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ZnONP/g-C_(3)N_(4)柱撑结构复合材料构建及NO光氧化脱除研究

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工程科学学报 2024年第11期46卷 2046-2054页

作者：张博川许磊谢诚孙永芬叶千钧刘燕芝昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 昆明理工大学微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室昆明650093 昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室昆明650093

随着现代工业的飞速发展,如何实现氮氧化物的有效脱除成为目前亟待解决的重要难题.本研究提出了一种在石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))表面原位生长纳米氧化锌点阵构建柱撑结构复合材料策略,以实现在可见光下光氧化去除NO.通过离子吸附反应... 详细信息

随着现代工业的飞速发展,如何实现氮氧化物的有效脱除成为目前亟待解决的重要难题.本研究提出了一种在石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))表面原位生长纳米氧化锌点阵构建柱撑结构复合材料策略,以实现在可见光下光氧化去除NO.通过离子吸附反应,成功制备了不同氧化锌颗粒负载量的ZnO NP/g-C_(3)N_(4)柱撑结构复合光氧化剂,并对其结构和电子特性进行了研究.结果表明,氧化锌纳米颗粒(ZnO NP)的引入改善了g-C_(3)N_(4)的团聚,提高了比表面积,暴露出更多活性位点.异质结构的构建改善了复合材料能带结构,促进了光生载流子的迁移及分离,光氧化性能显著提升.在可见光照射下质量分数为2.5%的ZnO NP/g-C_(3)N_(4)样品展现出了优异的光氧化性能,对NO体积分数为3×10^(-5)%以下的混合空气光氧化去除表现出优良的高效稳定性.本研究为高性能光氧化剂的设计与构建提供了有效策略,并为消除工业NO污染物提供了技术参考.

关键词： g-C_(3)N_(4) ZnO 纳米材料光氧化 NO脱除

碳烟颗粒掺杂铅基复合阳极的制备及电化学性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 483-489页

作者：张晨沛杨长江赵吕兴李灿李启坤常军昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 铜仁学院材料与化学工程学院贵州铜仁554300

采用一种快速、低成本的方法制得纳米碳材料-碳烟颗粒(C_(H)),并通过粉末冶金和机械合金化技术制备出铅/碳烟颗粒(Pb/C_(H))复合阳极材料,利用纳米碳材料高比表面积和高催化活性等优点,提高铅基阳极的析氧电催化性。使用场发射扫描电子... 详细信息

采用一种快速、低成本的方法制得纳米碳材料-碳烟颗粒(C_(H)),并通过粉末冶金和机械合金化技术制备出铅/碳烟颗粒(Pb/C_(H))复合阳极材料,利用纳米碳材料高比表面积和高催化活性等优点,提高铅基阳极的析氧电催化性。使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、循环伏安曲线(CV)和线性扫描伏安曲线(LSV)等测试进行表征。C_(H)呈疏松的球链状,具有丰富的羰基和羟基功能团,是良好的电子和质子传递载体。随着C_(H)含量增加,Pb/C_(H)复合阳极的析氧超电位降低。Pb/1.5%C_(H)(质量分数)复合阳极与纯Pb和传统Pb/0.75%Ag阳极相比,其表观交换电流密度分别提高3和2个数量级。在模拟锌电积条件下,其析氧电位低于铅银合金阳极20m V,较纯铅阳极降低133 mV,具有优异的析氧电催化活性。

关键词：碳烟颗粒复合阳极析氧反应锌电积

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微波加热强化闪蒸工艺的科学基础及发展趋势

化工进展 2024年第1期43卷 135-144页

作者：田时泓郭磊李娜宇文超许磊郭胜惠巨少华微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室云南昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

利用微波加热具有选择性、快速性、整体性等优点,对基于能量源补充热量实现蒸发浓缩、分离纯化的料液处理过程而言,利用微波加热实现过程强化具有现实意义。本文综述了液体闪蒸过程的蒸发特性与传热传质特性、微波加热液体蒸发的研究现... 详细信息

