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铌酸铋光催化材料的制备及其性能研究

铌酸铋光催化材料的制备及其性能研究

作者：崔保龙齐鲁工业大学

学位级别：硕士

光催化技术是利用半导体材料在温和条件下通过太阳光驱动发生化学反应的绿色技术,在解决能源短缺和环境污染方面具有较大的应用潜力。研究表明,光催化剂可利用光能实现对水中有机污染物的高氧化降解,因此,开发具有高催化效率、低制备成... 详细信息

光催化技术是利用半导体材料在温和条件下通过太阳光驱动发生化学反应的绿色技术,在解决能源短缺和环境污染方面具有较大的应用潜力。研究表明,光催化剂可利用光能实现对水中有机污染物的高氧化降解,因此,开发具有高催化效率、低制备成本的光催化剂是光催化技术发展的重要目标。铌酸铋（BiNb O,简称BNO）是一种重要的半导体材料,近年来因具有良好的可见光响应和化学稳定性受到广泛关注。然而,单一的BNO光催化剂存在电子-空穴对复合程度高、量子利用率低和比表面积小等问题,这些弊端严重制约其在实际中的应用。本文以BNO为研究对象,通过引入杂质能级调控BNO能带结构和构建不同种类型异质结等策略对BNO进行改性,并将改性后的光催化材料主要应用于盐酸四环素（简称TC）类抗生素的降解。此外,利用多种表征技术对材料的形貌结构、光学性质、电化学性能和光催化反应机理等进行分析,从而为BNO对水环境中抗生素的去除提供理论基础和指导作用。具体研究内容如下:（1）为改善BNO的高电子-空穴复合率和低量子利用率,本工作通过两步水热法,以NHCl为Cl源,Cl作为杂质能级引入BNO材料调控其能带结构。Cl具有较强的电负性,能够作为电子受体改变材料周围电子云密度,改善光生载流子的分离效率。实验数据表明,Cl掺杂后没有改变BNO的晶体结构,合适的Cl引入可减小BNO的禁带宽度,拓展材料的可见光吸收范围,有利于电子的跃迁,提高电荷的迁移率,促进光催化反应的进行。光降解实验显示,改性后的光催化剂在可见光240 min照射下对TC的去除率达82.6%,表明能带结构的调控可有效提高BNO的光催化效果。（2）为提高BNO的比表面积,增加催化剂表面的光反应活性位点,本工作以花球状BiMo O作为催化剂载体原位生长BNO颗粒,成功构建Ⅱ型BiNb O/BiMo O异质结复合光催化剂。实验结果表明,花球状BiMo O有较大比表面积和良好的可见光响应能力,可为光反应提供更多的活性位点和提高催化剂的光利用率。此外,Ⅱ型异质结的构建可促进光生载流子的分离与转移,提高材料的光降解效率。光降解实验显示,复合光催化剂对TC的光降解率达86.3%,与纯BNO相比催化效果明显提高。（3）据上述工作发现,构建异质结方法是促进光生载流子分离的有效措施,但Ⅱ型异质结体系的氧化还原电位较低,本工作采用一锅溶剂法,通过添加尿素直接合成具有高氧化还原电位的S型BiNb O/BiOCO异质结复合光催化剂。实验结果表明片状结构BiOCO可提高催化剂的吸附能力,S型异质结的构建可促进光生载流子的高效分离,形成的异质结界面区域可作为电荷转移通道,在内建电场的驱动下部分电子与空穴相结合,其余光生载流子被高效储存下来,整个体系维持在较高的氧化还原水平,达到高效氧化降解污染物的目的。光降解实验显示BiNb O/BiOCO具有良好的循环稳定性,在可见光下对TC去除率达到91.3%,紫外光下对MB的去除率达到94.6%,与纯BNO相比,复合材料大幅度提高了对TC的去除率。因此,本研究为设计高性能BNO催化剂提供了新思路,使其能更好地应用于水环境处理。

