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碳布负载的钴镍双金属沸石咪唑框架作为独立电极用于高效电催化析氧反应

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物理化学学报 2024年第3期40卷 69-70页

作者：白武鑫周倩倩卢振杰宋晔付永胜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

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-... 详细信息

开发低成本、高效和稳定的电催化剂对于加快水分解中的析氧反应(OER)速率,实现可再生、清洁和大规模能源转换技术至关重要。在本文中,我们开发了一种简单的方法来制备钴镍双金属沸石咪唑框架(CoNi-ZIF),通过低温热解去除客体分子将CoNi-ZIF纳米片牢固地负载到碳布(CoNi-ZIF-CC-200)上。组装的独立电极避免了对粘合剂的依赖和无效表面积的增加,从而显著提高了催化剂的催化活性和传质效率。电化学测试结果表明CoNi-ZIF-CC-200独立电极在OER过程中表现出良好的电化学活性和稳定性。CoNi-ZIF-CC-200独立电极在10 mA·cm^(-2)下表现出255 mV的低过电位,并且在恒电位测量过程中保持10 h以上的稳定运行。此外,由CoNi-ZIF-CC-200独立电极作为阳极和Pt/C作为阴极组成的水分解系统表现出优异的稳定性。

关键词： CoNi-ZIF 低温热解自支撑电极析氧反应

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一维合成维度水基声子晶体

物理学报 2024年第10期73卷 221-226页

作者：胡晨阳梁家洛郑日翌陆久阳邓伟胤黄学勤刘正猷华南理工大学物理与光电学院广州510640 武汉大学物理科学与技术学院人工微纳结构教育部重点实验室武汉430072

水下声学在水下通信、水下定位和导航等方面具有广泛的应用.借助拓扑物理的概念,研究水基声子晶体中的拓扑态为水下声波的创新性调控提供了一种全新的手段,既有基础研究价值,又有重要的应用前景.本文设计了一种一维的双层铁栅水基声子晶... 详细信息

水下声学在水下通信、水下定位和导航等方面具有广泛的应用.借助拓扑物理的概念,研究水基声子晶体中的拓扑态为水下声波的创新性调控提供了一种全新的手段,既有基础研究价值,又有重要的应用前景.本文设计了一种一维的双层铁栅水基声子晶体,通过把层间的相对横向平移量等效成一个合成维度,实现了合成二维狄拉克点.相对平移量的改变导致二重简并能带打开带隙.伴随着带隙的打开、闭合以及再次打开,能带发生翻转,也就是发生拓扑相变,从一种能谷相变化到另一种能谷相.在不同能谷相声子晶体构成的界面处,能谷陈数保证界面态的确定性存在.数值仿真与实验测量结果吻合良好,都展示了不同能谷相声子晶体的体能带以及它们之间的界面态色散.本文提出的水基声子晶体结构简单,借助合成维度的概念,为在低维实空间体系中研究高维体系拓扑特性提供了一种有效的途经,有望为拓扑功能性水声器件的设计提供新思路.此外,可以把实空间体系拓展到二维甚至是三维,并引入更多的合成维度,用于研究更高维度体系的拓扑态及其输运特性.

关键词：水基声子晶体合成维度狄拉克点界面态

窄谱被动锁模光纤激光中心波长高速调谐及其脉冲重建过程

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光学学报 2024年第5期44卷 120-127页

作者：朱喆王麓屹陈学文林巍杨洋张静刘涛韦小明杨中民华南理工大学物理与光电学院广东广州510640 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室广东广州510640 浙江机电职业技术学院国际教育学院浙江杭州310051 华南理工大学广东省特种光纤材料与器件工程技术研究开发中心广东广州510640 华南理工大学广东省光纤激光材料及应用技术重点实验室广东广州510640 华南师范大学未来技术研究院广东广州510006

报道基于快速声光滤波技术的窄谱被动锁模掺镱光纤激光中心波长快速调谐研究。窄谱锁模光纤激光器系统的输出功率可达200 mW,脉冲宽度为5.87 ps,重复频率为40.874 MHz,光谱带宽为0.15 nm。通过编程声光可调谐滤波器的射频信号,可以获得... 详细信息