利用微波加热具有选择性、快速性、整体性等优点,对基于能量源补充热量实现蒸发浓缩、分离纯化的料液处理过程而言,利用微波加热实现过程强化具有现实意义。本文综述了液体闪蒸过程的蒸发特性与传热传质特性、微波加热液体蒸发的研究现状,提出了微波加热强化闪蒸工艺,首先指出闪蒸工艺过程中料液面临难以直接加热提供热量而提高蒸发速率的难题,原因是传统热量传递方法无法在真空条件下向闪蒸过程中的料液传递热量。进而分析了微波加热蒸发工艺的研究现状,总结出微波加热蒸发过程中的影响因素,简述了微波加热蒸发工艺的应用。最后,提出可将微波加热与闪蒸工艺相耦合的微波加热强化闪蒸工艺,简述了设备设计、应用开发方面的相关进展。总结了微波加热强化闪蒸面临的相关难题并提出建议,期望对微波加热强化蒸发工艺应用和设备设计的发展提供参考。

关键词：微波加热蒸发过程强化能量转化传热传质

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电镀金刚线硅片切割废料杂质溯源及源头控制

稀有金属 2024年第1期48卷 145-152页

作者：朱永泽杨时聪谢克强魏奎先马文会昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093 昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室云南昆明650093 云南省硅工业与工程研究中心云南昆明650093

随着中国光伏产业快速发展,单晶硅片需求和产量逐年增加,金刚线硅片切割废料产量随之急剧增加,不仅导致高纯硅资源浪费,还造成严重生态环境问题。硅片切割过程中35%~40%的99.9999%的高纯硅(6N级)生成亚微米硅粉损失,且随着细线化、薄片... 详细信息

随着中国光伏产业快速发展,单晶硅片需求和产量逐年增加,金刚线硅片切割废料产量随之急剧增加,不仅导致高纯硅资源浪费,还造成严重生态环境问题。硅片切割过程中35%~40%的99.9999%的高纯硅(6N级)生成亚微米硅粉损失,且随着细线化、薄片化等金刚线硅片切割工艺的进步,废料杂质来源变得复杂和多样,增加提纯回收增值利用难度。为了降低回收难度,科学合理制定回收工艺路线、研发高效清洁回收技术以期获得易循环再生的高纯硅废料,进行杂质溯源研究明确其来源及渠道,以通过源头控制实现原料质量的稳定和提升对废料回收利用极为必要。结合单晶硅片切割工艺,基于典型原料分析结果,通过对切片过程相关辅料进行采样和分析,完成硅片切割废料中的杂质溯源研究,并提出了有效的源头控制措施,获得了高品质的原料。结果表明:Al杂质来源于有机添加剂和垫板,Fe和Ni杂质来源于金刚线,Ca杂质来源于工业用水和粘胶,Mg杂质来源于有机添加剂和工业用水,有机C来源于垫板和粘胶。源头控杂后得到的硅片切割废料中Al,Fe及Ca杂质含量大幅下降,分别为1.3×10^(-6),4.3×10^(-6)和5.5×10^(-6)。对硅片切割废料杂质源头控制提升原料品质和提高废料利用效率具有重要意义。

关键词：硅片切割废料高纯硅回收杂质溯源源头控制

内燃机活塞环材料及表面处理技术研究现状与发展趋势

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表面技术 2024年第12期53卷 36-49页

作者：刘伟谭泽飞陈文刚戴一帆袁浩恩程家豪魏北朝周意皓西南林业大学机械与交通学院昆明650224

活塞环是内燃机中重要的零部件之一,该部件的摩擦损耗占内燃机总摩擦损失的26%。因此,活塞环材料的选用及其表面处理研究对于优化提升内燃机性能、延长服役寿命具有重要意义。简单介绍并总结了内燃机活塞环常用材料及其发展趋势,详细综... 详细信息

