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Experimental and theoretical studies on the removal mechanism of formaldehyde from water by mesoporous calcium silicate

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Science China(Technological Sciences) 2020年第10期63卷 2098-2112页

作者： WANG ManMan FAN BaoMin wen bianying JIANG Chao School of Materials Science and Mechanical Engineering Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China

Most porous materials with high specific surface area and diverse internal structures possess good adsorption *** this work,a tremella-like mesoporous calcium silicate hydrate(CSH)with high adsorption capacity was successfully prepared via a facile hydrothermal *** adsorption effect and adsorption mechanism of the as-prepared calcium silicate hydrate(APCSH)towards formaldehyde from water were investigated *** indicate that AP-CSH has high Ca/Si ratio(1.95),large specific surface area(122.83 m2 g-1)and exhibits excellent adsorption *** results of batch adsorption experiments show that AP-CSH can remove formaldehyde from water rapidly and effectively with the maximum removal efficiency of 98.94%.The adsorption process agrees well with the pseudo-second-order and Freundlich isotherm ***,regeneration can be achieved by simply immersing AP-CSH in absolute ethanol and the removal efficiency can still reach about 99.50%after five *** adsorption mechanism was also studied by experimental analyses and molecular dynamics *** experimental results and theoretical simulation support that formaldehyde adsorption over AP-CSH belongs to chemical adsorption.

关键词： chemical adsorption mechanism molecular dynamics simulation mesoporous calcium silicate formaldehyde

A Tremella-like Mesoporous Calcium Silicate Loaded by TiO_(2) with Robust Adsorption and Photocatalytic Degradation Capabilities

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2022年第2期37卷 184-193页

作者： JIANG Chao wen bianying FAN Baomin WANG Manman College of Chemistry and Materials Engineering Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China

A titanium dioxide loaded tremella-like mesoporous calcium silicate hydrate(TiO_(2)@CSH)with both adsorption and photocatalytic degradation activity was successfully prepared by a hydrothermal method combined with sol-gel strategy in two steps in this ***-shaped CSH provides abundant active sites for accommodating of TiO_(2),thus the corresponding TiO_(2)@CSH achieved a high loading ratio of 36.73%.Such a special shaped TiO_(2)@CSH exhibits excellent pre-enrichment capacity and photocatalytic degradation capacity for organic *** A(BPA)removal experiments show that TiO_(2)@CSH can remove 91.17%of BPA from aqueous *** on removal mechanism suggest that BPA tends to bind on the interface between CSH and TiO_(2) and the pre-enrichment process conforms to the intraparticle diffusion model;and then,it is decomposed to harmless substances of CO_(2) and H_(2)O during the photocatalytic *** experimental results show that loading functional nanoparticles such as TiO_(2) on the surface of inorganic porous materials can endow inert porous materials with new functions such as photocatalytic degradation,which effectively expands the application range of inorganic porous materials.

关键词： TiO_(2)@CSH adsorption photocatalytic degradation synergetic mechanism

Advanced 3D nanohybrid foam based on graphene oxide: Facile fabrication strategy, interfacial synergetic mechanism, and excellent photocatalytic performance

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Science China Materials 2019年第12期62卷 1888-1897页

作者： Xiaoyuan Zhang wenfeng Wei Shan Zhang bianying wen Zhiqiang Su State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering Beijing Key Laboratory of Advanced Functional Polymer CompositesBeijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China Beijing Key Laboratory of Quality Evaluation Technology for Hygiene and Safety of Plastics Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China

Herein,a unique nanohybrid foam was fabricated with titanium dioxide(TiO2)-carbon quantum dots(CQDs)nanoparticles intercalated between graphene oxide(GO)layers via a facile and low-cost solvothermal *** with pure GO foam,the fabricated GO-TiO2-CQDs foam displayed high degradation rate towards methyl orange(MO),methylene blue(MB),and rhodamine B(Rh B),respectively,under the Xenon lamp *** composite foam can be used for several times and remain a high degradation rate without structural *** photochemical property was attributed to the 3D porous structure of GOTiO2-CQDs foam,in which ultrafine hydrogenated TiO2-CQDs nanoparticles were densely anchored on the GO *** paper provides an efficient strategy to tune the charge transport and thus enhance the photocatalytic performance by combining the semi-conductive GO and quantum dots.

