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空心材料导热性能预测研究

计算结构力学及其应用 1994年第2期11卷 147-153页

作者：刘书田程耿东大连理工大学工程力学研究所

本文建立了一种预测空心材料导热性的方法。研究了空心材料的导热性。用柱形空心材料分析了体分比和孔洞的排列方式对整体材料导热性的影响，用圆柱形、方柱形空心材料和含裂纹材料，分析了空心形状对材料导热性的影响。同他人的实验结... 详细信息

本文建立了一种预测空心材料导热性的方法。研究了空心材料的导热性。用柱形空心材料分析了体分比和孔洞的排列方式对整体材料导热性的影响，用圆柱形、方柱形空心材料和含裂纹材料，分析了空心形状对材料导热性的影响。同他人的实验结果和某些现有的理论模型比较表明，本文方法是有效的。本文的结果能够很好地解释实验结果。

关键词：均匀化方法空心材料热导率

铁锰铜复合空心材料活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑的性能与机制

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铁锰铜复合空心材料活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑的性能与机制

作者：王蒙西安建筑科技大学

学位级别：硕士

近年来,抗生素的滥用导致以磺胺类抗生素(SAs)为代表的有机物在水体中广泛存在,对生态环境、人体健康构成潜在威胁。因此废水中抗生素污染物的去除成为水处理技术研究的关注热点。本文经过条件优化实验制备出具有良好形貌和高催化性能的... 详细信息

近年来,抗生素的滥用导致以磺胺类抗生素(SAs)为代表的有机物在水体中广泛存在,对生态环境、人体健康构成潜在威胁。因此废水中抗生素污染物的去除成为水处理技术研究的关注热点。本文经过条件优化实验制备出具有良好形貌和高催化性能的CMHS、FCMHS复合空心材料,确定了FCMHS+PMS体系的最佳反应条件,推测了FCMHS活化PMS反应机理及SMX的降解路径,主要研究成果如下:(1)以碳球为模板分步制备出CuMnO空心材料(Cu-Mn ternary oxide hollow sphere,CMHS)材料、FeCuMnO空心材料(Fe-Mn-Cu ternary oxide hollow sphere,FCMHS)材料。表征结果显示,CMHS、FCMHS为粒径0.5-1μm左右的空心材料结构,铜、锰氧化物均匀地负载在碳球的球体表面,铁氧化物均匀地负载在CMHS表面后又形成了FCMHS球体。其中铜氧化物主要以Cu O的形态存在,并含有少量Cu O,锰氧化物主要以Mn O的形态存在,铁氧化物则主要以FeO的形态存在。此外,通过条件实验确定并优化了FCMHS空心材料活化PMS降解SMX的最佳反应体系,SMX的去除率在60min反应时间内可达99%。(2)研究了不同反应条件因素对FCMHS活化PMS降解SMX的影响,发现:FCMHS活化PMS降解SMX的反应速率符合一级反应动力学特征;随着SMX浓度的下降,SMX的去除率逐渐增大至峰值后又继而降低;随着PMS投加量的增大,SMX的去除率逐渐上升;随着FCMHS投加量的增大,SMX去除率也随之上升;初始p H为弱碱性时有利于SMX的降解;p H接近中性的缓冲溶液体系条件有利于SMX的降解,并且可以保持反应溶液p H稳定;PO、CO、NO离子均对SMX的去除率有一定抑制作用,而Cl离子对SMX的去除率有一定促进作用;网体系通入N会降低SMX的去除率,这说明溶解氧在SMX降解过程中具有重要的作用;FCMHS材料循环回用五次后SMX去除率仍然可以达到76.31%,且金属离子溶出量较少,说明FCMHS具有良好的稳定性和回用效果。(3)通过自由基淬灭实验、EPR和XPS分析结果可知,在FCMHS(0.2g/L)+PMS(0.4mmol/L)体系中对SMX降解起主导作用的自由基是SO和·OH,O也起到了一部分氧化作用,这些活性基团之间可以相互转化,从而提高SMX的降解效果。此外,FCMHS的Fe、Mn、Cu氧化物存在协同效应,可加快电子传递,为催化剂激活PMS产生自由基提供了主要活性位点。通过LCMS-IT-TOF检测并分析出13种中间产物,推测出SMX被SO、·OH,O攻击后可通过4种降解途径,可发生一系列氧化、羟基化、脱氨反应,再进行脱水、开环、氧化反应,从而将大分子有机物转化成小分子有机物,部分中间产物在O、·OH、SO等活性基团的继续作用下可最终转化为CO、HO、NH和NO。

