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月桂酸基二元低共融储能材料的制备及热性能

化工进展 2024年第6期43卷 3256-3267页

作者：梁西妹费华李元林雍帆郭梦倩周嘉宏江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学理学院江西赣州341000

相变材料的潜热储能技术利用于建筑节能领域。以月桂酸(LA)为基础,引入石蜡(PW)和癸酸(CA),研究月桂酸基二元相变材料的热性能、稳定性及可靠性。通过理论预测得到LA-PW、LA-CA的相变温度为35.75℃和18.11℃,通过实验得到LA-PW的最佳比... 详细信息

相变材料的潜热储能技术利用于建筑节能领域。以月桂酸(LA)为基础,引入石蜡(PW)和癸酸(CA),研究月桂酸基二元相变材料的热性能、稳定性及可靠性。通过理论预测得到LA-PW、LA-CA的相变温度为35.75℃和18.11℃,通过实验得到LA-PW的最佳比例为76∶24,LA-CA的最佳比例为30∶70。LA-PW、LA-CA的相变温度分别为37.45℃和17.82℃,与理论值相差1.70℃、0.29℃,相变潜热分别为186.9J/g、129.16J/g。FTIR和XRD分析发现LA-PW、LA-CA都没产生新物质,为纯物理结合且在蓄放热实验过程中表现出良好的储热性能。热重分析可以看出在100℃内,LA-PW、LA-CA都没有发生热解现象,表现出良好的热可靠性。经过500次冷热循环后LA-PW、LA-CA的相变温度最大差率分别为9.5%、2.15%,相变潜热最大差率分别为3.8%、3.27%,能保持较好的稳定性和蓄热性能,适用于建筑行业的节能研究应用。

关键词：脂肪酸复合相变材料潜热储能热可靠性建筑节能

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稀土熔盐渣钙化焙烧酸浸及动力学研究

中国稀土学报 2024年第4期42卷 781-789,I0005页

作者：刘庆生李威肖浩刘淼聂华平邱廷省江西理工大学材料冶金化学学部江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

针对目前从稀土熔盐电解渣中回收稀土效率低的问题,提出CaO焙烧转型-盐酸浸出法回收稀土。该方法系统考察了焙烧温度、焙烧时间、CaO添加量,以及HCl浓度、浸出时间、液固比、浸出温度等对渣中稀土提取效果的影响,并对焙烧过程进行动力... 详细信息

针对目前从稀土熔盐电解渣中回收稀土效率低的问题,提出CaO焙烧转型-盐酸浸出法回收稀土。该方法系统考察了焙烧温度、焙烧时间、CaO添加量,以及HCl浓度、浸出时间、液固比、浸出温度等对渣中稀土提取效果的影响,并对焙烧过程进行动力学研究。结果表明,在焙烧温度700℃,焙烧时间3 h,CaO与稀土熔盐电解渣质量比0.9∶1,盐酸浓度5 mol·L^(-1),浸出时间1.5 h,液固比15∶1,浸出温度50℃,浸出时间1.5 h的条件下,稀土浸出率达到99.03%。焙烧反应过程受化学反应控制,反应表观活化能E_(a)为65.46 kJ·mol^(-1),动力学方程为1-(1-x)^(1/3)=exp(5.31068-7874.03289/T)。

关键词：稀土熔盐电解渣氧化钙焙烧盐酸浸出表观活化能

辐照改性聚丙烯腈/热塑性聚氨酯锂离子电池隔膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2385-2394页

作者：王一迪巩桂芬崔巍巍王召阳楼晨霞哈尔滨理工大学材料与化学工程学院哈尔滨150040

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,制备出一种新型锂离子电池隔膜。通过FTIR发现辐照改性PAN/TPU隔膜,PAN分子间出现环化反应,并且PAN与TPU分子间出现C=N-N键的交联,环和交联结构的引入都提高隔膜的力学与耐热性能,此外通过100 k Gy改性后的隔膜电化学性能优异,具有较高的吸液率(552%)与孔隙率(68.2%),电化学稳定窗口为5.42 V,界面阻抗为149.44Ω,离子电导率为1.68×10^(-3)S/cm,均优于辐照前的隔膜,1 C下循环100次后放电容量保持率为96.53%,并在循环测试中表现出优异的倍率性能。

