有着广阔的应用前景。
聚丙烯酸芬顿催化功能纤维涂层成型及性能
徐乃库;闫向远;封严;为解决活性铁物种流失以及Fe3+/Fe2+循环问题，采用湿法纺丝-后拉伸-紧张热定型工艺制备聚丙烯酸(PAA)芬顿催化纤维，基于氧化聚合机理利用配位态Fe3+引发苯胺、吡咯或噻吩在纤维表面聚合，为PAA纤维构建涂层，进而优化铁离子配位PAA纤维的应用性能。结果表明：涂层可提高PAA纤维的力学性能，同时可提高纤维的尺寸稳定性，其中聚苯胺涂层表现最为优异，使PAA纤维的断裂强度提高了45.7%，收缩率降低了49.6%；聚苯胺涂层的引入有效抑制了铁离子流失，在处理染料废水时，循环使用40次时亚甲基蓝(MB)脱色率仍达90%以上，铁离子总滤出质量浓度仅为0.26 mg/L，相比于未涂层PAA纤维降低了95%；聚苯胺涂层的氧化还原特性可有效促进Fe3+/Fe2+的循环，使得涂有聚苯胺涂层的PAA纤维40次脱色亚甲基蓝的总反应时间相比未涂层PAA纤维缩短了18.3%。
MoO3-Zn/C@CF阴极材料的制备及其电芬顿脱色应用
卢素敏;田若男;牛晓晓;郝悦;为实现电芬顿技术对染料废水的稳定高效去除，利用溶剂法制备了具有十二面体结构的Mo掺杂改性MOF材料MoO3/ZIF-8，以此为模板调节煅烧温度制备了多孔碳复合材料MoO3-Zn/C，并以碳毡为基底，制备了电芬顿阴极材料MoO3-Zn/C@CF；采用FTIR、XRD、SEM、TEM、XPS等对所制备材料进行表征，采用CV、EIS等测定电极的电化学性能，并考察了所制备电极对活性红195染料的降解性能及电催化稳定性。结果表明：MoO3掺杂改性碳材料表现出更加优异的电荷传输能力和染料降解能力，材料中同时存在介孔和微孔结构，对O2及染料均具有很强的吸附能力及更多的活性位点；采用在600℃煅烧所得MoO3-Zn/C-600@CF做阴极对染料进行降解，60 min染料脱色率即可达到99.2%,COD去除率可达71.5%，连续运行18次，电极未见明显失活，染料去除率仅下降了3%，说明该电极具有良好的电催化稳定性。
壬基酚聚氧丙烯醚乙二胺的制备及其清净性能
赵扬;冯进千;董林芳;严峰;针对传统聚醚胺多为胺基封端的聚氧丙烯/聚氧乙烯醚，缺少油溶性疏水基问题，以壬基酚聚氧丙烯醚（NPPO）为原料，采用离去基团法制备壬基酚聚氧丙烯醚乙二胺（NPPO-EDA）。采用红外光谱、核磁共振波谱对中间体和产物进行结构表征，对合成工艺条件进行优化；通过台架试验评价添加清净剂NPPO-EDA的汽油对直喷发动机动力性、燃油经济性、排放性能以及清净性的提升效果。结果表明：NPPO-EDA最优制备条件为中间体NPPO-OTs与乙二胺摩尔比1∶6、反应温度100℃、反应时间24 h；与普通汽油相比，添加NPPO-EDA的汽油其扭矩提升率最大为1.88%，油耗降低率为1.91%；各排放性能指标均有所降低，其中平均总烃（THC）排放量和平均颗粒物（PM）排放量分别降低了24.31%和33.52%。
稀土Sm掺杂对Cu-SSZ-39分子筛的结构调控及NH3-SCR性能增强机理
李渊;杨东旭;曹依凡;为了提高Cu-SSZ-39分子筛在NH3选择性催化还原(NH3-SCR)反应中的催化性能，通过离子交换法制备了Cu-Sm-SSZ-39分子筛，并使用X射线衍射、NH3程序升温脱附等表征手段研究了掺杂Sm对Cu-SSZ-39分子筛的性能影响。结果表明：在400～600℃的高温范围内，Cu-Sm-SSZ-39的NO转化率始终维持在60%以上，其NO转化率比相同温度下的Cu-SSZ-39的NO转化率高3%～9%;Cu-Sm-SSZ-39可以在183～513℃内保持80%以上的NO转化率，与Cu-SSZ-39相比这一范围增大了7.3%；经过水热老化后Cu-Sm-SSZ-39的比表面积降低了0.5%～1.8%，比表面积的损失量要小于Cu-SSZ-39的损失量；Sm3+还可以在水热老化过程中减少分子筛中的酸性位点和活性Cu物种的损失，减小因Cu2+迁移现象而生成的CuOx团簇的含量。
U型通道内超临界航空煤油RP-3的传热特性数值模拟
韩之雄;谢镇阳;潘杰;李博;高鹏举;张迪;针对弯管内燃油的换热特性难以通过实验进行观测的问题，通过数值模拟研究超临界压力RP-3航空煤油在水平U形圆管内的流动与传热特性，重点分析入口温度(293.15～443.15K)、热流密度(340～640k W/m2)和系统压力(3、5MPa)对换热性能的影响机制，揭示了超临界航空煤油在U型管内浮升力、离心力与物性变化耦合作用下的局部反常传热产生机制。结果表明：提高入口温度可抑制进口段传热恶化，但会使下游传热恶化位置向弯管出口移动，入口温度提高至443.15K，下游恶化现象消失；增大热流密度在强化弯管段换热的同时加剧了弯管周向换热的不均匀性；压力升高至5MPa后，通过削弱浮力效应可以避免弯管入口传热恶化，并使弯管段传热系数提高约13%。
