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α-Fe单晶拉伸变形热-动力学的分子动力学模拟

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金属学报 2024年第6期60卷 848-856页

作者：柏智文丁志刚周爱龙侯怀宇刘伟刘峰南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学分析与测试中心西安710072

材料的微观结构和变形机制决定了其强度和塑性。特别是位错的成核和运动在晶体材料的塑性变形过程中起着至关重要的作用。本工作采用分子动力学模拟方法,研究了α-Fe沿着[010][111][110]及[112]晶向单向拉伸条件下的变形热-动力学行为,... 详细信息

材料的微观结构和变形机制决定了其强度和塑性。特别是位错的成核和运动在晶体材料的塑性变形过程中起着至关重要的作用。本工作采用分子动力学模拟方法,研究了α-Fe沿着[010][111][110]及[112]晶向单向拉伸条件下的变形热-动力学行为,分析了相应的位错产生和演变。结果表明,沿不同晶向拉伸时材料表现出不同的屈服强度,由高到低依次为[111][110][112][010]。沿不同的晶向拉伸时,位错密度变化趋势、位错类型及位错萌生时间均有不同,位错萌生时间越早,材料屈服强度越低。温度升高一般会使得单晶Fe在拉伸过程中位错萌生的时间提前,同时伴随弹性模量和强度的降低。对位错演化的热-动力学和广义稳定性分析表明,拉伸过程的热力学驱动力与动力学能垒的变化趋势相反,则广义稳定性数值与晶向及温度相关。

关键词： α-Fe 分子动力学位错热-动力学广义稳定性

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中国钒渣提钒的绿色化之旅(英文)

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：成洁李鸿乂高代波陈新勉海栋刁江谢兵潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

钒是一种工业维生素。中国是世界上最大的钒制品产销国，主要的提钒原料是冶炼钒钛磁铁矿所得到的钒渣。在过去的30年里，我国的钒渣提钒技术逐步向绿色化发展。该综述系统地总结了这些发展，并将其划分为3个发展阶段。早期阶段着重于... 详细信息

钒是一种工业维生素。中国是世界上最大的钒制品产销国，主要的提钒原料是冶炼钒钛磁铁矿所得到的钒渣。在过去的30年里，我国的钒渣提钒技术逐步向绿色化发展。该综述系统地总结了这些发展，并将其划分为3个发展阶段。早期阶段着重于高效提钒，如钠化焙烧-水浸技术。进阶阶段为清洁提钒，包括钙化焙烧-酸浸技术和亚熔盐技术。高级阶段是绿色提钒，如镁化焙烧-酸浸技术。按发展阶段分离，从多角度详细介绍了已工业化应用和文献报道的各种钒提取技术的机理及其优缺点。最后指出了钒提取技术的未来发展方向，旨为全球绿色提钒技术的发展提供借鉴。

关键词：钒渣钒绿色提取焙烧浸出

静电纺钛酸钡纳米纤维压电纳米发电机的研究进展

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纺织工程学报 2024年第1期2卷 55-68页

作者：王玲玲秦跃彬刘晶晶闫静康卫民天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际联合研究中心天津300387

压电纳米发电机作为满足可穿戴电子设备绿色和可持续能源需求的关键技术,已经吸引了广泛的研究兴趣。专注于静电纺钛酸钡(BaTiO3)纳米纤维在这一领域的应用研究。首先介绍了静电纺BaTiO3纳米纤维的制备流程以及纤维的结构特征。接着,讨... 详细信息

压电纳米发电机作为满足可穿戴电子设备绿色和可持续能源需求的关键技术,已经吸引了广泛的研究兴趣。专注于静电纺钛酸钡(BaTiO3)纳米纤维在这一领域的应用研究。首先介绍了静电纺BaTiO3纳米纤维的制备流程以及纤维的结构特征。接着,讨论了BaTiO3纳米纤维压电纳米发电机的应用研究,展示了这些材料在能量转换和收集方面的巨大潜力。特别地,还探讨了如何通过不同的技术手段,如纳米纤维的定向排列和导电材料的添加,来优化这些发电机的性能。这些研究不仅提供了有关BaTiO_(3)纳米纤维制备的深入见解,还阐明了其在未来可穿戴设备和能量收集应用中的重要作用,展现出在智能材料和可持续能源技术领域的广泛应用前景。

关键词：钛酸钡静电纺丝纳米纤维压电纳米发电机

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微生物电合成转化二氧化碳研究进展

合成生物学 2024年

作者：陈雨张康邱以婧程彩云殷晶晶宋天顺谢婧婧南京工业大学材料化学工程国家重点实验室南京工业大学生物与制药工程学院

为了实现碳中和绿色经济，人们利用生物炼制技术对二氧化碳(CO2)进行转化利用。其中，微生物电合成(MES)是通过电能驱动生物催化剂将CO2转化为化学品的新兴技术。目前MES仍存在微生物固碳效率低、电子传递机制未明确、产品合成速率低、... 详细信息