关键词：铁锰铜复合氧化物空心材料磺胺甲恶唑过硫酸盐催化降解

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离子液体中空心材料的合成

化学工程与装备 2017年第2期 5-7+4页

作者：王百顺冯杰芦天亮王剑峰徐军詹予忠韩丽郑州大学化工与能源学院

空心材料由于其具有较大的比表面积和孔体积,广泛应用在化学和材料科学等领域。本文综述了近年来在离子液体中合成空心材料的研究进展,详细介绍了各种合成方法的特点及空心材料的形成机理,探讨了离子液体中制备空心材料的发展趋势。

关键词：离子液体空心材料合成

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无机有机-核壳材料研究进展

化学通报 2004年第3期67卷 163-169,177页

作者：杨忠强刘凤岐吉林大学高分子系长春130023

综述了近年来各种核壳材料的合成方法 ,包括聚合法 layer- by- layer(Lb L)自组装技术、原位反应法等。

关键词：无机有机杂化材料核壳材料聚合法 LbL自组装原位反应空心材料制备

Silicalite-1空心球材料制备及其在Beckmann重排反应中催化应用研究

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燃料化学学报 2016年第8期44卷 1001-1009页

作者：金亚美董梅王国富王浩李俊汾樊卫斌王建国秦张峰中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京100049

以碳微球作为硬模板、纳米Silicalite-1分子筛作为壳层,采用水热法合成了Silicalite-1空心球材料。采用XRD、SEM、FT-IR、N_2吸附、29Si M AS NM R、TG、XPS等技术对催化剂的物相、形貌和性能等进行表征,发现该空心材料具有较高的结晶... 详细信息

以碳微球作为硬模板、纳米Silicalite-1分子筛作为壳层,采用水热法合成了Silicalite-1空心球材料。采用XRD、SEM、FT-IR、N_2吸附、29Si M AS NM R、TG、XPS等技术对催化剂的物相、形貌和性能等进行表征,发现该空心材料具有较高的结晶度、发达的多级孔道结构和丰富的表面羟基。与传统方法制备的Silicalite-1分子筛催化剂相比,Silicalite-1空心材料在环己酮肟Beckmann重排反应中表现出优异的催化性能,使环己酮肟的转化率达99%、己内酰胺的选择性达94%,同时催化剂保持极佳的稳定性。研究表明,Silicalite-1空心材料中具有的大量巢式硅羟基和末端硅羟基是Beckmann重排反应的主要活性位,且可通过简单焙烧再生实现羟基活性位的完全恢复。

关键词： Silicalite-1 空心材料碳微球硬模板法 Beckmann重排

以酵母粉为模板制备的多孔/中空TiO_2的储氢性能研究(英文)

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稀有金属材料与工程 2013年第12期42卷 2467-2471页

作者：赵忠义陈慧苗王宁柴玉俊河北师范大学河北石家庄050024

研究表明:在620℃煅烧后,模板除去,TiO2形成。产物主要由TiO2和少量的H2Ti3O7组成。得到的产物的比表面积为252.6m2/g。P-C-I测试结果表明,30℃时TiO2显示可逆的吸/放氢过程。在吸/放氢过程中,化学键发生微小的偏移,表明氢可能和OH基团... 详细信息

研究表明:在620℃煅烧后,模板除去,TiO2形成。产物主要由TiO2和少量的H2Ti3O7组成。得到的产物的比表面积为252.6m2/g。P-C-I测试结果表明,30℃时TiO2显示可逆的吸/放氢过程。在吸/放氢过程中,化学键发生微小的偏移,表明氢可能和OH基团发生反应。随着吸/放氢循环的增加以及比表面积的明显的降低,多孔/中空TiO2坍塌。同时,随着温度的升高,化学吸附量增加,吸氢量升高。