关键词： graphene titanium dioxide carbon quantum dots nanohybrid foam photocatalytic degradation

模压氮化硼/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的导热机制与散热效果

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复合材料学报 2023年第1期40卷 160-170页

作者：王世民温变英北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

电子电器设备中元器件的高密度集成使得散热问题日益突出,对导热材料的需求不断增长。本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,六方氮化硼(h-BN)作为导热填料,通过熔融共混法制备h-BN/PET复合材料,考察了h-BN含量和PET基体聚集态结构对... 详细信息

电子电器设备中元器件的高密度集成使得散热问题日益突出,对导热材料的需求不断增长。本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,六方氮化硼(h-BN)作为导热填料,通过熔融共混法制备h-BN/PET复合材料,考察了h-BN含量和PET基体聚集态结构对复合材料导热性能的影响,分析了复合材料的导热机制,并从材料应用的角度探讨了复合材料导热系数的温度依赖性和散热效果。结果表明,PET基体的结晶度和h-BN含量对复合材料的最终导热系数均有贡献,复合材料的导热系数随结晶度和h-BN含量的增加而提升。h-BN发挥了异相成核作用,显著加快了PET的结晶速度,提高了PET的结晶度。模压成型中h-BN受剪切应力驱使在PET基体中沿流动方向取向,导致复合材料呈现明显的各向异性特征。面内方向h-BN的有序排列为声子提供了更为通畅的传导通道。当h-BN含量为50wt%时,复合材料的面内与面间导热系数分别达到最大值3.00 W·(m·K)^(-1)和2.19 W·(m·K)^(-1)。h-BN/PET复合材料具有良好的散热效果,h-BN含量越高,复合材料的冷却速率越快,散热过程中温度下降符合指数函数规律。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯氮化硼模压成型导热机制结晶散热效果

PEI/Ni梯度电磁屏蔽薄膜材料耐腐蚀性研究

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材料导报 2019年第6期33卷 1065-1069页

作者：温变英段磊北京工商大学材料科学与工程系北京100048

通过悬浮液流延法制备了具有梯度分布结构的PEI/Ni电磁屏蔽膜,研究了该电磁屏蔽膜在潮湿、湿热、强碱、酸雨、稀强酸、浓强酸等条件下的耐腐蚀性能,并通过扫描电镜、矢量网络分析仪以及万能拉伸试验机等对复合材料经腐蚀液浸泡前后的微... 详细信息

通过悬浮液流延法制备了具有梯度分布结构的PEI/Ni电磁屏蔽膜,研究了该电磁屏蔽膜在潮湿、湿热、强碱、酸雨、稀强酸、浓强酸等条件下的耐腐蚀性能,并通过扫描电镜、矢量网络分析仪以及万能拉伸试验机等对复合材料经腐蚀液浸泡前后的微观形貌和电磁屏蔽效能以及力学性能进行了对比。结果表明,梯度分布结构使得该薄膜上下表面呈现的腐蚀程度有所不同,富树脂的上表面比富金属的下表面更耐腐蚀。在潮湿、湿热、强碱、酸雨模拟溶液这四种体系下,PEI/Ni梯度电磁屏蔽膜的耐腐蚀性能均比较好,经60℃、浸泡30 d后,其外观形貌变化不大,材料的电磁屏蔽效能基本没有下降,保持在40 dB左右,拉伸强度保持在60 MPa以上,仍显示出较高的实用价值。但这种以金属粉末作为填料的材料不耐强酸的腐蚀,在60℃下浸泡10 d后,样品表面因金属Ni与强酸发生化学反应而出现孔洞,导致电磁波泄露,在浓度高于0.1 mol/L的H_2SO_4溶液中浸泡5 d,电磁屏蔽膜将丧失屏蔽性能。

关键词：电磁屏蔽薄膜抗腐蚀性聚醚酰亚胺镍

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聚合物本征导热研究进展

高分子材料科学与工程 2022年第7期38卷 175-182页

作者：温变英崔云超北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

从分子链结构、结晶、取向和分子间作用力等方面分析了影响聚合物本征导热系数的结构因素,总结了提升聚合物本征导热系数的一些方法,并对相关研究进行了展望。结果显示,通过聚合物合成阶段的分子结构设计、加工阶段的施加外场以及后期... 详细信息

