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三维多孔碳纳米管-还原氧化石墨烯复合气凝胶应用于高性能对称超级电容器

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无机化学学报 2024年第1期40卷 155-163页

作者：杨小龙王晨淏卢振杰潘书刚付永胜汪信南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室南京210094 常州工学院常州213032

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉... 详细信息

以羟基化的碳纳米管(CNT-OH)和自制的氧化石墨烯(GO)为原料,通过氧化还原自组装的水热合成策略制备了碳纳米管-还原氧化石墨烯(CNTs-rGO)三维气凝胶,并探究了水热温度对三维气凝胶的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、形貌进行了表征,并对其进行电化学性能测试。其中,在140℃下合成的气凝胶CNTs-rGO展示了最佳的电化学性能,在1 A·g^(-1)电流密度下的比电容高达294.65 F·g^(-1),循环伏安曲线在50 mV·s^(-1)扫速下的形状仍然近似于矩形,展示了良好的可逆性。将其作为正极和负极材料组装的对称超级电容器在功率密度为249.8 W·kg^(-1)时的最大能量密度为3.744 Wh·kg^(-1),在1 A·g^(-1)下循环10 000次后,其电容保持率和库仑效率均约为100%。优异的电化学性能主要归因于CNTs-rGO复合材料疏松多孔的三维立体结构,这保证了离子的快速运输,同时CNTs和rGO的交联结构提高了电导率,充分发挥了CNTs和rGO的化学和电学性能。

关键词：羟基化碳纳米管氧化石墨烯水热合成三维气凝胶超级电容器

双峰结构纯钛的低周疲劳性能研究:试验和模拟

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机械工程学报 2024年第12期60卷 228-239页

作者：唐沛张勇贾云飞李晓汪永纪华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 湖州师范学院工学院湖州313000

通过低温轧制和退火热处理在纯钛的微观组织中引入了双峰晶粒分布,对双峰结构纯钛(BM-Ti)的拉伸性能和低周疲劳性能进行了系统地研究,结果表明,相比于原始粗晶纯钛(CG-Ti)和超细晶纯钛(UFG-Ti),双峰结构纯钛表现出高屈服强度(634.4 MPa... 详细信息

通过低温轧制和退火热处理在纯钛的微观组织中引入了双峰晶粒分布,对双峰结构纯钛(BM-Ti)的拉伸性能和低周疲劳性能进行了系统地研究,结果表明,相比于原始粗晶纯钛(CG-Ti)和超细晶纯钛(UFG-Ti),双峰结构纯钛表现出高屈服强度(634.4 MPa)和高均匀伸长率(7.2%)的优异强韧匹配性能。然而,双峰结构并不能有效提高纯钛的低周疲劳寿命。循环过程中,双峰结构纯钛的粗晶粒区域承担了大部分的塑性变形,大量位错在粗晶粒内部进行堆积,并逐渐分割晶粒导致粗晶粒细化。通过晶体塑性有限元法模拟了双峰结构纯钛的低周疲劳行为,引入了累积塑性应变以评估疲劳过程中的损伤,发现双峰结构纯钛的异质界面处由于应变不相容性更容易导致疲劳裂纹的萌生。

关键词：双峰结构强度-韧性权衡低周疲劳裂纹萌生

一种Y型噻吨酮-咔唑分子的设计、合成及其蓝光和黄光有机发光二极管应用

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有机化学 2024年第4期44卷 1210-1217页

作者：孙静樊志杰杜纪宽李硕苗艳勤赵波董海亮王华太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030024

采用噻吨酮作为受体,9,9'-(1,3-苯基)二-9H-咔唑作为给体,设计合成了一种Y型分子,命名为TX-Ph2Cz.化合物在稀释的溶液中展示了位于420 nm处的蓝光发射,且其发射峰在不同极性的溶剂中基本不变.在四氢呋喃/水的混合溶剂中,随着含水量的增... 详细信息

采用噻吨酮作为受体,9,9'-(1,3-苯基)二-9H-咔唑作为给体,设计合成了一种Y型分子,命名为TX-Ph2Cz.化合物在稀释的溶液中展示了位于420 nm处的蓝光发射,且其发射峰在不同极性的溶剂中基本不变.在四氢呋喃/水的混合溶剂中,随着含水量的增加发射峰红移了36 nm.从其单晶结构中可以看出化合物具有很多分子间相互作用,分子间的π…π作用有助于实现分子间的电荷转移.化合物TX-Ph2Cz在掺杂器件(质量分数3%)中展示了位于440 nm的蓝光峰,而在非掺杂器件中则展示了位于540 nm处的黄光峰,这是因为在薄膜中化合物自身形成了电致激基缔合物.同时,非掺杂器件展示了更好的电致发光性能,最大电流效率和最大外量子效率分别达到4.91 cd/A和2.64%.

