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ZnIn_(2)S_(4)修饰TiO_(2)的分级S型异质结用于促进光催化析氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 334-345页

作者：张宝龙刘方璇孙彬高婷婷周国伟齐鲁工业大学(山东省科学院)化学与化工学院山东省高校轻工精细化学品重点实验室济南市多尺度功能材料工程实验室山东济南250353 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264006

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异... 详细信息

利用半导体光催化裂解水制氢被认为是解决日益严重的环境污染和能源短缺问题的有效途径之一,然而半导体光吸收范围窄、光生载流子复合率高以及光催化剂氧化还原能力差等问题限制了该技术的发展.为克服这些难题,构建能带结构匹配的S型异质结成为提高光催化活性的有效策略.该结构能实现光生载流子的空间分离和转移,有效地抑制其复合,同时保留了光催化体系的强氧化还原能力.本文利用原位化学浴沉积法成功地将ZnIn_(2)S_(4)纳米片修饰在花状TiO_(2)微球表面,制备了具有独特分级结构的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化材料,并研究了其光催化析氢活性.Zeta电位结果表明,TiO_(2)带有正电荷,可以率先吸附溶液中的S2-并与后续加入的In3+和Zn2+原位反应生成ZnIn_(2)S_(4),进而构建稳定的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂.X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等结果证实了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结光催化剂的成功制备.紫外-可见漫反射结果表明,ZnIn_(2)S_(4)的引入明显增强了TiO_(2)的光吸收能力.结合莫特-肖特基曲线、X射线光电子能价带谱和紫外光电子能谱等表征结果,确定了TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的能带结构及费米能级位置.光电流密度、电化学阻抗、表面光电压、荧光光谱和时间分辨荧光光谱等测试结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有较好的光生载流子分离和转移效率以及更长的光生载流子寿命.线性扫描伏安和接触角测试证明了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的过电势和良好的亲水性,更有利于析氢反应发生.通过阿伦尼乌斯方程对反应温度和析氢速率之间的关系进行拟合,结果发现,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结具有更低的析氢反应表观活化能,从而更有利于光催化析氢反应发生.非原位和原位X射线光电子能谱以及电子自旋共振光谱等结果表明,TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结遵循S型电子转移机理.在模拟太阳光照射下,最佳配比的TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的光催化析氢速率达6.85 mmol g^(-1) h^(-1),分别约为纯TiO_(2)和ZnIn_(2)S_(4)的171.2倍和3.9倍.此外,经六次循环后催化材料仍保持良好的光催化析氢活性,表明具有紧密界面接触的分级结构异质结可以有效地抑制ZnIn_(2)S_(4)的光腐蚀,且保持良好的结构稳定性.综上,本文构建了TiO_(2)/ZnIn_(2)S_(4) S型异质结,有效促进了光生载流子的空间分离和转移,同时保留了其强氧化还原能力,从而提高光催化析氢活性.本研究为设计和合成高效的异质结光催化剂提供了参考.

关键词： TiO_(2) 分级结构 ZnIn_(2)S_(4) S型异质结光催化析氢

铝/钢异种金属搅拌摩擦焊性能改善方法及其研究现状

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航空制造技术 2024年第10期67卷 53-65页

作者：高嵩吴程浩石磊刘涛景元坤尹启朋郭宁齐鲁工业大学(山东省科学院) 济南250353 山东省机械设计研究院济南250031 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061

铝合金与钢的复合结构具有质量轻、强度高、成本低等特点,广泛应用于航空航天、船舶重工、汽车制造等领域。搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)作为一种新型固相连接技术,具有高效、节能、环保等优势,但利用传统搅拌摩擦焊获得的铝... 详细信息

铝合金与钢的复合结构具有质量轻、强度高、成本低等特点,广泛应用于航空航天、船舶重工、汽车制造等领域。搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)作为一种新型固相连接技术,具有高效、节能、环保等优势,但利用传统搅拌摩擦焊获得的铝/钢异种接头仍然存在诸多缺陷。基于铝/钢异种金属搅拌摩擦焊的优化,本文对目前已经在铝/钢搅拌摩擦焊方面取得成果的辅助方式进行总结归纳,将其划分为机械结构式辅助FSW、中间过渡层辅助FSW、温度控制型外源辅助FSW和超声振动辅助FSW,并在此基础上进一步展望了铝/钢异种金属搅拌摩擦焊优化方法的发展方向。

关键词：铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW) 优化机械结构过渡层温度控制超声振动

基于两性离子的纳滤膜抗污染改性方法研究进展

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工业水处理 2024年第3期44卷 37-44页

作者：尹萌萌王禹翰张坤王冠徐维国王波山东建筑大学市政与环境工程学院山东济南250101 山东省创新发展研究院山东济南250101 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司山东济南250003 济南泉润供水工程有限公司山东济南250000 济南万瑞炭素有限责任公司山东济南250403