活塞环是内燃机中重要的零部件之一,该部件的摩擦损耗占内燃机总摩擦损失的26%。因此,活塞环材料的选用及其表面处理研究对于优化提升内燃机性能、延长服役寿命具有重要意义。简单介绍并总结了内燃机活塞环常用材料及其发展趋势,详细综述了激光表面织构技术、表面涂层技术以及表面复合技术在内燃机活塞环减摩抗磨方面的研究和应用现状。其中,激光表面织构技术(LST)可起到接纳磨屑、保持油膜等作用,从而降低活塞环表面摩擦和磨损,但由于织构形貌和几何参数特征对摩擦学性能的影响较为复杂,仍需结合实际工况进一步研究并优化。以镀铬、热喷涂、气相沉积及激光熔覆为代表的涂层技术也常用于活塞环的表面强化处理,但涂层材料种类繁多,难以形成统一的行业标准进而规模应用。此外,通过合理复合多种表面处理技术,比如微弧氧化与电泳沉积复合、超声滚压与离子渗氮技术复合、磁控溅射和低温离子渗硫复合等,可实现优势互补、发挥协同作用,有效改善接触表面的摩擦性能,为活塞环的减摩增寿研究开拓了新的思路。最后对未来活塞环材料开发应用及其减摩抗磨方面的研究发展进行了展望。

关键词：活塞环减摩抗磨激光表面织构表面涂层复合处理

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三七收获机挖掘铲减阻特性分析与试验

农业机械学报 2024年第7期55卷 179-190,199页

作者：王法安倪畅张兆国徐红伟解开婷王博洋昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 云南省高校中药材机械化工程研究中心昆明650500

针对丘陵山区三七机械化收获挖掘阻力大和根茎损伤率高的问题,以不同铲型挖掘铲为研究对象,开展三七收获机挖掘铲作业机理与参数优化对比试验。通过理论分析与力学计算,确定各铲型挖掘铲主要结构参数,并通过Solidworks建立挖掘铲三维模... 详细信息

针对丘陵山区三七机械化收获挖掘阻力大和根茎损伤率高的问题,以不同铲型挖掘铲为研究对象,开展三七收获机挖掘铲作业机理与参数优化对比试验。通过理论分析与力学计算,确定各铲型挖掘铲主要结构参数,并通过Solidworks建立挖掘铲三维模型。开展4种铲型挖掘铲的位移流向仿真对比试验,追踪根茎颗粒和土壤颗粒空间运动轨迹,获得三轴位移分部,表明野猪头部仿生曲线特殊的曲率变化对破土阻力有显著影响,仿生铲面通过改变土壤颗粒流动方向,从而降低挖掘阻力。利用Design-Expert 13软件,以挖掘铲铲长、铲宽和铲刃倾角为试验因素,以挖掘阻力为试验指标进行组合试验,得到最优作业参数组合为:铲长354 mm、铲宽40 mm、铲刃倾角70°,在该组合下平均挖掘阻力为439.75 N。开展高速摄影试验,获取三七根茎和土壤运动轨迹,结果表明三七根茎和土壤颗粒运动趋势与仿真试验一致,验证离散元模型可靠性。搭建试验台架,以入土角、铲片间距和挖掘速度作为试验因素,以挖掘阻力作为试验指标进行正交试验,得到不同工作参数对挖掘阻力影响的主次顺序为入土角、铲片间距、挖掘速度,最优工作参数组合为入土角15°、铲片间距80 mm、挖掘速度0.4 m/s。综合评估挖掘铲减黏降阻性能,仿生式挖掘铲作业效果最优。

关键词：挖掘铲三七收获机减阻特性挖掘阻力离散元仿真

耦合法制备高效稳定的Pd-Fe/AC双金属催化剂

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化学工程 2024年第1期52卷 30-35页

作者：李明原廖亚龙葛伟童刘庆丰吴越昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

Pd-Fe/AC双金属催化剂在冶金、化工及环境等领域应用广泛,但受制备方法的限制,传统的液相还原法制备的Pd-Fe双金属催化剂活性物易团聚且晶粒粒度难以控制。以活性炭为载体,用超声浸渍-超声液相还原法制备出Pd-Fe/AC双金属催化剂,并通过F... 详细信息

