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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

氮化硼的介电特性及其在微波加热中的热透波性能

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 118-128页

作者：张利尚小标白永珍李广超肖利平济宁学院机电工程学院山东曲阜273155 昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室云南昆明650093 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

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电... 详细信息

耐火结构的热透波性能对微波加热的模式和效率均具有重要影响,所以明确耐火结构在微波加热过程中的动态热透波性能变化至关重要。本文以氮化硼陶瓷为研究对象,通过实验测试了其在915 MHz、2 450 MHz两种频率下的宽温域(25~1 000℃)介电特性,采用传输线理论计算了氮化硼陶瓷的功率透过系数,并对其介电常数、介电损耗因子等参数的温度特性进行了分析。研究表明:25~1 000℃,两种频率下的介电常数变化幅度较小,介电常数仅变化了1.8%左右;两种频率下的介电损耗因子随温度呈波动性变化,900℃之后都呈指数增长的趋势。微波在氮化硼陶瓷中的波长和穿透深度均随温度的增加呈现下降趋势;当频率增大时,穿透深度随频率的增大而减小。氮化硼陶瓷的透波性能在两种极化模式下存在明显差异,水平极化(TM)明显高于垂直极化(TE)。当频率为915 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.08 m左右作为优化材料厚度,同时以入射角度在θ_(i)≤67°范围内入射具有良好的透波性能(PTC≥0.7)。当频率为2 450 MHz时,可以考虑材料厚度值为0.06 m作为优化材料厚度,在TE极化模式中应优先考虑微波入射角度在θ_(i)≤58°范围内入射,在TM极化模式中建议入射角度θ_(i)≤77°入射具有较好的透波效果(PTC≥0.9)。本研究对微波加热设备内炉衬材料的选择、工艺参数的设定以及有效提高微波能的利用率具有重要的现实指导意义。

关键词：微波加热氮化硼透波性能介电常数耐火结构

基于CPCM-液冷-翅片耦合作用的锂电池高温散热性能研究

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兵器装备工程学报 2024年第4期45卷 82-89页

作者：张群尚小标王文博范会丽王先锋昆明理工大学机电工程学院昆明650500 非常规冶金教育部重点实验室昆明650093 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

针对锂离子电池组工作温度过高或温差过大将导致其容量和寿命降低的问题,设计了一种新型的复合相变材料(CPCM)/液冷/翅片耦合散热系统。通过数值模拟,分析了高温环境(38℃)、高倍率循环充放电时,冷却液流向、石蜡中膨胀石墨(EG)的百分... 详细信息

针对锂离子电池组工作温度过高或温差过大将导致其容量和寿命降低的问题,设计了一种新型的复合相变材料(CPCM)/液冷/翅片耦合散热系统。通过数值模拟,分析了高温环境(38℃)、高倍率循环充放电时,冷却液流向、石蜡中膨胀石墨(EG)的百分含量及冷却液流速对该系统散热性能的影响。结果表明,在相变材料(PCM)冷却基础上,引入液冷和散热翅片使电池组的最高温度进一步降低了35.74℃。冷却液交错流比同向流冷却电池组的最高温度降低了1.66℃、最大温差降低了3.15℃,电池温度分布更加均匀。在石蜡中添加EG后系统散热性能有明显提升,EG百分含量为6%时散热性能最好。冷却液流速从0.10 m/s增加到0.20 m/s时,电池组的最高温度降低了2.68℃、最大温差降低了2.22℃;继续增大流速,散热性能提升不显著。

关键词：锂动力电池组数值模拟相变材料耦合散热性能分析

激光选区熔化成型腔内流场优化及飞溅去除研究

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应用激光 2024年第2期44卷 1-9页

作者：尚小标李佳剑黎振华肖人友张志浩昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 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 昆明理工大学工程训练中心云南昆明650500

为减少激光选区熔化过程中飞溅物的残留,提高成型零件的质量,构建EOS M290型激光选区熔化设备成型腔的计算流体力学模型和流体流动颗粒追踪模型,研究不同进气速度、进气孔直径、进气孔拉伸长度和出气口栅格数量对成型腔内流场分布和飞... 详细信息