关键词：铌酸铋光催化异质结复合材料

酸助剂对现场混装乳化炸药敏化速率的影响研究

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火工品 2024年

作者：黄乾悦冯章启樊保龙葛立芳方志梅倪林吴攀宇魏国南京理工大学化学与化工学院安徽江南化工股份有限公司安徽江南化工股份有限公司宁国分公司

为探讨酸助剂对现场混装乳化炸药敏化速率的影响，本研究通过改变酸助剂的种类、浓度和添加量来优化炸药的性能和安全性，通过测量基质发泡高度来计算乳化炸药密度。结果表明：草酸作为酸助剂时能显著提升现场混装乳化炸药基质的敏化速... 详细信息

为探讨酸助剂对现场混装乳化炸药敏化速率的影响，本研究通过改变酸助剂的种类、浓度和添加量来优化炸药的性能和安全性，通过测量基质发泡高度来计算乳化炸药密度。结果表明：草酸作为酸助剂时能显著提升现场混装乳化炸药基质的敏化速率，最大可以达到0.03 g·cm-3·min-1，而硝酸助剂的敏化速率最低，最大仅为0.008 g·cm-3·min-1。研究发现：弱酸助剂的氢离子（H+）电离能力是影响敏化速率的关键因素，而强酸与亚硝酸钠的副反应和气泡逸出效应会降低强酸助剂的敏化速率；当选择草酸作为酸助剂时，增大草酸的浓度和添加量可以进一步提高敏化速率。本研究为现场混装乳化炸药的定制化提供了理论支撑。

关键词：乳化炸药酸助剂现场混装敏化速率

Ti69NbCrZrX中间层脉冲电流促进扩散焊TiAl/TiAlNb接头的组织与性能

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材料工程 2024年

作者：吕彦龙范佳锋候金保柴禄陶军中国航空制造技术研究院航空焊接与连接技术航空科技重点实验室华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心

以新型Ti69NbCrZrX为中间层，采用脉冲电流促进扩散焊在900 ℃/30 min/8 MPa参数下连接TiAl合金与Ti2AlNb合金。通过SEM，EDS，EBSD和室温拉伸技术分析焊后接头显微组织和接头性能。结果表明：以Ti69NbCrZrX为中间层可获得无缺陷TiAl/Ti... 详细信息

以新型Ti69NbCrZrX为中间层，采用脉冲电流促进扩散焊在900 ℃/30 min/8 MPa参数下连接TiAl合金与Ti2AlNb合金。通过SEM，EDS，EBSD和室温拉伸技术分析焊后接头显微组织和接头性能。结果表明：以Ti69NbCrZrX为中间层可获得无缺陷TiAl/Ti2AlNb接头。接头界面组织主要分为为TiAl扩散影响区、中间层扩散区和Ti2AlNb扩散影响区。TiAl扩散影响区组织由白色β相和灰色块状α2相组成，中间层扩散区组织主要由灰色块状的α2+α相和白色的β/B2相组成，Ti2AlNb扩散影响区由β/B2基体相和分布在其中的板条状和针状O相组成。接头室温拉伸强度均值为642.5 MPa，达到母材强度的91.57%。接头断裂以沿晶脆性断裂为主，穿晶脆性断裂为辅。

关键词： TiAl Ti AlNb 脉冲电流促进扩散焊中间层

加高阳极炭块在186kA电解槽上的生产实践

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云南冶金 2010年第S1期39卷 84-86页

作者：邹嘉华章保龙王进录马显勇张伟朱汝群李继宏云南铝业股份有限公司云南昆明650502

通过加高阳极炭块在186 kA电解槽上的生产实践,延长了换极周期,达到降低炭块消耗(生产成本)、降低安全风险、降低劳动强度、改善作业环境的目的。

关键词：加高阳极炭块换极周期炭耗

高超声速飞行器内流道燃料超声速气膜防热/减阻协同技术研究进展

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推进技术 2024年

作者：左婧滢章思龙韦健飞李欣鲍文哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

燃料超声速气膜防热/减阻协同技术是能够同时实现高超声速飞行器内流道防热和减阻的重要手段。本文首先论述了高超声速飞行器内流道面临的防热减阻需求和挑战，在此基础上进一步介绍了高超声速飞行器内流道热防护技术、高超声速飞行器... 详细信息