为了实现碳中和绿色经济，人们利用生物炼制技术对二氧化碳(CO2)进行转化利用。其中，微生物电合成(MES)是通过电能驱动生物催化剂将CO2转化为化学品的新兴技术。目前MES仍存在微生物固碳效率低、电子传递机制未明确、产品合成速率低、反应器元件适用性差等问题，这成为其规模化应用的限制因素。本文基于阴极微生物获得电子的途径，系统地综述了电极、H2、甲酸、CO以及其他电子供体在MES系统内的电子供给机制。通过合成生物学改造电活性微生物的导电纳米线、优化微生物相关氢化酶、甲酸脱氢酶和CO脱氢酶的表达是提高电子传递效率的有效方法。进一步通过阴极修饰，强化微生物-电极间电子传递速率、提高生物相容性，提供更多的还原力有利于高附加值产物的生成。除了增强阴极的电子传递效率，构建具有高效气液固传质和电子传递的反应器、降低阳极电解水电位和调控微生物活性等也被证明是提高MES性能的重要策略。未来需要进一步解析微生物电子传递机制，利用合成生物群落的方式强化MES的性能。并构建更加高效的电极界面，兼顾电子传递速率、底物传质和生物相容性。反应装置放大方面，可通过多种方式的结合来提升电子传递和气体传质，并将产物的分离也融合在一起，推动该技术的进一步发展，为“双碳”目标的实现提供新思路。

关键词：微生物电合成 CO2转化电子传递机制化学品

基于多巴胺亲水改性的聚丙烯中空纤维膜及油水分离性能研究

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膜科学与技术 2024年

作者：李玉懂张晶李妍妍肖长发刘振天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室纤维材料研究中心上海工程技术大学

本文基于多巴胺（DA）氧化自聚合机理，通过3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560）上的环氧基与聚乙烯亚胺（PEI）上的伯胺发生开环反应，使两者交联并涂覆于聚丙烯中空纤维膜（PPHFM）表面，然后DA在弱碱性环境下被氧化成醌基... 详细信息

本文基于多巴胺（DA）氧化自聚合机理，通过3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560）上的环氧基与聚乙烯亚胺（PEI）上的伯胺发生开环反应，使两者交联并涂覆于聚丙烯中空纤维膜（PPHFM）表面，然后DA在弱碱性环境下被氧化成醌基与PEI的氨基发生迈克尔加成或席夫碱反应，使DA进一步与PEI交联，进而涂覆在膜表面.通过ATR-FTIR、XPS、SEM和AFM对膜表面化学组成和表面形貌进行表征，还对改性膜进行亲水性和油水分离性能测试.结果表明，改性膜的纯水通量从原膜的（124.8±6.3）kg/(m2·h)提高到（363±8.1）kg/(m2·h).对不同种类的水包油乳液的分离效率均达96%以上，通量恢复率均高于86%，说明PPHFM-KH560/PEI-PDA具有较好的渗透性、抗油污染性能和重复使用性能.此外，改性膜在酸性、弱碱性和高浓度盐溶液环境下均表现出良好的化学稳定性，有利于高效地处理复杂成分的含油废水，具有广阔的应用前景.

关键词：聚丙烯中空纤维膜亲水性多巴胺防污油水分离

α-Al_(2)O_(3)小孔径超滤膜低温制备与性能研究

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化学工业与工程 2024年第2期41卷 57-64页

作者：史伟达邱鸣慧陈献富笪晓薇范益群南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室南京211816 南京膜材料产业技术研究院南京211800

α-Al_(2)O_(3)以低廉的价格与优秀的性能成为制备陶瓷膜的经典材料,然而α-Al_(2)O_(3)需高温驱动相变,高温会导致晶粒的过度生长与孔隙的聚结,这不利于超滤膜的制备。为制备具有高选择性的α-Al_(2)O_(3)小孔径超滤膜,采用聚合溶胶路... 详细信息

α-Al_(2)O_(3)以低廉的价格与优秀的性能成为制备陶瓷膜的经典材料,然而α-Al_(2)O_(3)需高温驱动相变,高温会导致晶粒的过度生长与孔隙的聚结,这不利于超滤膜的制备。为制备具有高选择性的α-Al_(2)O_(3)小孔径超滤膜,采用聚合溶胶路线,通过调节溶胶合成参数影响其热处理过程中的结构转化以促进α-Al_(2)O_(3)的低温制备。在950℃下煅烧的前驱体完全转变为α-Al_(2)O_(3)。通过考察涂膜时间提升膜面完整性并采用该热处理条件制备了具有超薄分离层的α-Al_(2)O_(3)超滤膜。该膜展现出良好的分离与渗透性能,并具有较好的重复性,截留相对分子质量约为75 kDa,渗透率约为250 L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1)。

关键词：溶胶凝胶法 α-Al_(2)O_(3) 小孔径超滤膜低温制备

美拉德反应改性对羧甲基壳聚糖膜耐水性的影响及其性能表征

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食品与发酵工业 2024年

作者：刘宇江李君赵璠李双蝶王晨宇孙迪姜维浙江海洋大学食品与药学学院浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心(创新应用研究院)

