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氮掺杂多孔碳材料阳极制备及其在微生物燃料电池上的应用

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环境化学 2024年第2期43卷 614-622页

作者：王紫嫙王婕王兴源朱恒希李彬钱文敏昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500

微生物燃料电池(MFCs)作为一种可以替代传统能源的生物电化学系统引起研究者的极大兴趣,其阳极材料的构造是目前的研究热点.本文从改善阳极材料表面物理化学性质的角度出发,用吐司作为多孔碳前驱体,三聚氰胺为氮源,直接烧制氮掺杂三维... 详细信息

微生物燃料电池(MFCs)作为一种可以替代传统能源的生物电化学系统引起研究者的极大兴趣,其阳极材料的构造是目前的研究热点.本文从改善阳极材料表面物理化学性质的角度出发,用吐司作为多孔碳前驱体,三聚氰胺为氮源,直接烧制氮掺杂三维碳材料,并与不添加氮源的阳极材料和未改性的商用碳布进行比较.制备的掺氮NB1000阳极具有较大的比表面积(216.664 m^(2)·g^(-1))和优良的电导率.利用Geobacter和Shewanella混合菌落在微生物燃料电池(MFCs)中进行培养和性能评价,NB1000阳极的微生物燃料电池最大面功率密度为3049.714 mW·m^(-2),电流密度为7.4464 A·m^(-2),分别是普通碳布阳极的6.54倍和1.54倍.结果表明,NB1000作阳极的MFCs具有较高的功率密度,主要归因于阳极中引入氮掺杂,促进了产电微生物胞外电子传递过程所需的外膜c型细胞色素OmcA和MtrC的分泌.

关键词：微生物燃料电池多孔结构氮掺杂阳极细胞外电子传递

精锡和Sn-Ag-Cu合金氧化过程中的微量Zn富集行为

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热加工工艺 2024年第17期53卷 64-68,72页

作者：梁华鑫胡俊涛贾元伟唐芸生杨士玉张家涛云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心云南昆明650101 昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

采用纯度为99.9%的精锡原料制备Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)合金,对微量Zn元素在精锡和Sn-3.0Ag-0.5Cu合金氧化过程中的表面富集行为进行了研究。将精锡与SAC305在300℃条件下分别进行动态氧化试验,结果表明,SAC305的渣率低于精锡。用XPS深... 详细信息

采用纯度为99.9%的精锡原料制备Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)合金,对微量Zn元素在精锡和Sn-3.0Ag-0.5Cu合金氧化过程中的表面富集行为进行了研究。将精锡与SAC305在300℃条件下分别进行动态氧化试验,结果表明,SAC305的渣率低于精锡。用XPS深度剖析法研究300℃静态条件下氧化后的精锡与SAC305的表面氧化情况。结果表明,氧化后的精锡和SAC305表面Zn元素的浓度是精锡原料中的1000倍以上,且SAC305较精锡表面具有更高的Zn元素浓度和更薄的氧化层厚度。综上,认为精锡原料中微量元素Zn在表面的高度富集会对锡及锡合金的氧化行为产生影响。在制备锡基合金焊料时,原料中的Zn元素应该予以关注。

关键词：氧化 Sn-3Ag-0.5Cu合金微量Zn 无铅焊料

金属有机框架衍生物CuFeO@C的制备及其催化苯酚湿式空气氧化性能研究

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热加工工艺 2024年 127-133页

作者：吕岩锋郑泉辉杭瑞强王欣太原理工大学材料科学与工程学院

本研究在常温下一步合成铜铁双金属有机框架（Cu/Fe-MOFs）前驱体，再经退火处理得到CuFe2O4@C催化剂。利用TG-DTG、XRD、XPS、SEM等技术系统表征了材料的组织结构。通过单因素变量法系统研究了退火温度、苯酚底物浓度、催化剂用量和反... 详细信息

本研究在常温下一步合成铜铁双金属有机框架（Cu/Fe-MOFs）前驱体，再经退火处理得到CuFe2O4@C催化剂。利用TG-DTG、XRD、XPS、SEM等技术系统表征了材料的组织结构。通过单因素变量法系统研究了退火温度、苯酚底物浓度、催化剂用量和反应温度对苯酚和COD去除效果的影响。结果表明：Cu/Fe-MOFs高温退火后生成CuFe2O4@C并较好地保持了原有结构，XPS进一步证明Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）共存，有利于催化反应的发生。退火温度700℃、底物浓度100 mg/L、催化剂用量20 mg、反应温度220℃下反应时间180 min，苯酚去除率接近100%，且COD去除率超过96%。推测反应机理为体系中的金属离子在与氧气和苯酚反应的过程中发生完整的氧化还原过程，在氧气充足的条件下不断生成·O2-、·OH-等活性物质，从而将苯酚分解为CO2和H2O。