为减少激光选区熔化过程中飞溅物的残留,提高成型零件的质量,构建EOS M290型激光选区熔化设备成型腔的计算流体力学模型和流体流动颗粒追踪模型,研究不同进气速度、进气孔直径、进气孔拉伸长度和出气口栅格数量对成型腔内流场分布和飞溅颗粒去除概率的影响。结果表明,当316L不锈钢飞溅颗粒直径为10~100μm范围内的4种正态分布时,原模型在进气速度为3m/s时,去除概率仅为69.25%;延长进气孔可以改善成型腔内流场的均匀性和抑制Coanda效应,进气速度为3m/s,进气孔拉伸长度为90mm时,去除概率提高到74.64%;进气速度为3m/s时,出气口栅格数量从5增加到9,出气口中心平面均匀性指数从64.42%增加到78.57%;在粉床不被破坏的情况下,优化模型(进气孔直径4mm、进气孔拉伸长度90mm、出气口栅格数量8)的最大进气速度为4.46m/s,飞溅颗粒去除概率提升至82.11%。

关键词：激光选区熔化飞溅计算流体力学流体流动颗粒追踪

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泡沫碳化硅载体的微波电磁特性及吸波性能

化工进展 2024年

作者：黄粤东高博涛杨黎姚思宇郭胜惠侯明昆明理工大学冶金与能源工程学院微波能工程应用和装备技术国家地方联合工程实验室复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院

本文采用有机泡沫浸渍法制备了不同孔隙密度和孔隙率的泡沫碳化硅，并采用XRD、SEM、BET等测试手段分析了其物相组成和微观形貌结构等。为探究温度和孔结构对泡沫碳化硅电磁特性和吸波性能的影响，利用谐振腔微扰技术测试不同孔结构的... 详细信息

本文采用有机泡沫浸渍法制备了不同孔隙密度和孔隙率的泡沫碳化硅，并采用XRD、SEM、BET等测试手段分析了其物相组成和微观形貌结构等。为探究温度和孔结构对泡沫碳化硅电磁特性和吸波性能的影响，利用谐振腔微扰技术测试不同孔结构的样品从室温至400 ℃的介电参数；利用自主研制微波管式炉测试不同孔结构泡沫碳化硅的升温行为；通过矢量网络分析仪测试材料的反射损耗。结果显示，所制备的样品的复介电常数的实部都随着温度的升高而增大，在400 ℃时，实部最高值可达6.72；随着孔隙密度和孔隙率的增加，样品的损耗角正切增大，400 ℃时其最大值为0.037。样品的升温速率随着功率及孔隙密度和孔隙率的增大而增大，在1400 W下最高可达65.4 ℃/min；泡沫碳化硅的反射损耗随着孔隙密度和孔隙率的增大而呈规律性减小，最小值为-12.8dB。表明温度和孔结构对样品的电磁特性和吸波性能都有很大的影响，当孔隙密度和孔隙率越大，泡沫碳化硅的吸波性能越强。本工作系统的研究了孔结构和温度对泡沫碳化硅吸波性能的影响，为多孔材料领域的微波电磁性能研究提供理论性指导。

关键词：泡沫碳化硅孔结构电磁特性吸波性能吸波机理

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汞触媒的微波加热行为及干燥特性

化学工业与工程 2024年

作者：刘超罗为王梓霄张利波张彬贵州重力科技环保有限公司昆明理工大学冶金与能源工程学院东华理工大学水资源与环境工程学院微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室东华理工大学核资源与环境国家重点实验室

汞触媒的常规干燥工艺存在效率低和品质差等缺点，为此提出微波干燥汞触媒的方法。对比分析了汞触媒中主要成分载体活性炭、氯化汞、氯化亚汞的介电特性，结果表明，汞触媒的微波加热是选择性加热过程，水分和活性炭可选择性吸收微波，... 详细信息

汞触媒的常规干燥工艺存在效率低和品质差等缺点，为此提出微波干燥汞触媒的方法。对比分析了汞触媒中主要成分载体活性炭、氯化汞、氯化亚汞的介电特性，结果表明，汞触媒的微波加热是选择性加热过程，水分和活性炭可选择性吸收微波，而氯化汞、氯化亚汞吸波能力差，可有效避免其热挥发。对比研究了微波多段式恒温干燥工艺，结果表明，采用两段式(80和120 ℃)及三段式干燥法(80、100和120 ℃)的干燥时间为74 min，而两段式(100和120 ℃)干燥法的干燥时间仅为50 min，可节省77.3%的干燥时间。与常规干燥相比，微波最大干燥速率是其7倍，平均干燥速率是其4倍，在水分含量越高时，微波干燥优势越明显。汞触媒的微波干燥具有效率高和品质好的优点。

关键词：微波介电特性汞触媒干燥选择性加热

Separation and enrichment of elemental sulfur and mercury from hydrometallurgical zinc residue using sodium sulfide

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第2期25卷 640-646页

作者：王子阳蔡晓兰张泽彪张利波王仕兴彭金辉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 昆明理工大学非常规冶金教育部重点实验室昆明650093