纳滤膜对水中污染物的分离截留性能优异,膜污染控制和抗污染强化是该技术发展的研究热点。纳滤膜改性是强化纳滤膜抗污染性能的方法之一,基于两性离子材料的改性纳滤膜凭借两性离子材料静电作用与水分子结合的特性,在渗透性和抗污性方... 详细信息

纳滤膜对水中污染物的分离截留性能优异,膜污染控制和抗污染强化是该技术发展的研究热点。纳滤膜改性是强化纳滤膜抗污染性能的方法之一,基于两性离子材料的改性纳滤膜凭借两性离子材料静电作用与水分子结合的特性,在渗透性和抗污性方面表现优秀。系统综述了强化抗污染的两性离子纳滤膜的改性方法,包括涂覆法、接枝法、界面聚合法、自组装和共混掺杂法等,并阐释了各方法所制备纳滤膜的抗污效能和适用条件,最后对各改性方法做出了展望,以期为两性离子材料在纳滤膜改性和实际应用中的研究提供参考。

关键词：纳滤膜改性两性离子膜污染

碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料的水热合成及其电化学性能研究

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化工新型材料 2024年第5期52卷 146-149页

作者：杨子娄有信曹晓润尹蕊娄广辉张伟河南建筑材料研究设计院有限责任公司郑州450002 齐鲁工业大学(山东省科学院)材料科学与工程学院济南250353

钒氧化物及其复合材料是一种理想的锂离子电池电极材料。使用一步水热法合成了碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电池测试系统对该复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征测试。结果表明:碳微球/多... 详细信息

钒氧化物及其复合材料是一种理想的锂离子电池电极材料。使用一步水热法合成了碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电池测试系统对该复合材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征测试。结果表明:碳微球/多孔VO_(2)(B)复合材料由无定型碳微球和由柔性弯曲的VO_(2)(B)纳米条自构筑的多孔VO_(2)(B)复合而成,当电流密度分别为0.5A/g、1A/g、2A/g和5A/g时,其放电比容量可分别达到748.4mAh/g、612.2mAh/g、457.5mAh/g和359.6mAh/g,经250次循环,其容量保持率可达90.7%(在5A/g时)。

关键词：碳微球多孔VO_(2)(B) 水热法电化学

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济南某石灰岩区高速桥桩底沉渣缺陷处理研究

价值工程 2024年第16期43卷 76-78页

作者：姜文富中建材山东勘测设计研究院有限公司济南250100 中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队济南250100

灌注桩的沉渣问题一直是业内关注和研究的重点之一,基本可分为沉渣的成因、沉渣厚度的测量、清孔除渣、后注浆、沉渣缺陷的检测、沉渣缺陷桩的处理这6个研究内容。沉渣缺陷桩的处理,可根据沉渣的严重程度归纳为5种方法。以济南平阴县石... 详细信息

灌注桩的沉渣问题一直是业内关注和研究的重点之一,基本可分为沉渣的成因、沉渣厚度的测量、清孔除渣、后注浆、沉渣缺陷的检测、沉渣缺陷桩的处理这6个研究内容。沉渣缺陷桩的处理,可根据沉渣的严重程度归纳为5种方法。以济南平阴县石灰岩丘陵区某高速桥梁大直径嵌岩灌注桩项目为例,分析了岩溶及其充填物、风化砂岩夹层、泥质条带灰岩层等不良地层条件;选取某棵沉渣缺陷桩,分析了其声波透射法检测结果;重点论述沉渣厚度和分布范围;采用钻杆高压水旋喷、两孔连通交替冲洗清渣;用孔内电视确认清渣效果;最后采用压力注浆,向清渣后形成的空洞内注入P.O 52.5纯水泥浆,成功处理了沉渣缺陷。相关工艺可为相关工程提供参考。

关键词：沉渣一桩一探声波透射法钻芯法孔内电视注浆填充

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建筑垃圾填埋对市政道路基层承载力影响的有限元模拟分析

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四川水泥 2024年第6期 225-227页

作者：张珊珊王利娟孟宪光山东工程职业技术大学山东济南250200 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司山东济南250031

建筑垃圾填埋会导致地基土体的变形和压缩,从而对道路基层的稳定性和承载能力产生潜在影响。以无填埋情况做为对照组,以有建筑垃圾填埋情况做为实验组,通过几何建模、设置材料特性参数、加载条件、网格划分、边界条件等环节,利用有限元... 详细信息

建筑垃圾填埋会导致地基土体的变形和压缩,从而对道路基层的稳定性和承载能力产生潜在影响。以无填埋情况做为对照组,以有建筑垃圾填埋情况做为实验组,通过几何建模、设置材料特性参数、加载条件、网格划分、边界条件等环节,利用有限元模拟方法,研究工程建筑垃圾填埋对基层承载力的影响。从基层变形、应力分布、承载能力评估等方面分析模拟结果。结果表明,建筑垃圾填埋对市政道路基层承载力具有一定的影响,需要在实际工程中加以考虑和管理。