从分子链结构、结晶、取向和分子间作用力等方面分析了影响聚合物本征导热系数的结构因素,总结了提升聚合物本征导热系数的一些方法,并对相关研究进行了展望。结果显示,通过聚合物合成阶段的分子结构设计、加工阶段的施加外场以及后期热处理等手段的合理控制,都可以使聚合物的本征导热系数得到有效提升,但大幅提高聚合物的本征导热能力还面临着巨大挑战。

关键词：本征导热分子结构加工条件有序排列

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界面效应对功能复合材料热传导行为的影响

复合材料学报 2022年第4期39卷 1498-1510页

作者：林夏泽温变英北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

界面是复合材料内部连接不同两相的桥梁,极大地影响着复合材料的热学、电学、力学等各项性能。作为复合材料领域中的一个新的分支,导热复合材料近年来因电子电器的高速发展的需求而受到越来越多的关注。然而,研究发现,即使采用了高填料... 详细信息

界面是复合材料内部连接不同两相的桥梁,极大地影响着复合材料的热学、电学、力学等各项性能。作为复合材料领域中的一个新的分支,导热复合材料近年来因电子电器的高速发展的需求而受到越来越多的关注。然而,研究发现,即使采用了高填料填充方案,复合材料的导热系数也很难达到导热填料的百分之几,其中界面热阻是影响复合材料导热系数提升的关键因素。本文从界面层及界面传热效应的角度出发,分析了复合材料内部界面热阻的产生原因,并从界面的理论研究方法、实验表征手段及影响材料内部热传导行为的界面因素等方面对界面效应在功能复合材料热传导上的影响规律进行了讨论。最后,对界面及界面热传导行为的研究状况进行了总结与展望。

关键词：复合材料界面层界面传热效应界面热阻影响因素

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自然界中的梯度材料及其仿生研究

材料导报 2008年第S2期22卷 351-356页

作者：温变英北京工商大学材料科学与工程系

精巧的构造使得天然生物材料具有了适应环境的生物系统和生存本领。研究表明,众多天然生物复合材料中的增强相在基体组织中呈梯度分布,符合以最少材料、最简单结构发挥最大效能的原理。对自然界中几种天然材料,如骨、牙齿、贝壳、树木... 详细信息

精巧的构造使得天然生物材料具有了适应环境的生物系统和生存本领。研究表明,众多天然生物复合材料中的增强相在基体组织中呈梯度分布,符合以最少材料、最简单结构发挥最大效能的原理。对自然界中几种天然材料,如骨、牙齿、贝壳、树木和竹子等的梯度结构及其优异性能进行了分析,并对现阶段所进行的一些相应的仿生研究进行了简要介绍,同时,对仿生梯度材料的发展提出了自己的建议。

关键词：天然材料梯度功能仿生

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同方期刊数据库

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聚丁烯树脂结晶行为研究进展

高分子材料科学与工程 2023年第5期39卷 164-172页

作者：晏一楠温变英北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

聚丁烯(PB)树脂因多晶型及结晶过程中缓慢发生的多态化晶体结构转变特征在聚烯烃中独树一帜,如何加速其从较不稳定的晶型Ⅱ向稳定的晶型Ⅰ转变是PB树脂工业化应用中亟待解决的一个问题。文中归纳了PB的晶体类型和结构,介绍了描述PB晶型... 详细信息

聚丁烯(PB)树脂因多晶型及结晶过程中缓慢发生的多态化晶体结构转变特征在聚烯烃中独树一帜,如何加速其从较不稳定的晶型Ⅱ向稳定的晶型Ⅰ转变是PB树脂工业化应用中亟待解决的一个问题。文中归纳了PB的晶体类型和结构,介绍了描述PB晶型转变行为的固-固转变理论、内应力诱导转变和系带分子链理论等3种理论;分析了影响PB晶型转变速率的内在和外在因素。最后,对PB树脂结晶行为未来可能的研究方向提出了建议。

关键词：聚丁烯晶体结构晶型转变