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甲苯催化氧化研究进展

工程科学学报 2024年第7期46卷 1286-1299页

作者：杨金苹江云朋楚培齐陶进雄王治伟戴洪兴刘雨溪邓积光北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易... 详细信息

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易降解,对其治理迫在眉睫.在众多处理技术中,催化氧化技术可以在低温下将其完全转化成二氧化碳和水,该技术的核心是开发出高活性、高稳定性、抗水抗硫性强的催化剂.因此,本文综述了近几年贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、尖晶石型复合氧化物催化剂、钙钛矿型复合氧化物催化剂和金属有机骨架基催化剂等催化氧化甲苯的研究进展,并对其反应机理和动力学进行了讨论,以期帮助开发用于将甲苯完全氧化或者选择性氧化的高效催化材料.

关键词：甲苯挥发性有机物催化剂催化氧化反应机理

Cr_(3)C_(2)/WC的添加对Stellite 12熔覆层耐磨耐蚀性的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 135-142页

作者：赵菲张亮吴志生温保安太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电... 详细信息

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验,分别评价熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性,并通过超景深显微镜对磨痕形貌进行分析。结果添加碳化物后,熔覆层的微观组织以柱状晶和树枝晶为主,物相主要由γ-Co固溶体和碳化物(M23C6、M7C3)组成;Cr_(3)C_(2)的添加使得熔覆层的硬度降低,由610HV0.2降至530HV0.2,但耐磨性得到提高,磨损量由0.45 mm^(3)降至0.33 mm^(3),下降了28%,耐蚀性得到提高,腐蚀电位由-0.385 V增加到-0.264 V,腐蚀电流密度由9.269×10^(-10)A/cm^(2)降至1.496×10^(-10)A/cm^(2),极化电阻由3.982×10^(7)Ω·cm^(2)提升至2.424×10^(8)Ω·cm^(2),提高了1个数量级;WC的添加使其硬度由610HV0.2提高至750HV0.2,磨损深度变浅,磨损量由0.45 mm3降至0.19 mm^(3),下降了43%,但耐腐蚀性有所降低。3种熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。结论WC的添加可以有效提高熔覆层的硬度和耐磨性,但耐腐蚀性有所降低;添加Cr_(3)C_(2)后,耐蚀性得到显著提高,耐磨性略微提升,但硬度降低。

关键词：激光熔覆复合熔覆层显微硬度摩擦磨损行为磨损机制电化学腐蚀行为

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D-酪氨酸与多黏菌素B修饰高分子涂层的构建及其抗细菌生物被膜功能研究

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高分子学报 2024年第1期55卷 13-26页

作者：殷光明赵娜娜丁小康徐福建北京化工大学材料科学与工程学院北京100029

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖... 详细信息

聚氯乙烯(PVC)医用导管在使用过程中容易形成细菌生物被膜并引发细菌感染,严重威胁患者生命健康.本研究采用酸敏感动态共价键将具有促进细菌生物被膜解散功能的D-酪氨酸、具有杀菌功能的多黏菌素B,以及具有良好生物相容性的醛化葡聚糖修饰到医用导管常用的PVC材料表面,并研究其抗细菌生物被膜形成的功能.研究表明,修饰D-酪氨酸的高分子涂层能够有效抑制PVC表面细菌生物被膜的形成,结晶紫染色的结果表明具有多层交联高分子涂层修饰的PVC表面可以显著降低细菌生物被膜的生成(n=3,***p<0.001),形成的生物被膜仅为未修饰PVC片材表面形成生物被膜的7.2%.该多层交联高分子涂层可有效减少植入体周围细菌感染引发的组织炎症,为构建抗细菌生物被膜医用导管提供了一种新的策略.

关键词：细菌生物被膜 D-酪氨酸高分子涂层抗菌导管

不同岩石工况下新型高硬韧TBM刀圈用钢的磨损特性试验研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 622-632页

作者：蒋金哲刘越刘春明东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

TBM刀圈的磨损性能不仅取决于刀圈自身的组织及性能,而且与岩石的类型以及磨损载荷紧密相关.为此,选取了5种不同性能的刀圈钢,研究了磨损载荷以及岩石类型对试验钢磨损性能及磨损机制的影响.研究结果表明:在砂岩工况下,不同性能试验钢... 详细信息