燃料超声速气膜防热/减阻协同技术是能够同时实现高超声速飞行器内流道防热和减阻的重要手段。本文首先论述了高超声速飞行器内流道面临的防热减阻需求和挑战，在此基础上进一步介绍了高超声速飞行器内流道热防护技术、高超声速飞行器内流道减阻技术、燃料超声速气膜防热/减阻协同技术的提出及基本原理，进而针对高超声速飞行器内流道燃料超声速气膜防热/减阻协同技术梳理了相关研究进展和结论。目前，相关研究已经证实了燃料超声速气膜防热和减阻协同的可行性，并且揭示了燃料超声速气膜防热减阻机理及防热/减阻协同特性，但总体而言，国内外对于燃料超声速气膜防热/减阻协同技术的研究相对较少，仍存在许多方面值得深入的探讨和研究，文章的最后就未来的研究提出了几点建议。

关键词：超燃冲压发动机氢燃料碳氢燃料超声速气膜防热减阻综述

载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜的制备及性能表征

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食品与发酵工业 2024年

作者：孙保龙李彩云张玉斌张丽甘肃农业大学食品科学与工程学院

为开发具有抑菌效果且可生物降解的复合膜。该文以胶原蛋白肽为基材，经硫酸铵水解微晶纤维素制备的纳米纤维素中加入硝酸银溶液，原位还原制备的载银纳米纤维素作为强化剂，制备了一种综合性能良好的载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜... 详细信息

为开发具有抑菌效果且可生物降解的复合膜。该文以胶原蛋白肽为基材，经硫酸铵水解微晶纤维素制备的纳米纤维素中加入硝酸银溶液，原位还原制备的载银纳米纤维素作为强化剂，制备了一种综合性能良好的载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜。采用响应面法优化不同纳米纤维素添加量、氯化钠添加量、pH和反应温度对纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜机械性能的影响。测定不同纳米银含量的复合膜的拉伸强度等物理指标，并通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜等对其结构进行表征。结果表明，当纳米纤维素添加量3.34%（质量分数）、氯化钠添加量5.35%（质量分数）、pH值为7.、加热温度41 ℃时，所得复合膜拉伸强度为12.25 MPa。当纳米银理论质量占纳米纤维素质量的6%时，该复合膜拉伸强度为18.17 MPa，相较于纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜，拉伸强度提升了64.28%，同时，断裂伸长率降低了31.58%，不透明度增加了95.15%，水蒸气透过系数降低了40.86%。综上所述，载银6%的纳米纤维素能有效提升载银纳米纤维素-胶原蛋白肽复合膜的综合性能。

关键词：牛皮胶原蛋白肽纳米银纳米纤维素载银纳米纤维素可生物降解膜

冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜对牛肉冷藏保鲜效果的影响

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 32-39页

作者：孙保龙赵喜亚于鸿伟张玉斌甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070 甘肃汇利泽农牧科技有限公司甘肃武威733000

为开发具有保鲜效果且可生物降解的复合膜,该试验以纳米SiO_(2)和马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为成膜基材,采用反复冻融方法制备改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究了不同冻融次数对复合膜性能的影... 详细信息