报道基于快速声光滤波技术的窄谱被动锁模掺镱光纤激光中心波长快速调谐研究。窄谱锁模光纤激光器系统的输出功率可达200 mW,脉冲宽度为5.87 ps,重复频率为40.874 MHz,光谱带宽为0.15 nm。通过编程声光可调谐滤波器的射频信号,可以获得中心波长在1016~1042 nm范围内可调谐的稳定锁模脉冲。为了掌握腔内滤波时激光脉冲的重建过程,利用色散傅里叶变换技术观测波长调谐时激光脉冲的实时重建过程,并确定激光器的最高中心波长调谐频率约为5 kHz。

关键词：激光器光纤激光器波长可调谐色散傅里叶变换脉冲重建

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含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂的制备及性能

高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 1-8页

作者：蒋欣欣赵星诺章宇琳刘小僮王文蓓周权张钧钧华东理工大学特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室材料科学与工程学院上海200237 上海富晨新材料有限公司上海201600

以端羟基聚二甲基硅氧烷和4-硝基邻苯二甲腈为原料,在强极性溶剂中进行亲核取代反应合成了含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂(SIPH),并利用氨基改性剂(AWL)与该树脂进行反应制备了改性含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂预聚物(SIPH-AL)。通过红... 详细信息

以端羟基聚二甲基硅氧烷和4-硝基邻苯二甲腈为原料,在强极性溶剂中进行亲核取代反应合成了含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂(SIPH),并利用氨基改性剂(AWL)与该树脂进行反应制备了改性含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂预聚物(SIPH-AL)。通过红外光谱和核磁共振表征了SIPH树脂的化学结构;采用差示扫描量热法、红外光谱法、热重分析和动态力学热分析表征了SIPH-AL的固化行为和固化物的耐热性。结果表明,SIPH-AL起始固化温度为207℃,其固化物在空气和氮气中失重5%的温度(T_(d5))及1000℃质量保留率分别是453℃,29%和500℃,77%;石英纤维增强SIPH-AL复合材料室温和600℃时的弯曲强度分别为515.5 MPa和94.5 MPa,玻璃化转变温度(T_(g))高于500℃。

关键词：含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂氨基改性剂耐热性复合材料

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RTM用改性硅炔杂化树脂及其复合材料

复合材料学报 2024年第2期41卷 685-693页

作者：胡文杰张钧钧高明宇蒋峰光刘敏周权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上海200237 上海富晨新材料有限公司上海200241

树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种液体闭模成型工艺,成品表面光滑、安全环保、成本较低,极具发展潜力。硅炔杂化树脂是一种耐高温性能优异的有机无机杂化树脂,在航空航天领域均有广泛应用,但其与纤维的结合性能较差,复合材料力学性能不... 详细信息

树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种液体闭模成型工艺,成品表面光滑、安全环保、成本较低,极具发展潜力。硅炔杂化树脂是一种耐高温性能优异的有机无机杂化树脂,在航空航天领域均有广泛应用,但其与纤维的结合性能较差,复合材料力学性能不佳,成为制约其发展应用的主要因素。本文以苯并噁嗪树脂(PBZ)和氨基稀释剂(PAD)共混改性聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)树脂(PSA),制备了适用于RTM成型工艺的改性硅炔杂化树脂(PPA)。通过DSC、FTIR、流变仪、旋转黏度计和热重等方法对PPA树脂的RTM成型工艺、固化行为及耐热性能进行分析。结果表明:PPA树脂的加工窗口宽,可以实现RTM成型的目标,但固化温度高于PSA树脂;PPA树脂的耐热性能优异,其中PPA-1(PSA:PBZ:PAD质量比为5:1:2)树脂在氮气和空气中质量损失5%的温度(T_(d5))分别为585.4℃和568.3℃,1000℃质量保留率分别为88.3%和26.0%。复合材料力学性能测试表明,石英纤维增强PPA树脂复合材料(QF/PPA)力学性能随PBZ含量的增加而逐渐升高,其中QF/PPA-1常温下弯曲强度为346.2 MPa,层间剪切强度为21.4 MPa,较QF/PSA复合材料分别提高了120.6%和72.6%,400℃热老化2 h后的弯曲强度和层间剪切强度分别为256.5 MPa和17.1 MPa,400℃热老化2 h后的力学性能保留率超过70%。