关键词：建筑垃圾填埋市政道路有限元模拟承载力

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厚层富水杂填土场地深层强夯和基坑支护降水

土工基础 2024年第2期38卷 209-214,260页

作者：姜文富侯芳付青孙文来中建材山东勘测设计研究院有限公司济南250100 中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队济南250100 水发检测科技有限公司济南250100 中国建筑材料工业地质勘查中心浙江总队杭州310000

某厚层富水杂填土建筑场地位于济南市黄河冲积区,杂填土层最厚处达13.2 m,含有大量建筑垃圾碎块,局部看可见大块碎块和钢筋混凝土块。项目拟建五个3~7层建筑物和一个负1层地下车库,基坑开挖最大深度6.80 m。通过对场地的勘察、强夯、孔... 详细信息

某厚层富水杂填土建筑场地位于济南市黄河冲积区,杂填土层最厚处达13.2 m,含有大量建筑垃圾碎块,局部看可见大块碎块和钢筋混凝土块。项目拟建五个3~7层建筑物和一个负1层地下车库,基坑开挖最大深度6.80 m。通过对场地的勘察、强夯、孔内深层强夯桩复合地基、降排水措施和基坑支护设计等方面的全面展示和分析研究,总结得出了最可行的孔内深层强夯桩的冲击成孔、管井的全护筒跟进旋挖钻孔等施工工艺和关键点,详细划分了强夯和基坑的范围,并深入探讨了管井降水系统应如何较好地配合强夯、孔内深层强夯和基坑开挖施工。以期为类似杂填土场地的建筑工程提供参考。

关键词：富水杂填土孔内深层强夯法冲击成孔降水管井全护筒跟进旋挖基坑支护

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氧化石墨烯复掺纤维水泥基复合材料研究综述

功能材料 2024年第3期55卷 3073-3082页

作者：韩雷莹王学志辛明王思月贺晶晶辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001 南京交通技师学院南京210000 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯(G)的衍生物有着与石墨烯相类似的力学性能和导热性能等优异性能,并且其亲水性官能团使其相比于石墨烯来说更容易在水中分散从而更容易与水泥基相结合。大量研究已表明GO掺入水泥基中不但可以增强水泥基的力学... 详细信息

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯(G)的衍生物有着与石墨烯相类似的力学性能和导热性能等优异性能,并且其亲水性官能团使其相比于石墨烯来说更容易在水中分散从而更容易与水泥基相结合。大量研究已表明GO掺入水泥基中不但可以增强水泥基的力学性能和耐久性能还可以增强水泥基的电磁屏蔽性能、导热性能等性能,为多功能型、智能型混凝土的开发提供了可能。以GO复掺其他功能纤维材料在水泥基中的应用为中心,简述了GO的性能特点、结构特质从而表明GO在水泥基材料中应用的广度和范围,并重点综述了GO的分散性研究和GO复掺纤维水泥基的工作性能、水化过程、力学性能、耐久性能、功能性能的研究,并对未来GO复掺纤维水泥基材料研究的方向进行了展望。

关键词：水泥基复合材料氧化石墨烯耐久性导热电

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不同加卸载路径下灵敏性粉土的变形特性

地下空间与工程学报 2024年第2期20卷 426-436页

作者：卢瑞娜余蓉高原石雪英巩天真山西大学电力与建筑学院太原030013 山西省电力勘测设计院有限公司太原030024 北京市理化分析测试中心北京100089 成都建筑材料工业设计研究有限公司成都610000

山西汾河中游一级阶地的施工中发现,饱和粉土地基受扰动后会产生很大的附加沉降,且迟迟不能稳定,表现出灵敏性。基于一维固结蠕变试验研究不同的加卸载路径对灵敏性粉土变形特性的影响,结果表明:加卸载路径和加卸荷比是影响压缩曲线的... 详细信息

山西汾河中游一级阶地的施工中发现,饱和粉土地基受扰动后会产生很大的附加沉降,且迟迟不能稳定,表现出灵敏性。基于一维固结蠕变试验研究不同的加卸载路径对灵敏性粉土变形特性的影响,结果表明:加卸载路径和加卸荷比是影响压缩曲线的重要因素;压缩曲线在出现转折时对应的应力为结构屈服应力;加荷比越大,同级荷载下沉降值、固结系数、次固结系数和主固结比都会增大,同时其压缩曲线越趋近于线性,特征转折点消失,但加荷比越大,可大大减少工期;预压荷载的大小和卸荷比都会影响灵敏性粉土的回弹量,预压荷载大于结构屈服应力时,卸荷比越大,回弹量越大,因此需要采取分级卸载方法减小回弹量,保证预压效果;目标荷载小于结构屈服应力时,超载预压法降低工后沉降效果显著。

关键词：加卸载路径灵敏性粉土一维固结蠕变试验结构屈服应力