关键词：有机发光二极管(OLED) 噻吨酮-咔唑 Y型结构激基缔合物

聚苯乙烯共混体系发泡过程中气泡壁不均匀性的实验与模拟

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高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 99-106页

作者：江翠葛宇凯刘涛华东理工大学化工学院上海200237

将2种不同相对分子质量的聚苯乙烯(PS)共混,并采用超临界CO_(2)间歇发泡工艺制备其发泡材料。采用高倍扫描电镜实验测量PS共混体系发泡后气泡壁的形状参数,即气泡壁厚度分布δ_(θ)/δ_(max),同时基于气泡壁形状演变模型(BWSE)模拟计算... 详细信息

将2种不同相对分子质量的聚苯乙烯(PS)共混,并采用超临界CO_(2)间歇发泡工艺制备其发泡材料。采用高倍扫描电镜实验测量PS共混体系发泡后气泡壁的形状参数,即气泡壁厚度分布δ_(θ)/δ_(max),同时基于气泡壁形状演变模型(BWSE)模拟计算对应样品发泡过程中的δ_(θ)/δ_(max),将模拟结果与实验值进行对比,发现模拟所得δ_(θ)/δ_(max)曲线与实验所测结果具有相同趋势。在多种比例共混的PS体系中,模型预测的气泡壁非均匀因子(γ)与实验值呈现良好的相关性和一致性,表明BWSE模型能用于半定量化分析不同PS在泡孔生长过程中的微观气泡壁形状和泡孔结构。模拟结果揭示了PS流变行为与其发泡材料微观泡孔结构的内在关联:流变性能影响PS的气泡壁不均匀拉伸行为,通过BWSE模型能够基于流变性能数据计算出泡孔壁的变形规律。

关键词：聚苯乙烯泡沫气泡壁形状不均匀拉伸模型预测

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高软化点沥青的制备及其在锂电池中的应用

华东理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李志硕马成王际童张永正凌立成华东理工大学化学工程联合国家重点实验室华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室

本文以乙烯渣油为原料，利用空气氧化法制备出高软化点沥青，并探索了其用作锂离子电池石墨负极的包覆材料的实用性。结合元素分析、飞行时间质谱、气质联用仪、红外光谱、核磁共振氢谱和热重分析等分析表征手段，详细研究了反应过程和... 详细信息

本文以乙烯渣油为原料，利用空气氧化法制备出高软化点沥青，并探索了其用作锂离子电池石墨负极的包覆材料的实用性。结合元素分析、飞行时间质谱、气质联用仪、红外光谱、核磁共振氢谱和热重分析等分析表征手段，详细研究了反应过程和产物的结构特征，并初步探索了所制沥青用作锂离子电池包覆材料时对石墨负极的电化学性能的影响。结果表明，300℃时氧化交联反应开始发生；反应温度为330℃时，延长反应时间可以提高沥青的软化点、碳含量、残炭率以及芳香度，结构为多种复杂的稠环芳烃化合物；反应时间为9.5 hr时所制备沥青的含碳量为93.16 wt%，软化点为216.9℃，残炭率为51.4 wt%，以其作为锂离子电池负极的包覆材料效果最佳，所得包覆石墨负极在100 mA g-1电流密度下循环100次后，同比未包覆的材料其放电比容量提升26.3%，且循环稳定性大幅提升。

关键词：乙烯渣油空气氧化法高软化点沥青包覆沥青

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环形偶氮苯功能化聚类肽的合成与自组装

功能高分子学报 2024年第1期37卷 5-14页

作者：王永秀赵崇浩陶鑫峰林绍梁华东理工大学材料科学与工程学院上海市先进聚合物材料重点实验室上海200237

首先采用1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)引发N-烯丙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NAG-NTA)和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NEG-NTA)开环聚合,制备环形结构的聚(N-烯丙基甘氨酸)-b-聚(N-乙基甘氨酸)(c-PNAG-b-PNEG)。然后通过聚合后修饰反应,在P... 详细信息

首先采用1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)引发N-烯丙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NAG-NTA)和N-乙基甘氨酸-N-硫代羧酸酐(NEG-NTA)开环聚合,制备环形结构的聚(N-烯丙基甘氨酸)-b-聚(N-乙基甘氨酸)(c-PNAG-b-PNEG)。然后通过聚合后修饰反应,在PNAG嵌段的双键上引入偶氮苯基团,合成了新型的环形偶氮苯聚类肽c-P(NAG-Azo)-b-PNEG。采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了c-P(NAG-Azo)-b-PNEG在水溶液中的自组装行为和光响应特性,并与线形结构的l-P(NAG-Azo)-b-PNEG进行比较。结果表明,c-P(NAG-Azo)-b-PNEG和l-P(NAG-Azo)-b-PNEG可以组装得到球形胶束、树枝状聚集体和球形大复合胶束,并且它们均具有良好的光致顺反异构特性。环形结构限制分子链的运动,不利于偶氮苯基团的有序堆积,也会使c-P(NAG-Azo)-b-PNEG组装体的光致形貌转变程度减弱。