关键词：退火金属有机框架(MOF) CuFe2O4@C 苯酚

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热作模具钢磨损性能的研究现状

热加工工艺 2024年第1期53卷 1-5页

作者：黎芩卜恒勇李萌蘖韩久彦昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 酒泉钢铁(集团)有限责任公司甘肃嘉峪关737000

磨损是热作模具的主要失效形式之一,了解材料磨损机理和开发改善材料磨损性能的方法对提高模具寿命具有重要意义。本文对热作模具钢磨损性能的研究现状进行了阐述,对影响磨损性能的因素和改善磨损性能的方法进行了探讨和总结,并对热作... 详细信息

磨损是热作模具的主要失效形式之一,了解材料磨损机理和开发改善材料磨损性能的方法对提高模具寿命具有重要意义。本文对热作模具钢磨损性能的研究现状进行了阐述,对影响磨损性能的因素和改善磨损性能的方法进行了探讨和总结,并对热作模具钢磨损性能的研究趋势进行了展望。

关键词：热作模具钢磨损机理磨损性能

Al含量对铸态Ni-20Cr-xAl-1Si合金组织和性能的影响

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特种铸造及有色合金 2024年

作者：张秀发夏天东王晓军雷智刚兰州理工大学材料科学与工程学院兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

采用真空电弧熔炼工艺制备了Ni-20Cr及改性的Ni-20Cr-xAl-1Si (x=3，4，5，6，7)合金，采用XRD、SEM、EPMA、拉伸和硬度等测试手段研究了Al含量对NiCrAlSi系合金电阻率、物相、显微组织和力学性能的影响。结果表明，Ni-20Cr合金由γ单... 详细信息

采用真空电弧熔炼工艺制备了Ni-20Cr及改性的Ni-20Cr-xAl-1Si (x=3，4，5，6，7)合金，采用XRD、SEM、EPMA、拉伸和硬度等测试手段研究了Al含量对NiCrAlSi系合金电阻率、物相、显微组织和力学性能的影响。结果表明，Ni-20Cr合金由γ单相组成，Ni-20Cr-xAl-1Si (x=3，4，5，6，7)由γ基体相和γ′-Ni3Al沉淀相组成。随着NiCrAlSi合金中Al含量上升，起沉淀强化作用并对合金电阻率提升起主要作用的γ′-Ni3Al相的含量先上升后下降，固溶于γ/γ′相起固溶强化作用的Al逐渐增多，致使合金电阻率先上升后下降，强度、硬度逐渐上升，塑性、韧性逐渐下降。Ni-20Cr-5Al-1Si合金的电阻率达1.523μΩ·m，较Ni-20Cr提升了43.81%，屈服强度、抗拉强度、硬度(HV0.2)分别上升至664.9 MPa和864.6 MPa和340.8，伸长率下降至31.83%。

关键词： Al γ′-Ni Al 电阻率组织力学性能

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速冻果蔬冷冻链技术研究进展

食品工业科技 2024年第16期45卷 462-473页

作者：伍景琼黄嘉博高东金于司墨昆明理工大学交通工程学院云南昆明650500 云南省现代物流工程研究中心云南昆明650500

随着我国农业结构调整与居民消费水平提升,速冻果蔬越来越受到大众关注,速冻果蔬消费及其加工产品需求的持续增长也让速冻果蔬全程冷冻技术成为研究热点。本文对近年来国内外速冻果蔬冷冻链技术的研究和应用现状进行归纳分析,从物流角... 详细信息

随着我国农业结构调整与居民消费水平提升,速冻果蔬越来越受到大众关注,速冻果蔬消费及其加工产品需求的持续增长也让速冻果蔬全程冷冻技术成为研究热点。本文对近年来国内外速冻果蔬冷冻链技术的研究和应用现状进行归纳分析,从物流角度综述了冷加工技术、冻藏技术、运输技术和信息技术在速冻果蔬从前端到末端全链条中的应用,介绍了应用于速冻果蔬冷冻链的新技术、新材料,总结了速冻果蔬冷冻链技术研究中存在的问题,并提出未来应从速冻果蔬冷冻链各个环节的建模仿真、冷冻链技术标准化、绿色化技术和信息技术赋能等方面进行研究,为促进我国速冻果蔬产业发展提供参考。

关键词：冷冻链速冻果蔬速冻技术信息技术研究进展

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新型Al-Ti-Nd中间合金制备及其对Al-10Si合金的细化变质作用

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有色金属工程 2024年第9期 39-48页

作者：余海存王昊吕玮安家志丁万武兰州理工大学材料科学与工程学院兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

采用铝原位熔体法制备了一种新型的Al-3Ti-4.5Nd中间合金，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段分析了Al-3Ti-4.5Nd中间合金的组织，探究了Al-3Ti-4.5Nd中间合金对Al-10Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，当Al-3Ti-4.... 详细信息