关键词：硅炔杂化树脂共混改性 RTM成型工艺固化行为热性能复合材料

铋基光催化剂的金属或非金属改性研究进展（英文）

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物理化学学报 2024年第4期 115-138页

作者：丁慧伟彭博王志豪韩巧凤南京理工大学软化学与功能材料教育部重点实验室

随着经济的快速增长，环境和能源问题日益突出。太阳能作为一种可再生、环保的能源，受到了许多研究人员的关注，最大限度地利用太阳能资源成为未来的研究热点。众所周知，光催化技术可以将太阳能转化为化学能或电能，为环境污染提供解... 详细信息

随着经济的快速增长，环境和能源问题日益突出。太阳能作为一种可再生、环保的能源，受到了许多研究人员的关注，最大限度地利用太阳能资源成为未来的研究热点。众所周知，光催化技术可以将太阳能转化为化学能或电能，为环境污染提供解决方案。因此，半导体光催化技术被认为是解决能源危机和环境问题的最环保的技术之一。铋基半导体材料由于合适的能带结构、丰富的种类、无毒性和低成本，在光催化领域受到欢迎。然而，纯Bi基光催化剂存在光激发电子-空穴对复合效率高、量子产率低和光吸收能力有限的问题，导致光催化性能低。为了克服这些限制，人们设计了各种策略，比如金属或非金属掺杂、金属沉积、异质结构建和诱导缺陷生成来提高它们的光催化活性。在这些策略中，元素掺杂或金属沉积被认为是调整铋基材料能带结构和物化性质的有效方法。这个方法拓宽了光响应范围和提高了光催化性能。这篇综述总结了金属掺杂、非金属掺杂、金属和非金属共掺杂以及金属沉积改性铋基材料的最新研究进展。它也探索了它们在光催化降解污染物和重金属离子、氮气还原、二氧化碳还原、光催化抗菌等各个领域的应用。关于金属掺杂，我们将其分为三类：碱金属或碱土金属掺杂、过渡金属掺杂和稀土金属掺杂，并详细介绍了每种掺杂的优缺点。非金属掺杂则被分为卤素掺杂和非卤素掺杂，并重点研究非金属掺杂对铋基材料的影响。此外，我们还纵向比较了每个元素的优点。结合最近的研究进展，简要介绍了结合金属和非金属元素优点的共掺杂。对于金属沉积，我们主要从肖特基势垒和局域表面等离子体共振(LSPR)效应两个方面介绍了对Bi基材料的影响。最后，我们也呈现了金属或非金属改性Bi基光催化剂目前面临的挑战和前景。

关键词：铋基光催化剂金属掺杂非金属掺杂共掺金属沉积电子结构

中小学校园立体运动场馆下部的采光模拟与优化分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 103-114页

作者：郭昊栩林铎槟邓孟仁华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 华南理工大学建筑设计研究院有限公司广东广州510640

在我国大中城市学位不足与建设用地紧缺的大背景下,对中小学校园运动场进行立体化设计能够形成空间的纵向叠加,从而释放大量建设用地,但运动场立体化同样也会产生一些新的设计难题,其中运动场地下部空间的自然采光问题又最为复杂,既面... 详细信息

在我国大中城市学位不足与建设用地紧缺的大背景下,对中小学校园运动场进行立体化设计能够形成空间的纵向叠加,从而释放大量建设用地,但运动场立体化同样也会产生一些新的设计难题,其中运动场地下部空间的自然采光问题又最为复杂,既面临照度是否足够的问题,又面临光线分布是否均匀的问题。国内外文献研究显示,当前国内外的立体运动场馆采光研究几乎空白,使得当前的建设存在一定的盲目性。基于以上考虑,该研究拟利用基于Rhino、Grasshopper、Ladybugtools三者构建的采光模拟平台的参数化光环境模拟技术,对不同形式的校园立体运动场馆下部区域的自然采光环境进行模拟,提炼出影响立体运动场下部空间采光的因素,包括运动场尺寸、架空层数、空间进深、功能布局、采光口位置、遮阳反光措施。通过对影响因素进行模拟分析,得出不同因素的影响机制,进一步提炼营造良好自然光环境的立体运动场设计对策,并以广州实验中学项目的学生活动中心的自然光环境优化实践形成研究反馈,从而验证了研究的有效性。