关键词：偶氮苯聚类肽环形聚合物自组装光响应

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含能热塑性弹性体推进剂研究进展

固体火箭技术 2024年第2期47卷 143-154页

作者：罗运军安梦婧北京理工大学材料学院北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081

含能热塑性弹性体推进剂具有高能量、力学性能优异、可循环利用、可回收等优点,近年来成为固体推进剂发展的重要方向。总结了常见的含能热塑性弹性体的综合性能;论述了含能热塑性弹性体推进剂在高能、高燃速、钝感、低特征信号和富燃料... 详细信息

含能热塑性弹性体推进剂具有高能量、力学性能优异、可循环利用、可回收等优点,近年来成为固体推进剂发展的重要方向。总结了常见的含能热塑性弹性体的综合性能;论述了含能热塑性弹性体推进剂在高能、高燃速、钝感、低特征信号和富燃料推进剂等领域的研究进展;介绍了压延成型、模压成型、螺压成型和熔铸成型四种含能热塑性弹性体推进剂的制备工艺;综述了含能热塑性弹性体推进剂的重复加工性能和回收利用工艺;指出了目前该类推进剂存在的问题和不足,并对其未来发展方向进行了展望。

关键词：热塑性弹性体含能粘合剂固体推进剂制备工艺回收利用

应力状态对三点弯曲小试样蠕变性能评价的影响

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压力容器 2024年第4期41卷 34-42页

作者：万云杰郭旭阳周帼彦涂善东华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237

针对大部分小试样技术没有规范化的标准,试样在尺寸上的变化往往会引起所受应力状态的变化,进而影响蠕变参数反演的准确性的问题,采用有限元法,基于三点弯小试样梁弯曲本构模型和Norton蠕变方程,分析试样在不同横截面宽厚比下的应力状态... 详细信息

针对大部分小试样技术没有规范化的标准,试样在尺寸上的变化往往会引起所受应力状态的变化,进而影响蠕变参数反演的准确性的问题,采用有限元法,基于三点弯小试样梁弯曲本构模型和Norton蠕变方程,分析试样在不同横截面宽厚比下的应力状态,及其对三点弯小试样蠕变性能的影响。研究结果表明,当横截面宽厚比b:2h2:1时,试样趋向于平面应变状态;当1:2≤b:2h≤2:1时,试样介于两种应力状态之间。对于加载点稳态位移速率、蠕变应力、转换系数、蠕变参数反演结果,平面应力状态的影响明显大于平面应变状态;与单轴蠕变试验数据的对比结果表明,将试样横截面宽厚比控制在1:1≤b:2h≤2:1范围之内,能够提高蠕变参数反演结果的准确性。研究结果为三点弯小试样试验方法的合理应用提供依据。

关键词：三点弯小试样蠕变应力状态有限元

基于数据库方法的离子辐照用小冲杆实验的尺寸效应研究

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华东理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈成赵政捷钟继如关凯书华东理工大学机械与动力工程学院承压系统安全科学教育部重点实验室

在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。由于受到离子辐照深度的限制，可采用0.1 mm厚度的小冲杆试样，相对标准的0.5 mm厚度的小冲杆试样，厚度更薄，对测试结果和和拟合... 详细信息

在核工业中利用小冲杆试验(Small Punch Test,SPT)评价材料受辐照前后力学性能的变化有广阔的应用前景。由于受到离子辐照深度的限制，可采用0.1 mm厚度的小冲杆试样，相对标准的0.5 mm厚度的小冲杆试样，厚度更薄，对测试结果和和拟合方法带来了新的挑战。围绕离子辐照用小冲杆试样的尺寸效应进行研究，对6种材料进行试验，验证了数据库方法确定厚度为0.1 mm的小冲杆试样强度的可行性，并对试验中存在的尺寸效应及其临界晶粒尺寸进行分析。通过数据库方法建立了0.1 mm厚SPT和常规拉伸强度的转换方法，发现屈服强度的相对误差与试样晶粒尺寸呈线性关系，确定6种材料的抗拉强度最大相对误差为3.62%，屈服强度的最小误差为4.84%，最大为15.9%，屈服强度的临界晶粒尺寸为7.4μm。

关键词：小冲杆试验尺寸效应材料强度数据库方法临界晶粒尺寸