关键词：锂离子电池电化学性能隔膜静电纺丝聚丙烯腈辐照

基于GMM和GA-LSTM的稀土熔盐电解过程原料含量状态识别模型

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1727-1742页

作者：张震朱尚琳伍昕宇刘飞飞何鑫凤王家超江西理工大学电气工程与自动化学院赣州341000 中南大学自动化学院长沙410083 江西理工大学机电工程学院赣州341000

在高温高风险的稀土熔盐电解工艺中,为了实现稀土熔盐电解过程原料含量状态的智能识别,提出了一种基于混合高斯背景建模(GMM)和遗传算法优化的长短期记忆神经网络(GA-LSTM)的分类模型。模型通过GMM算法、R通道自适应滤波和中值滤波准确... 详细信息

在高温高风险的稀土熔盐电解工艺中,为了实现稀土熔盐电解过程原料含量状态的智能识别,提出了一种基于混合高斯背景建模(GMM)和遗传算法优化的长短期记忆神经网络(GA-LSTM)的分类模型。模型通过GMM算法、R通道自适应滤波和中值滤波准确提取图像的火焰前景和特征,以量化熔盐电解反应的剧烈程度,进而判断稀土熔盐电解处于原料含量过多或含量正常状态;然后利用GA-LSTM神经网络建立熔盐表面火焰特征和稀土熔盐电解过程原料含量状态的非线性映射关系。结果表明:模型的识别精度高达99.79%,具有较好的泛化性,为实现稀土熔盐电解工艺自动化提供了一定的参考价值。

关键词：稀土熔盐火焰特征混合高斯模型长短期记忆神经网络遗传算法

DBD等离子体耦合BiOI催化材料降解苯甲羟肟酸的特性与机制

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化工进展 2024年第3期43卷 1565-1575页

作者：董冰岩李贞栋王佩祥涂文娟谭艳雯张芹江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合... 详细信息

常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合催化剂降解BHA过程中总有机碳(TOC)、pH、∙OH自由基等的变化,通过液相色谱-质谱联用仪分析了降解反应过程的中间产物并探讨了BHA的降解机理。表征结果显示合成的BiOI具有高比表面积、高孔体积、高纯度的介孔纳米片微球,且DBD可以改变催化剂的晶型和结构,具有更高的催化性能。降解性能结果表明,峰值电压、鼓气量等对BHA降解率有很大影响;BHA浓度为80mg/L、体积1000mL,在峰值电压24kV,频率7500Hz,鼓气量30L/min条件下,添加0.3g BiOI催化剂与DBD等离子体耦合效果最好,相对于单一DBD体系,BHA降解率由78.8%提高到88.2%。降解机理分析可知,∙OH是BHA降解的重要活性物质,在等离子体催化作用下,BHA被氧化开环,转化为苯甲酸和乙醇酸等中间体,最终生成H_(2)O和CO_(3)^(2-)等。

关键词：介质阻挡放电等离子体废水降解矿化率催化剂

稀土掺杂铌酸钆白光上转换发光材料的构筑与发光机理

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有色金属科学与工程 2024年第5期 774-780页

作者：符彪颜昊坤李仁富冯刘振余依棋廖金生江西理工大学化学工程学院

采用水热法在温和的实验条件下制备了GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+上转换白光荧光粉。探究了煅烧温度对样品结构和发光性能的影响，并确定了GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+荧光粉的较优煅烧温度。研究了不同稀土离子掺杂浓度对GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+... 详细信息

采用水热法在温和的实验条件下制备了GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+上转换白光荧光粉。探究了煅烧温度对样品结构和发光性能的影响，并确定了GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+荧光粉的较优煅烧温度。研究了不同稀土离子掺杂浓度对GdNbO4:Yb3+/Er3+/Tm3+荧光粉发光性能的影响，并通过控制稀土离子掺杂浓度实现了对荧光粉发光颜色的调节。

关键词：水热法稀土上转换铌酸钆白光

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CO_(2)还原光催化材料研究进展

材料导报 2024年第14期38卷 29-36页

作者：许丹于彩莲李芬杨莹李博琳芦柳蔺宇晨哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080

太阳能驱动二氧化碳转化为可持续的碳氢燃料是缓解能源危机和全球气候变暖问题的一条重要战略途径。选择高效且经济的光催化材料是实现光催化CO_(2)转化为高附加值产物的关键。本文主要从光催化CO_(2)还原反应机理、催化剂类型等方面综... 详细信息