关键词：储氢材料多孔空心材料酵母粉 TiO2

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中空核—壳介孔二氧化硅材料的合成与表征

中空核—壳介孔二氧化硅材料的合成与表征

作者：范海涛青岛大学

学位级别：硕士

近年来,随着环境问题以及生物科学的发展,越来越多的环境友好型材料引起人们广泛的关注,拥有特殊形貌结构以及良好特性的材料有望成为解决环境和能源问题的有效方式,其中尤以硅材料在最近的几年中有了迅猛的发展。在本文中,我们通过溶... 详细信息

近年来,随着环境问题以及生物科学的发展,越来越多的环境友好型材料引起人们广泛的关注,拥有特殊形貌结构以及良好特性的材料有望成为解决环境和能源问题的有效方式,其中尤以硅材料在最近的几年中有了迅猛的发展。在本文中,我们通过溶胶凝胶体系合成了MCM-41、SBA-15,并且通过改变条件制得球形产品,最终探索出一条简便可行的合成路线得到空心介孔二氧化硅材料,希望它同时拥有两种有趣材料的性能,并期望能够在染料吸附领域得以应用。我们使用TEOS为无机物前驱体,表面带正电的PS作为硬模板合成了中空介孔二氧化硅产品,经过焙烧之后得到拥有蠕虫状无规则介孔分布的二氧化硅壳结构,其孔径大约为2nm,最终的比表面积可以达到从192.43 m2／g到1515.53m2／g不等的产品,壳结构的厚度也可以在20到90之间进行调解,最终产品采用氮气吸附-脱附测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、电子透射显微镜(TEM)等多种方法对中空介孔二氧化硅的合成及其性质进行了表征,最后,我们也使用紫外可见光谱(UV-vis)对产品吸附甲基蓝的能力进行了研究。

关键词：介孔核壳结构空心材料二氧化硅形貌

不同有机物为碳源包覆的Ni3xCo3-3xS4@C超级电容器电极材料的制备及性能研究

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不同有机物为碳源包覆的Ni3xCo3-3xS4@C超级电容器电极材料的制备...

作者：黄腾大连理工大学

学位级别：硕士

超级电容器又称为电化学电容器,因其具有比常规电容器优异的能量密度,比蓄电池高的功率密度,而受到人们的广泛关注。超级电容器具有的这些优势使其在备份能源系统、混合动力电车及便携式电子设备等领域得到了实际应用。众所周知,超级电... 详细信息

超级电容器又称为电化学电容器,因其具有比常规电容器优异的能量密度,比蓄电池高的功率密度,而受到人们的广泛关注。超级电容器具有的这些优势使其在备份能源系统、混合动力电车及便携式电子设备等领域得到了实际应用。众所周知,超级电容器的电容性能很大程度上取决于电极活性材料的形貌及结构。相比于过渡金属氧化物,由于硫元素的电负性比氧元素低,过渡金属硫化物具有更为灵活的结构及更好的性能。但是过渡金属硫化物作为超级电容器电极材料又有导电性差和循环稳定性差等不足,故如何提高过渡金属硫化物的性能成为目前的研究热点。本文开展了过渡金属硫化物复合纳米材料的制备及其电容性能的研究工作,利用ZIF-67纳米材料作为前驱体,采用水热硫化的制备方法制备了空心镍钴双金属硫化物(NCS),然后在双金属硫化物的基础上,通过不同有机物作为碳源分别进行包覆,成功制备了双金属硫化物与碳的复合材料,并将其用作超级电容器电极活性材料。利用XRD,SEM,TEM和XPS等技术对所制备的材料的元素组成和微观结构形貌进行了表征分析,同时用循环伏安(CV),恒电流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等技术测试其电化学性能,并针对其电化学性能与结构的关系展开研究。主要研究内容和结果如下:(1)以镍钴双金属ZIF-67作为模版,成功合成镍钴硫化物NiCoS@碳复合材料(NCSC-x,x=0.2)。利用ZIF-67为前驱体,经过溶剂热硫化和葡萄糖为碳源的碳包覆过程,得到了NCSC-0.2复合材料。将上述材料作为超级电容器电极来评估电化学性能,在KOH电解液中(6 M)并且在电流密度分别为1 A·g和20 A·g的条件下测试,NCSC-0.2的比电容可达696 F·g和480 F·g,均明显高于在相同的测量条件下没有碳材料复合的NiCoS(NCS-0.2,x=0.2)(305 F·g和116.7 F·g)。此外,该NCSC-0.2电极具有较好的循环稳定性,在10 A·g电流密度下2000次充电和放电周期后保留73%的电容量。(2)根据前一部分的工作,我们将碳源更换为聚多巴胺(PDA)合成了NCS@0.5PDA-800复合材料。同样利用碳包覆空心镍钴硫化物的方法,通过多巴胺在硫化物表面自聚合成为聚多巴胺,并高温碳化合成了NCS@0.5PDA-800复合材料。将上述材料作为超级电容器电极,我们进行了一系列实验研究来探索使用聚多巴胺为碳源来包覆过渡金属硫化物的方法。实验结果表明,多巴胺与镍钴硫化物的比例为0.5,碳化温度为800 C时获得最佳的电化学性能。该NCS@0.5PDA-800电极材料在电流密度为1 A·g时表现比电容为292F·g,体现了最佳的容量性能。本文利用双金属组分的协同作用,中空的特殊结构,合成了不同有机物作为碳源包覆的NiCoS@碳复合材料,来提高过渡金属硫化物的电化学性能。两种材料均表现出良好的电化学性能,为其他功能化纳米材料作为前驱体和先进的高性能超级电容器结构设计提供了思路和意义。