TBM刀圈的磨损性能不仅取决于刀圈自身的组织及性能,而且与岩石的类型以及磨损载荷紧密相关.为此,选取了5种不同性能的刀圈钢,研究了磨损载荷以及岩石类型对试验钢磨损性能及磨损机制的影响.研究结果表明:在砂岩工况下,不同性能试验钢均表现出微观切削磨损机制,随着试验钢硬度的增加,磨损量减小,磨屑由卷曲条带状转变为木屑状.在花岗岩工况下,各试验钢磨损机制以犁削为主,磨屑呈粉末状或块状,磨损载荷较低时,耐磨性与试样硬度正相关,当磨损载荷增加到一定数值后,耐磨性同时取决于试验钢的硬度和韧性.

关键词： TBM刀圈硬度韧性磨损行为岩石类型

选区激光熔化成形2%TiB_(w)/TA15复合材料的显微组织与性能

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1164-1178页

作者：贾畅颖安琦王存玉张芮崔丽华陈润孙枫泊黄陆军耿林哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150000

本文通过选区激光熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)制备原位自生2%(体积分数)TiB_(w)/TA15钛基复合材料,探究激光功率和扫描速率对该复合材料的显微组织和室温/高温力学性能的影响规律,并揭示其强化机理。结果表明:SLM-2%TiB_... 详细信息

本文通过选区激光熔化成形技术(Selective laser melting,SLM)制备原位自生2%(体积分数)TiB_(w)/TA15钛基复合材料,探究激光功率和扫描速率对该复合材料的显微组织和室温/高温力学性能的影响规律,并揭示其强化机理。结果表明:SLM-2%TiB_(w)/TA15复合材料中存在孔隙缺陷,其数量随激光功率的降低和扫描速率的增大而增加。该复合材料基体由一定生长方向的原始柱状β晶和细小层片状α相组成,TiB晶须呈弥散分布;其抗拉强度随激光功率的增大而减小,随扫描速率的增大而增大,最高室温抗拉强度为1337.8 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了15.1%;600℃抗拉强度最高值为651.1 MPa,与SLM-TA15合金相比提高了10.1%。复合材料的维氏硬度最高为403.21HV,显著高于SLM-TA15合金(345.3HV)。该复合材料强度提升的主要强化机制为载荷传递强化、热错配强化和细晶强化。

关键词： TiB_(w)/TA15复合材料选区激光熔化显微组织力学性能强化机理

F/O阴离子取代调控ZnGa_(2)O_(4):Cr^(3+)近红外发光

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发光学报 2024年第6期45卷 923-931页

作者：伍宇博于世杰黄前兴邵起越东南大学材料科学与工程学院江苏南京210089

采用高温固相法制备了一系列ZnGa_(2)O_(4):xCr^(3+),yMgF_(2)荧光粉,并研究其物相结构和发光性能。结果表明,MgF_(2)掺杂起主导作用的是F离子,F/O阴离子取代形成局域环境不同的[CrO_(6)]和[Cr(O,F)_(6)]发光中心,使ZnGa_(2)O_(4):Cr^(3+)发光谱显著宽化。进而通过增加Cr^(3+)浓度使发射谱不断红移,实现了峰值波长689~900nm波段可调发光;稳/瞬态光谱学分析表明谱峰大幅红移来自于不同Cr^(3+)发光中心间的能量传递。优化样品ZnGa_(2)O_(4):0.1Cr^(3+),0.2MgF_(2)(ZMGOF∶0.1Cr^(3+))表现出较好的综合性能,蓝光激发下宽带近红外发射覆盖700~1200nm波段,峰值波长885nm、半高宽215nm;且具有较为优异的发光效率和热稳定性,内、外量子效率分别为92.3%和48.1%,100℃强度保持率约89.6%。采用ZMGOF:0.1Cr^(3+)荧光粉封装制成的LED器件在100mA电流驱动下近红外光输出功率约34.5mW,能量转换效率约12.3%。

关键词：荧光粉 LED 近红外 Cr^(3+)激活阴离子取代

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可控构建分级多孔炭载CoP纳米颗粒催化剂用于高效氧还原反应

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 526-537页

作者：闫晓丽王奎郝姝葳周广达杨浩伟张华郭俊杰太原理工大学材料科学与工程学院新材料界面科学与工程教育部重点实验室山西太原030024 华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021