太阳能驱动二氧化碳转化为可持续的碳氢燃料是缓解能源危机和全球气候变暖问题的一条重要战略途径。选择高效且经济的光催化材料是实现光催化CO_(2)转化为高附加值产物的关键。本文主要从光催化CO_(2)还原反应机理、催化剂类型等方面综述了光催化CO_(2)还原领域的研究进展,着重讨论了光催化剂改性策略,包括构筑异质结、金属掺杂、形貌调控等。目前,选择合适高效的光催化材料用以光催化CO_(2)还原制备高附加值产物等方面尚存在些许不足,比如光催化CO_(2)转化效率低、产物选择性差以及无法规模化投入生产等问题,因此如何解决上述问题是未来光催化CO_(2)资源化领域的研究重点。

关键词：光催化二氧化碳还原光催化材料半导体高附加值产物

碳材料纳米结构的调控及吸附水中有毒污染物研究进展

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材料工程 2024年第10期52卷 57-69页

作者：李秋爽李芬杨莹于彩莲燕红郑梦龙陈慧宇哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

纳米碳材料因具有比表面积大、孔结构复杂、表面官能团丰富等结构特点,在水中污染物治理上应用广泛。本文总结了纳米碳材料的碳源和制备方法,分析了碳材料纳米结构调控的原理和影响因素,综述了纳米碳吸附水中有毒污染物的研究成果,并提... 详细信息

纳米碳材料因具有比表面积大、孔结构复杂、表面官能团丰富等结构特点,在水中污染物治理上应用广泛。本文总结了纳米碳材料的碳源和制备方法,分析了碳材料纳米结构调控的原理和影响因素,综述了纳米碳吸附水中有毒污染物的研究成果,并提出了未来纳米碳材料工业化应用需要突破的瓶颈问题。水热法、热解法和化学气相沉积是目前常用的纳米碳制备方法,糖类、石油化工产品以及生物质等传统碳源通过制备温度、活化剂等参数的调控均可获得纳米结构碳。开发的碳纳米管、碳纳米球和纳米孔碳等可与污染物更好的接触,因此对酚类、苯类、染料类、抗生素以及重金属离子等有毒污染物有明显的吸附优势。为了实现纳米碳吸附材料的广泛应用,未来还需要在纳米碳绿色高效制备工艺的研发、碳结构形成演变规律的探索、纳米碳宏观使用方案的设计以及纳米碳基复合材料开发等方面开展进一步的研究工作。

关键词：纳米结构碳材料吸附有机污染物重金属离子

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勃姆石溶胶改性HGMs的制备及其水性复合涂层的性能

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复合材料学报 2024年第2期41卷 775-786页

作者：王召阳巩桂芬崔巍巍王一迪楼晨霞哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040

保温隔热对节能减排、减少能源消耗有着重大战略意义。本文以勃姆石溶胶对空心玻璃微球(Hollow glass microspheres,HGMs)进行表面改性,引入气腔结构以提高涂层保温隔热性能,制备可连续生产的高性能水性复合涂层。通过FTIR、XRD、SEM等... 详细信息

保温隔热对节能减排、减少能源消耗有着重大战略意义。本文以勃姆石溶胶对空心玻璃微球(Hollow glass microspheres,HGMs)进行表面改性,引入气腔结构以提高涂层保温隔热性能,制备可连续生产的高性能水性复合涂层。通过FTIR、XRD、SEM等表征手段对复合微球的微观形貌及结构进行分析。采用热失重分析、热导率、红外热成像等技术手段,系统研究涂层的微观结构、综合性能、保温隔热机制。结果表明:勃姆石溶胶成功对HGMs进行表面改性,HGMs@Al_(2)O_(3)保留HGMs的基本结构与特征,增强与水性聚合物基体的界面相容性,解决HGMs与水性基体界面粘结性差、致使其热导率波动大的实际问题。与未添加隔热填料的复合涂层相比,当HGMs@Al_(2)O_(3)含量为7wt%时达逾渗阈值,涂层综合性能最佳,显著提高复合涂层保温隔热性,导热系数降低58.7%;复合涂层最大热分解温度提高11%,在100℃热场环境下,能达到温度差为18.1℃的隔热效果,应用潜力及商业化前景巨大。

关键词：保温隔热复合涂层空心玻璃微球耐热性热导率热传输速率