混合动力超环面双转子电机的转矩特性
刘欣;刘易;为了使混合动力超环面双转子电机在混合动力系统中得到合理应用，分析其可实现的工作模式，基于该电机的独特结构和行星轮在双转子间的复合运动特点，将行星轮受到的电磁力和磁力在其自转平面和公转平面进行分解，其中公转分量实现转矩输出；通过分析行星轮在不同工作模式下的受力情况，推导了各模式下的输出转矩；讨论了该双转子电机主要结构参数对转矩特性的影响规律。结果表明：增大行星轮永磁齿高度、极弧系数、行星轮厚度和环面定子对行星轮的包角，减小气隙宽度有助于提高不同工作模式下的输出转矩；采用第二代非支配排序遗传（NSGA-Ⅱ）算法对主要电磁结构参数进行优化设计，得到优化的结构参数组合即行星轮永磁齿厚度为5.1mm、极弧系数为0.88、行星轮厚度为14.5mm、气隙宽度为0.56mm、行星轮永磁齿数为8、中心距与行星轮半径之比为2，优化后单个行星轮受到的电磁转矩公转分量增大了76.8%，在3种工作模式下的输出转矩较高。
带肋通道内超临界RP-3煤油的流动传热机理
高建;高鹏举;张迪;杜佳怡;韩之雄;针对超燃冲压发动机再生冷却系统中的关键热防护问题，基于计算流体力学方法，采用SSTk-ω湍流模型结合增强壁面处理技术，建立了三维数值计算模型，系统分析了超临界碳氢燃料在矩形冷却通道内的流动特性和传热机制，重点考察了速度场与温度场的分布特征，同时对比研究了光滑通道与带有3种不同肋片结构通道的流动传热性能差异。结果表明：与光滑通道相比，带肋通道通过破坏热边界层发展和增强流体扰动，可使管道内流体最高温度降低13%～22%，其中带有三角形肋的通道综合传热性能最优。
五相串联端绕组永磁同步电机三维空间矢量调制策略
耿强;周楚杰;针对五相串联端绕组电机驱动(SWMD)系统，为了扩展其调制范围且能够实现快速直观的调制，提出了一种三维空间矢量调制策略(3D-SVM)。根据调制优先级把α-β子空间和零轴视作一个三维空间调制域，单个控制周期中，在调制域内由3个相邻的电压矢量对参考电压矢量进行合成；将三维调制域用平面划分成若干个子域，通过判别式的计算建立了具有参考电压矢量快速空间定位功能的查找表机制；而在谐波子空间内进行虚拟电压矢量(V3)的合成，降低了每个子空间的耦合程度；此外，还分析了调制比、过调制以及开关序列生成问题。通过实验对所提策略的有效性进行了验证，结果表明：所提调制策略在实际线性调制域内能够实现有效的调制，电流的总谐波失真(THD)不大于5%；查表执行时间较于全平面判定方法有效缩减了74%；相较于传统的基于载波的调制方法，本文策略拥有直观的过调制环节；且在mαβ=0.769、mz=0.1的工况下，较传统五自由度调制仍有近25%调制裕度，调制范围更广。
碳载硫化铑催化剂在酸性体系中的氢氧化性能
谭小耀;赵若琛;周长剑;欧阳安鑫;初园园;针对传统商业Pt/C电催化剂在酸性电解质特别是盐酸中稳定性差这一问题，采用先冷凝回流后低温煅烧法制备了稳定性良好的高效氢氧化反应电催化剂即碳载硫化铑(RhxSy/C)纳米催化剂，结合物理表征手段以及在1 mol/L HCl中的电化学测试，考察了煅烧热处理的温度对电催化剂催化性能的影响。结果表明：不同的煅烧温度造成了RhxSy/C纳米颗粒中不同的晶相组成，进而影响催化剂的整体催化性能。在350 ℃煅烧温度下制备的RhxSy/C催化剂既拥有一定氢氧化活性，同时也呈现出良好的稳定性，经过1 000圈加速老化稳定性测试后仍能保持87.1%的催化活性。
ANSYS有限元网格划分浅析
王瑞,陈海霞,王广峰为提高有限元数值计算的精度和对复合材料结构及力学分析的准确性 ,结合实例阐述了有限元网格划分复合材料结构件的方法和过程 ,指出了采用ANSYS有限元分析软件在网格划分时应注意的技术问题 ,并对进行ANSYS网格划分采用的方法、工具进行了详细的分析和论述 .研究认为 ,对于单一模型的分析可采用自由网格划分方法 ;对于尺寸变化的系列模型分析 ,则应考虑采用对应网格划分方法 ,同时应保证划分得到的结点均匀分布在指定路径上
纤维缠绕技术的发展及研究现状
谢霞,邱冠雄,姜亚明从纤维缠绕的概念、发展史及发展趋势等方面对纤维缠绕技术的发展过程及研究现状做了综述,重点介绍了未来纤维缠绕工艺和纤维缠绕机械的发展趋势,即缠绕工艺与其他工艺的复合化、热塑性树脂缠绕的日益增多以及缠绕机械的精密化、高效化、柔性化等,并对我国纤维缠绕技术的现状做了概述.