关键词：超级电容器硫化物 ZIF-67 碳包覆空心材料

微纳结构In2O3半导体材料的制备及气敏性能研究

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微纳结构In2O3半导体材料的制备及气敏性能研究

作者：王雪吉林大学

学位级别：硕士

气体传感技术在实际应用中受到很大关注,主要是对工业生产和日常生活中的气体浓度进行识别和检测。到目前为止,研究者们已经合成了许多具有不同尺寸的纳米结构的金属氧化物,其中具有超薄纳米尺寸次级单元的金属氧化物具有优异的气体传... 详细信息

气体传感技术在实际应用中受到很大关注,主要是对工业生产和日常生活中的气体浓度进行识别和检测。到目前为止,研究者们已经合成了许多具有不同尺寸的纳米结构的金属氧化物,其中具有超薄纳米尺寸次级单元的金属氧化物具有优异的气体传感性能。然而与超薄的层状纳米材料相比,制备具有超薄纳米片结构的非层状材料仍然是一种挑战,为了解决这一问题,本论文设计了紫外辅助和水热合成的方法分别制备了三维和二维的InO超薄纳米材料。研究结果表明本方法将有效地避免了纳米片的堆积并保持了超薄结构的优势,并对超薄纳米结构的生长过程和形成机理进行了系统研究。本论文主要工作包括以下内容:(1)本论文利用一种新颖的紫外辅助无模板法合成了由超薄纳米片组成的空心InO微米结构半导体材料。首先紫外光诱导光敏材料铟醇盐前驱体转变成由纳米片组装成的空心氢氧化铟微米球,然后对产生的空心氢氧化铟微米球进行热处理转变成空心InO材料。所制备的空心纳米材料对ppm级的气态甲醛有很好的气敏性能,具有响应值高、稳定性好、响应速度快等优点。气敏性提高的机理表明,该空心InO材料的高效气敏性能与材料整体的导电结构特征密切相关,包括空心的结构和超薄纳米尺寸的构筑次级单元,以及该结构特点使得在材料的表面提供大量的活性位点,有利于目标气体的扩散和吸附,从而有效提高了材料的气敏性能。(2)本论文利用无模板法合成了二维多孔InO超薄纳米片(纳米片厚度约为3.7nm),此材料在120℃下对10ppm NO的响应可达213,响应时间为4s。而且所制备的传感器的检测限可低至10ppb。与所报道的其他NO传感器相比,二维多孔InO超薄纳米片具有更高的灵敏度、更快速的响应、更低的工作温度和超低的检测限。气敏性机理表明,此传感器所具有的优异性能主要与材料的二维超薄纳米片和多孔结构有关。

关键词：纳微结构 In2O3 超薄材料空心材料甲醛氮氧化物气体传感器