为改善羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan， CMC)膜的耐水性，该文以美拉德反应(Maillard reaction， MR)为改性方法，研究MR条件对CMC改性膜耐水性的影响，以及MR程度与CMC改性膜性能和结构之间的关系。结果表明，添加还原糖的MR可... 详细信息

为改善羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan， CMC)膜的耐水性，该文以美拉德反应(Maillard reaction， MR)为改性方法，研究MR条件对CMC改性膜耐水性的影响，以及MR程度与CMC改性膜性能和结构之间的关系。结果表明，添加还原糖的MR可以改善CMC膜的耐性水，其中木糖效果最好；随着木糖占比的增加，CMC改性膜耐水性呈先升高后降低的趋势，当CMC/木糖比例为4:1时CMC改性膜耐水性最好；膜液初始pH值对CMC改性膜的耐水性无显著影响；随着反应温度的升高和反应时间的延长，CMC改性膜的A420升高、耐水性增强，CMC改性膜的耐水性与MR程度相关。随着MR程度的加深，CMC改性膜的颜色加深、亮度下降，拉伸强度、抗氧化和抗菌活性升高，透光率和断裂伸长率降低，结构更为致密、结晶度下降、分子相互作用增强。该研究结果为CMC膜在高水分含量食品中的应用提供技术参考。

关键词：羧甲基壳聚糖膜美拉德反应耐水性机械性能改性

普鲁兰多糖-可溶性大豆多糖抗菌膜的制备及应用研究

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食品与发酵工业 2024年

作者：赵璠江李君李双蝶王晨宇孙迪刘宇姜维浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心(创新应用研究院) 浙江海洋大学食品与药学学院

目前，可食膜作为潜在包装材料，性能有待提升。为改善普鲁兰多糖-可溶性大豆多糖（pullulan-soluble soybean polysaccharide，PS）热封膜的抗菌活性，提升其应用潜力，该文制备了负载ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-polylysine hydrochloride... 详细信息

目前，可食膜作为潜在包装材料，性能有待提升。为改善普鲁兰多糖-可溶性大豆多糖（pullulan-soluble soybean polysaccharide，PS）热封膜的抗菌活性，提升其应用潜力，该文制备了负载ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-polylysine hydrochloride，ε-PL）的PS抗菌膜，分析了ε-PL添加量对PS抗菌膜结构、物理性能和抗菌活性的影响，并评价了PS抗菌膜包装肽粉的应用效果。结果表明，ε-PL与成膜基质相互作用生成氢键，并提高了PS抗菌膜的水分含量、断裂伸长率、阻隔性能和抗菌活性，降低了水接触角、拉伸强度、溶解时间和透光率，对热封强度和厚度无显著影响。当ε-PL添加量为0.4%（PS-0.4）时，膜的表面均匀致密、溶解时间短、抗菌活性和阻隔性能最佳。包装肽粉的应用结果表明，PS-0.4可有效抑制肽粉包装的吸湿率和菌落总数，且可在25 s内速溶。因此，该文制备了一种具有良好应用潜力的热封速溶抗菌膜，为便携式即热即溶方便食品提供包装材料支撑。

关键词：抗菌活性普鲁兰多糖-可溶性大豆多糖膜速溶热封吸湿

光热催化百叶型Trombe墙性能的实验探究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 73-79页

作者：顾涛车磊李念思余本东南京工业大学城市建设学院南京210009 中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

针对Trombe墙存在夏季过热、冬季室内污染物易积累等问题,提出光热催化百叶型Trombe墙新系统,在冬季实现采暖和甲醛净化、夏季实现净化的同时,能将太阳辐射反射到室外,缓解室内过热。光热催化百叶能同时利用光能和热能驱动催化净化反应... 详细信息

针对Trombe墙存在夏季过热、冬季室内污染物易积累等问题,提出光热催化百叶型Trombe墙新系统,在冬季实现采暖和甲醛净化、夏季实现净化的同时,能将太阳辐射反射到室外,缓解室内过热。光热催化百叶能同时利用光能和热能驱动催化净化反应,还可产生协同效应来增强反应效率。首先探究不同比例的光热催化剂对甲醛降解性能的影响,并测试不同甲醛浓度、紫外辐照度和催化温度条件下的甲醛降解性能,揭示太阳辐射作用下的光热协同净化效应;然后搭建光热催化百叶型Trombe墙实验测试系统,探究不同太阳辐照度和百叶翻转角度下光热催化百叶型Trombe墙的热性能和甲醛降解性能。研究结果表明:光热催化剂比例为10%的光热复合催化剂的除醛效率最佳;太阳辐射使得光热复合催化剂的活化能降低了14.46%~31.25%,产生了光热协同效应;光热催化百叶型Trombe墙的采暖效率可达到46.21%,每小时产生的干净空气量(CADR)最大为81.47 m^(3)/h,且墙体的采暖效率和甲醛净化效率均随太阳辐照度和百叶翻转角度的增大而增大。

关键词： Trombe墙百叶采暖净化光热协同催化