Pd-Fe/AC双金属催化剂在冶金、化工及环境等领域应用广泛,但受制备方法的限制,传统的液相还原法制备的Pd-Fe双金属催化剂活性物易团聚且晶粒粒度难以控制。以活性炭为载体,用超声浸渍-超声液相还原法制备出Pd-Fe/AC双金属催化剂,并通过FTIR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)、HRTEM(高分辨透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)对催化剂进行表征,伏安特性曲线和计时电流曲线评价了催化剂的性能。结果表明活性炭载体的最佳改性工艺为:质量分数15%的HNO_(3)、反应温度50℃、反应时间1 h;催化剂的活性成分粒径6.27 nm,晶格间距0.222 nm;经电化学测试,耦合法制备出的催化剂比液相还原法的催化活性高了14%,并保持了更高的电化学稳定性。结论表明:相较于液相还原法,耦合法能够制备出更加高效稳定的Pd-Fe/AC双金属催化剂。

关键词：载体改性偶合法制备电化学催化性能

基于ICR的履带车辆路径跟踪与转向控制算法研究

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农业机械学报 2024年第1期55卷 386-395,425页

作者：王法安杨全合张兆国李安楠徐红伟昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 云南省高校中药材机械化工程研究中心昆明650500

针对丘陵山区单边制动农用履带车辆路径跟踪精度低、控制次数多、转向偏差大等问题,本文开展不同负载条件下履带车辆路径跟踪控制研究。首先,对履带车辆的转向运动学进行理论分析,并建立履带车辆运动学模型;其次,根据履带车辆单边制动... 详细信息

针对丘陵山区单边制动农用履带车辆路径跟踪精度低、控制次数多、转向偏差大等问题,本文开展不同负载条件下履带车辆路径跟踪控制研究。首先,对履带车辆的转向运动学进行理论分析,并建立履带车辆运动学模型;其次,根据履带车辆单边制动转向特性,提出一种基于瞬时旋转中心(Instantaneous center of rotation, ICR)的大角度转向控制算法,该算法能够根据规划路径的转向点位置与履带车辆转向瞬心,规划出最优的转向目标点,并控制履带车辆在该转向目标点一次性转向到所需航向,与此同时,完成转向控制器设计;最后,开展履带车辆在3种不同负载条件下的仿真试验与田间试验。仿真结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均误差面积与平均转向控制次数分别降低68.95%、68.77%;田间试验结果表明,大角度转向控制算法产生的跟踪路径平均横向偏差均值、平均转向控制次数与转向点处平均最小偏差分别减少57.27%、33.93%、62.29%,且路径跟踪效果更优,验证了大角度转向控制算法的有效性。试验结果满足履带车辆路径跟踪的要求,为实现农用履带车辆的路径跟踪提供理论基础与参考。

关键词：农用履带车辆路径跟踪转向瞬心转向控制

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强化固溶对7075铝合金组织与冲击性能影响

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兵器材料科学与工程 2024年第2期47卷 48-51页

作者：谭国寅昆明冶金研究院有限公司云南昆明650031

用金相显微镜、扫描电镜和冲击试验机研究了强化固溶对7075铝合金组织和冲击性能的影响。结果表明:传统固溶处理后仍有1.5~5μm的析出相粒子未固溶;这些析出相粒子在内应力作用下会成为裂纹源,恶化合金性能。含较多Fe、Cu、Zn的析出相... 详细信息

用金相显微镜、扫描电镜和冲击试验机研究了强化固溶对7075铝合金组织和冲击性能的影响。结果表明:传统固溶处理后仍有1.5~5μm的析出相粒子未固溶;这些析出相粒子在内应力作用下会成为裂纹源,恶化合金性能。含较多Fe、Cu、Zn的析出相粒子热稳定性较高,若回溶基体需强化固溶热处理。强化固溶后,绝大部分粗大的析出相固溶进基体,减少了形成裂纹源和应力集中的可能。同时强化固溶使基体内的溶质原子含量增高,在时效过程中可促进更多弥散相的析出,提高了合金的抗冲击性能。

关键词：航空紧固件强化固溶冲击性能析出相粒子

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