虚拟现实技术的现状与展望
陈健,孙兰凤,陆达虚拟现实技术提供了以人为核心的人机交互模式．它使用户沉浸于由计算机创建的虚拟场景中，而且为用户提供了完善的交互手段．本文介绍了虚拟现实（ＶＲ）系统的内涵、研究内容、虚拟现实技术的现状及其在机械工程中的应用前景，并简述了作者所做的一些研究工作．
PP/PEG蓄热调温复合纤维的纺丝与性能
张兴祥,王学晨,胡灵,牛建津,印瑞斌以聚丙烯（ＰＰ）和分子量为１０００～２万的聚乙二醇（ＰＥＧ）及增稠剂为主要原料，采用熔融复合纺丝的方法研制出了蓄热调温纤维．该纤维加工成４９０ｇ／ｍ２的非织造布，在３５．５℃左右时其内部温度较纯丙纶非织造布低３．３℃，在２６．９℃左右其内部温度较纯丙纶非织造布高６．１℃．
ANSYS有限元网格划分浅析
王瑞,陈海霞,王广峰为提高有限元数值计算的精度和对复合材料结构及力学分析的准确性 ,结合实例阐述了有限元网格划分复合材料结构件的方法和过程 ,指出了采用ANSYS有限元分析软件在网格划分时应注意的技术问题 ,并对进行ANSYS网格划分采用的方法、工具进行了详细的分析和论述 .研究认为 ,对于单一模型的分析可采用自由网格划分方法 ;对于尺寸变化的系列模型分析 ,则应考虑采用对应网格划分方法 ,同时应保证划分得到的结点均匀分布在指定路径上
沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)的结构生长过程
陈英波;赵林飞;王彪;胡晓宇;刘冬青;周凤潇;张宇峰;以2-甲基咪唑为有机配体,由硝酸锌提供金属离子,在室温下以甲醇为溶剂合成了沸石咪唑骨架(ZIF-8)晶体.通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜、热重分析等手段对晶体结构及其生长过程进行了表征.结果表明:随着反应时间延长ZIF-8晶体迅速形成,然后逐渐堆积成六面体二维结构,进而形成三维十二面体结构.对ZIF-8结构的生长过程的理解有助于通过控制ZIF-8的大小和形态来制备出功能化的金属有机骨架材料.
g-C_3N4光催化剂研究进展
田海锋;宋立民;类石墨相氮化碳g-C3N4由于其特殊的光学特性而被用作可见光响应的光催化剂,本文介绍了g-C3N4的形貌、非金属掺杂、金属掺杂、半导体复合、贵金属沉积等改性研究方面的动态和主要成果,并介绍了其作为光催化剂方面的应用.
反渗透膜的应用进展
李凤娟;王薇;杜启云;反渗透膜过滤技术是一种高效、低能和易操作的液体分离技术,同传统的水处理方法相比具有处理效果好,可实现海水淡化、废水的循环利用和对有用物质回收等优点.本文基于中空纤维反渗透膜技术的发展,研究其在国内外的应用现状,介绍了反渗透膜在海水和苦咸水淡化、纯水制备、废水处理、食品加工等方面的应用,并讨论了反渗透膜的研究方向和发展前景.
纤维缠绕技术的发展及研究现状
谢霞,邱冠雄,姜亚明从纤维缠绕的概念、发展史及发展趋势等方面对纤维缠绕技术的发展过程及研究现状做了综述,重点介绍了未来纤维缠绕工艺和纤维缠绕机械的发展趋势,即缠绕工艺与其他工艺的复合化、热塑性树脂缠绕的日益增多以及缠绕机械的精密化、高效化、柔性化等,并对我国纤维缠绕技术的现状做了概述.