The separation and enrichment of mercury and the recovery of elemental sulfur from flotation sulfur concentrate in zinc pressure leaching process were carried out by sodium sulfide leaching and carbon dioxide precipitating. The results show that the leaching rate of elemental sulfur is more than 98%, and 98.13% of mercury is enriched in the residue, under the optimized conditions of sodium sulfide concentration 1.5 mol/L, liquid/solid ratio 6：1 and leaching time 30 min at room temperature. In addition, the content of mercury is enriched 5.23 times that in the leaching residue. The elemental sulfur is precipitated from leaching solution under conditions of carbon dioxide flow rate 200 mL/min and blowing time 150 min, while solution is stirred adequately. The recovery efficiency of elemental sulfur reaches 97.67%, and the purity of elemental sulfur is 99.75%, meeting the requirements of industrial first-rate product standard according to the national standard of GB/T 2449-2006 （PRC）.

关键词： flotation sulfur concentrate sodium sulfide leaching carbon dioxide precipitating mercury enrichment elemental sulfurrecovery

响应曲面法优化硫脲浸出烧结灰中银的工艺研究

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材料导报 2016年第4期30卷 130-136页

作者：张佴栋常军张利波周俊文彭金辉陈宇乾昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 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 昆明理工大学非常规冶金教育部重点实验室昆明650093

以炼铁烧结机头除尘灰(烧结灰)为实验原料,通过XRF、XRD、SEM-EDS手段对原料进行表征,采用酸性硫脲法浸出烧结灰提取银。在单因素实验的基础上,使用响应曲面法(RSM)对烧结灰中提取银的工艺条件进行优化,以炼铁烧结灰中银的浸出率为响应... 详细信息

以炼铁烧结机头除尘灰(烧结灰)为实验原料,通过XRF、XRD、SEM-EDS手段对原料进行表征,采用酸性硫脲法浸出烧结灰提取银。在单因素实验的基础上,使用响应曲面法(RSM)对烧结灰中提取银的工艺条件进行优化,以炼铁烧结灰中银的浸出率为响应值,选取对硫脲浸出烧结灰提银过程有显著影响的变量(反应温度、硫脲浓度、浸出时间)作为考察因素,采用Central Composite Design(CCD)中心设计方案以三因素五水平设计实验,得到最优的提银工艺条件,并获得拟合度高的二阶多项式模型。结果表明:硫脲浸出烧结灰中银的最佳工艺为反应温度50℃、硫脲浓度22g/L、浸出时间90min;在最佳提取条件下,银浸出率的模型预测值为89.38%,实验真实银的浸出率为89.9%,其相对误差为0.52%,表明实际值与模型预测值接近,可用于预测烧结灰提取银的浸出过程。

关键词：烧结灰浸出银酸性硫脲响应曲面法

溶剂对钨酸铋/石墨烯形貌结构和光催化性能的影响

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材料导报 2021年第6期35卷 6008-6014页

作者：陈瑞芳曲雯雯王一钧马保挎陈尚民昆明理工大学理学院昆明650500 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 昆明理工大学非常规冶金省部共建教育部重点实验室昆明650093

本工作采用溶剂热法通过乙二醇、乙二胺、水-乙二醇、水-乙二胺、水和水-乙酸不同溶剂制备可见光催化剂Bi_(2)WO_(6)/RGO,并对其形貌结构和光催化性能进行表征。研究结果表明,溶剂对Bi_(2)WO_(6)/RGO的形貌和光催化性能有显著影响。在... 详细信息

本工作采用溶剂热法通过乙二醇、乙二胺、水-乙二醇、水-乙二胺、水和水-乙酸不同溶剂制备可见光催化剂Bi_(2)WO_(6)/RGO,并对其形貌结构和光催化性能进行表征。研究结果表明,溶剂对Bi_(2)WO_(6)/RGO的形貌和光催化性能有显著影响。在可见光(λ>420 nm)照射下,以水为溶剂制备的样品对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能最佳,20 min内降解率达到98%,且经过五次循环降解后光催化效果基本保持不变。Bi_(2)WO_(6)/RGO的光催化性能增强可归因于在水溶剂下形成的Bi_(2)WO_(6)分级结构微球为光催化反应提供更多的反应活性位点,同时石墨烯的引入增大了材料的比表面积,进一步促进了电子-空穴对的有效分离。自由基捕获实验表明,复合材料光降解RhB过程中光生空穴(h+)起主要作用,·O_(2)-和·OH起次要作用。

关键词：钨酸铋/石墨烯溶剂热法罗丹明B 光催化