为开发具有保鲜效果且可生物降解的复合膜,该试验以纳米SiO_(2)和马铃薯氧化羟丙基淀粉(potato oxidizes hydroxypropyl starch,POHS)为成膜基材,采用反复冻融方法制备改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜。研究了不同冻融次数对复合膜性能的影响和3种保鲜处理(冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜覆盖、聚乙烯保鲜膜覆盖和不覆盖膜)冷藏对牛肉保鲜效果的影响。结果表明,当反复冻融4次时,复合膜拉伸强度达到最大值17.02 MPa,透明度降低95.17%,水蒸气透过系数降低33.92%,透油系数降低27.84%(P保鲜处理的牛肉在4℃条件下贮藏18 d,随时间的延长,发现用聚乙烯保鲜膜处理和冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理可显著减缓牛肉pH值、菌落总数、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值的上升(P保鲜膜组,冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜组的pH值、TVB-N值、TBARS值都最低且感官评分始终优于聚乙烯保鲜膜组。说明冻融改性纳米SiO_(2)-POHS复合膜处理能有效延长牛肉保质期。

关键词：马铃薯氧化羟丙基淀粉纳米二氧化硅反复冻融牛肉保鲜可生物降解膜

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焊剂对焊接熔池液态金属表面张力的影响

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1555-1562页

作者：李春凯代悦王嘉昕顾玉芬石玗席保龙兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

基于电弧光谱诊断和熔池振荡原理分别建立了电弧电子温度和熔池液态金属表面张力动态测量系统,研究了3种典型氧化物焊剂对TIG电弧热源作用下熔池表面张力的影响。结果表明:氧化物的引入不会对电弧整体温度产生明显影响,但能够使熔池液... 详细信息

基于电弧光谱诊断和熔池振荡原理分别建立了电弧电子温度和熔池液态金属表面张力动态测量系统,研究了3种典型氧化物焊剂对TIG电弧热源作用下熔池表面张力的影响。结果表明:氧化物的引入不会对电弧整体温度产生明显影响,但能够使熔池液态金属平均表面张力温度梯度由负变正,且熔池表面张力温度梯度与氧化物的熔点有关,氧化物熔点越低,熔池的表面张力温度梯度越大。

关键词：焊接熔池表面张力熔池温度熔池振荡频率电弧整体温度焊剂

高马赫数燃烧室离散孔燃料膜热防护和减阻特性

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航空学报 2024年第11期45卷 181-195页

作者：韦鼎元章思龙韦健飞左婧滢李欣鲍文哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

为了探究碳氢燃料化学反应对离散孔气膜冷却特性和减阻特性的影响,选择4种离散气膜孔构型:圆柱型孔(CH)、交错叉排孔(MH)、交叉射流孔(DJH)、收缩扩张孔(CEH),开展高马赫数燃烧室内离散孔气膜数值研究,分析对比了碳氢燃料化学反应对不... 详细信息

为了探究碳氢燃料化学反应对离散孔气膜冷却特性和减阻特性的影响,选择4种离散气膜孔构型:圆柱型孔(CH)、交错叉排孔(MH)、交叉射流孔(DJH)、收缩扩张孔(CEH),开展高马赫数燃烧室内离散孔气膜数值研究,分析对比了碳氢燃料化学反应对不同离散孔气膜冷却特性和减阻特性的影响。研究结果表明,碳氢燃料化学反应使得近壁面区域冷却射流动量降低,冷却射流形成涡旋结构强度减弱。碳氢燃料化学反应通过裂解吸热反应提高了离散孔气膜冷却效率,扩展离散孔气膜冷却的展向覆盖范围。其中,交叉射流孔和收缩扩张孔射流展向速度分量大进而冷却覆盖范围较大。边界层内碳氢燃料燃烧减阻作用进一步降低壁面剪切应力,燃烧导致涡结构耗散减少以涡结构主导的掺混过程,掺混程度降低促使燃烧减阻性能减弱,交错叉排孔和收缩扩张孔分别有27.4%和18%的减阻效果。

关键词：超声速气膜冷却碳氢燃料离散气膜孔减阻边界层燃烧