为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解)... 详细信息

为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解),构建了一种在分层多孔炭框架上负载由掺氮炭壳包裹的CoP纳米颗粒催化剂(CoP@NC)。在二次热解过程中,Co纳米颗粒在NaH_(2)PO_(2)生成的PH_(3)气体下原位转化为CoP纳米颗粒,而载体的十二面体结构没有发生改变。在碱性条件下,CoP@NC电催化剂表现出优异的ORR活性,半波电位高达0.92 V,这归因于分散良好的CoP纳米颗粒与炭壳之间的协同耦合以及载体多孔结构实现的高效质量传输。此外,使用CoP@NC组装的锌-空气电池展现出1.51 V的高开路电压和210.1 mW cm^(-2)的功率密度。这项研究将有助于开发低成本和高效率的ORR电催化剂。

关键词：电催化剂 Co基催化剂金属磷化物 ORR 锌-空气电池

甲基丙烯酸羟乙酯改性乙烯-α-烯烃共聚物封装胶膜

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高分子材料科学与工程 2024年第6期40卷 17-24页

作者：张志远徐梦楠陶家骏蒋姗常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、苯乙烯(St)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)为接枝单体,熔融接枝乙烯-α-烯烃共聚物(POE)制备POE-g-P(HEMA-co-St)(以下简称POE-g-PHS)和POE-g-P(HEMA-co-St-co-KH570)(以下简称POE-g-PHSK)。以过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)为交联剂、POE-g-PHS和POE-g-PHSK为改性剂,分别加入POE基材中,经熔融共混和层压交联制备POE/POE-g-PHS胶膜和POE/POE-g-PHSK胶膜,研究了POE-g-PHS和POE-g-PHSK对胶膜的结构和性能的影响。结果表明,随着POE-g-PHS和POE-g-PHSK含量的增加,POE预制膜的防交联剂迁移能力明显提升;同时,POE胶膜交联度的提升和结晶度的变化也影响其综合性能。当POE-g-PHS和POE-g-PHSK质量分数分别为9%和6%时,综合性能最优。预制膜表面摩擦系数变化率从17.13%分别降低到0.53%和0.49%,胶膜交联度从86.28%分别提高至89.87%和90.91%,剥离强度从12.86 N/cm分别提升至20.86 N/cm和32.14N/cm,同时,抗紫外老化性能、力学性能和体积电阻率等性能均有提升。

关键词：乙烯-α-烯烃共聚物胶膜熔融接枝交联剂迁移表面摩擦系数

新型双过渡金属MXene热电输运性能第一性原理计算

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物理学报 2024年第14期73卷 167-176页

作者：黄盛星陈健王文菲王旭东姚曼大连理工大学材料科学与工程学院大连116086

二维双过渡金属MXene相较于单一过渡金属MXene,有着更高的可调控性,在热电器件方面有着潜在的应用.本文通过第一性原理的计算方法结合玻尔兹曼输运理论,研究了新型二维双过渡金属MXene单层TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的稳定性和热电性能.结果... 详细信息

二维双过渡金属MXene相较于单一过渡金属MXene,有着更高的可调控性,在热电器件方面有着潜在的应用.本文通过第一性原理的计算方法结合玻尔兹曼输运理论,研究了新型二维双过渡金属MXene单层TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的稳定性和热电性能.结果表明,两者的热电输运性能优良.计算预测的结果:在最优载流子浓度下,300 K时,p型TiZrCO_(2)功率因子为11.40 mW/(m·K^(2)),远高于n型,p型VYCO_(2)功率因子(2.80 mW/(m·K^(2)))和n型(2.20 mW/(m·K^(2)))大小类似.300 K下,TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的晶格热导率较低,分别为5.08 W/(m·K)和3.22 W/(m·K),并且随着温度升高进一步降低,900 K时为2.14 W/(m·K)和1.09 W/(m·K).TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的热电优值随温度升高而增大,温度为900 K时,p型TiZrCO_(2)和VYCO_(2)的热电优值分别达到1.83和0.93,优于两者n型的0.23和0.84.双过渡金属MXene TiZrCO_(2)和VYCO_(2)相比单一过渡金属MXene(如Sc_(2)C(OH)_(2),ZT=0.5)具有更好的热电性能,有潜力作为综合性能优良的新型热电材料.本文采用的一套计算方法亦可为新型双过渡金属元素MXene热电性能探索提供一定借鉴.

关键词：双过渡金属MXene 第一性原理热电性能晶格热导率

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