采用铝原位熔体法制备了一种新型的Al-3Ti-4.5Nd中间合金，通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段分析了Al-3Ti-4.5Nd中间合金的组织，探究了Al-3Ti-4.5Nd中间合金对Al-10Si合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，当Al-3Ti-4.5Nd中间合金的添加量为0.15%时，Al-10Si合金的宏观组织由粗大的柱状晶细化为细小的等轴晶，二次枝晶臂间距由16.69μm减小到13.44μm;共晶硅由粗大的针状转变为短棒状，平均长度由26.75μm减小到16.47μm;抗拉强度由165.86 MPa提升到177.43 MPa,断后延伸率由4.21%提升到6.72%。合金的质量指标Q由259.50 MPa提升至301.54 MPa,提升了16.2%。Ti2Al20Nd相的能够有效细化α-Al相，稀土元素促进了共晶硅中孪晶的形成，改善了共晶硅的形貌及尺寸。

关键词： Al-10Si合金 Al-3Ti-4.5Nd中间合金显微组织力学性能

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冷冻干燥法制备改性电石渣同时脱硫脱硝研究

环境科学学报 2024年第5期44卷 423-434页

作者：罗绍君李慧贾丽娟冯嘉予罗利军高冀芸王访云南民族大学化学与环境学院昆明650504 昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500

为了进一步提高对电石渣的资源化利用,本文以电石渣为原料,采用碳酸氢钾(KHCO_(3))浸渍与冷冻干燥法相结合制备改性电石渣用于烟气同时脱硫脱硝.结果表明与普通烘干相比,采用冷冻干燥法制备的改性电石渣具有更高的脱除效果,在反应前90 ... 详细信息

为了进一步提高对电石渣的资源化利用,本文以电石渣为原料,采用碳酸氢钾(KHCO_(3))浸渍与冷冻干燥法相结合制备改性电石渣用于烟气同时脱硫脱硝.结果表明与普通烘干相比,采用冷冻干燥法制备的改性电石渣具有更高的脱除效果,在反应前90 min内二氧化硫(SO_(2))脱除率保持在100%,SO_(2)脱除的有效时间增加15 min;一氧化氮(NO)的脱除效率提高15%,有效时间增加35 min,反应活化能降低5.69 kJ·mol^(-1).材料的SO_(2)和NO吸附容量分别提高到1.18和2.05倍.通过物理化学表征分析发现:采用冷冻干燥法制备的材料其主要的活性物质C=O含量明显上升,孔径得以提高,并且钾元素也分布更加均匀,更有利于改性电石渣脱除SO_(2)/NO.

关键词：冷冻干燥法电石渣 KHCO_(3) 同时脱除SO_(2)/NO

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钙钛矿锚定纳米氧化铈及其化学链干重整性能

洁净煤技术 2024年第3期30卷 86-95页

作者：章菊萍宋富平刘天柱朱焘李东方祝星昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

化学链甲烷干重整(CL-DRM)可同时利用二氧化碳和甲烷两种温室气体,将其转化为可用于费托合成的合成气。采用溶胶凝胶法及浸渍法制备了一系列(Ni/CeO_(2))/ABO_(3)(钙钛矿型)氧载体,探究Ni/CeO_(2)负载对钙钛矿储氧性能的影响,揭示Ni/CeO... 详细信息

化学链甲烷干重整(CL-DRM)可同时利用二氧化碳和甲烷两种温室气体,将其转化为可用于费托合成的合成气。采用溶胶凝胶法及浸渍法制备了一系列(Ni/CeO_(2))/ABO_(3)(钙钛矿型)氧载体,探究Ni/CeO_(2)负载对钙钛矿储氧性能的影响,揭示Ni/CeO_(2)负载量对La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_(3)钙钛矿氧载体催化活性作用规律,进一步研究氧载体的化学链循环稳定性。结果发现,CeO_(2)与载体La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_(3)相互作用有利于钙钛矿形成氧空位,从而增强其氧迁移能力。Ni/CeO_(2)的负载提高了氧载体的储氧性能,增强反应活性,降低了反应初始温度,但过高的负载量将导致甲烷裂解形成积碳。当Ni/CeO_(2)负载量为质量分数20%时,甲烷转化率高达82%,H_(2)/CO物质的量比为2.1,在30次氧化还原循环后结果稳定,表现出优异的氧化还原循环稳定性。此外,CeO_(2)粒径可显著影响金属Ni分散度。CeO_(2)粒径的减小增强了与金属Ni界面相互作用,提升了氧载体的反应活性,减少甲烷裂解。通过CeO_(2)粒径调控使氧载体的CH_(4)转化率达87%以上,CO选择性达90%以上,H_(2)/CO物质的量比为2.18,接近2.0的理想值。利用钙钛矿锚定活性物种制备复合氧载体的策略为实现化学链干重整的高性能提供了一条有效途径,高活性和高稳定性的复合金属氧化物氧载体的制备为相关领域储氧催化材料制备提供了参考借鉴。

关键词：化学链干重整二氧化碳氧载体氧空位