关键词：校园设计立体运动场馆自然采光模拟分析

聚三唑树脂/氮化硼纳米片复合材料的制备与性能

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材料导报 2024年第8期38卷 262-269页

作者：张雨李瑜婧万里强黄发荣刘坐镇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上海210046 上海卫星装备研究所上海201100 华东理工大学华昌聚合物有限公司上海201100

采用六方氮化硼(h-BN)、蔗糖和尿素以干法球磨的方式高产率制备了氨基和羟基功能化的氮化硼纳米片(BNNS-AH),对BNNS-AH进行了详细的表征,制备的BNNS-AH的厚度为1.5 nm,层数为4~6,平均直径约为1.5μm,产率可达91.0%,在水中稳定的分散液... 详细信息

采用六方氮化硼(h-BN)、蔗糖和尿素以干法球磨的方式高产率制备了氨基和羟基功能化的氮化硼纳米片(BNNS-AH),对BNNS-AH进行了详细的表征,制备的BNNS-AH的厚度为1.5 nm,层数为4~6,平均直径约为1.5μm,产率可达91.0%,在水中稳定的分散液浓度可达30 mg/mL。然后以共混的方法制备了聚三唑树脂/氮化硼纳米片复合材料(PTA树脂/BNNS-AH复合材料),并研究了BNNS-AH的添加量对PTA树脂/BNNS-AH复合材料热性能的影响。结果表明:与PTA纯树脂相比,复合材料的玻璃化转变温度(T_(g))、质量失重5%时的温度(T_(d5))、导热系数均有明显提升,其中当BNNS-AH质量分数为3.0%时,复合材料的T_(g)达到243℃,提高了32℃;T_(d5)达到362℃,提高了19℃;导热系数为0.33 W·m^(-1)·K^(-1),提高了64.5%。

关键词：聚三唑树脂复合材料氮化硼纳米片耐热性导热性

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不同侧基耐热聚硅乙炔树脂的制备及其热性能

高分子学报 2024年

作者：徐欣玥董仕龙袁荞龙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

利用格氏试剂法合成了5种含不同侧基的端乙炔基硅乙炔树脂（ETSA），通过核磁共振氢谱（1H-NMR）和傅里叶转换红外光谱（FTIR）对其结构进行了表征，用体积排除色谱法测其分子量，利用示差扫描量热仪（DSC）研究了ETSA树脂的固化行为，... 详细信息

利用格氏试剂法合成了5种含不同侧基的端乙炔基硅乙炔树脂（ETSA），通过核磁共振氢谱（1H-NMR）和傅里叶转换红外光谱（FTIR）对其结构进行了表征，用体积排除色谱法测其分子量，利用示差扫描量热仪（DSC）研究了ETSA树脂的固化行为，通过热失重分析仪（TGA）研究了ETSA树脂固化物的热稳定性，并利用高分辨透射电镜（HRTEM）和小角X光散射（SAXS）研究了ETSA树脂固化物的微孔结构.另外，使用2种镍系催化剂对ETSA树脂的固化反应进行催化，并通过DSC、FTIR和TGA研究了催化剂对ETSA固化的催化效果.结果表明，ETSA树脂随主链中硅原子上侧基体积的增大，聚合度依次下降，固化放热峰峰值温度向高温方向移动，放热焓显著下降.ETSA固化树脂具有优异的热稳定性，氮气与空气中的5%热失重温度(Td5)都超450℃，800℃残留量(Yr800)分别超过80%和27%.ETSA固化树脂交联网络微孔随侧基体积增加而增大.镍系催化剂对ETSA树脂的固化反应具有较好的催化效果，降低起始固化温度大于50℃，催化固化树脂的Yr800变化不大.ETSA树脂有望用作高耐热树脂基体和聚合物陶瓷前驱体.

关键词：聚硅乙炔树脂杂化树脂侧基固化反应热稳定性