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纳米碳酸钙对nano-CaCO/PES复合膜结构与性能的影响

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化工进展 2024年

作者：王玉周陈增曹东鑫周杰辉安旭马天琦河南工程学院材料工程学院

为深入了解nano-CaCO3/PES复合膜的形态结构、力学性能、亲水性、分离性能和抗污染性能，通过非溶剂诱导相分离(NIPS)技术制备了nano-CaCO3/PES复合膜。对复合膜的形态结构和物理化学性能以及分离性能进行了表征，重点考察了nano-CaCO3... 详细信息

为深入了解nano-CaCO3/PES复合膜的形态结构、力学性能、亲水性、分离性能和抗污染性能，通过非溶剂诱导相分离(NIPS)技术制备了nano-CaCO3/PES复合膜。对复合膜的形态结构和物理化学性能以及分离性能进行了表征，重点考察了nano-CaCO3含量对膜结构与性能的影响。结果说明了nano-CaCO3在膜中均匀分散时，可有效优化膜结构，并同步提升膜的物理化学性能，提高分离效率。当nano-CaCO3含量为0.3 wt.%时，所得到的复合膜机械强度为3.8 MPa；对比纯PES材料，其机械强度增加了65%；亲水性也有效改善，纯水渗透性为450 L/(m2·h·bar)，提高了1.7倍，同时保持99%以上的BSA截留率；对BSA抗污性能从48.8%显著提高至77.1%，具有良好的抗污染效果。本项研究为优化膜结构、提升膜性能方面提供了一个高效、简便的方法，在实际应用中具有重要的价值。

关键词： nano-CaCO 分散性复合滤膜力学性能分离性能抗污染性能

一锅法还原胺化/N-酰基化/Aza-Wittig反应合成3,4-二氢喹唑啉

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有机化学 2024年第5期44卷 1686-1690页

作者：张文生郑伟左国强马科友肖合全刘改云济源职业技术学院材料工程学院河南济源459000

发展了一种三步骤一锅法合成3,4-二氢喹唑啉的方法.该方法包括邻叠氮苯甲醛与胺的还原胺化,酰氯的N-酰基化和P(Bu-n)_(3)作用下的Aza-Wittig反应.芳香胺、苄胺和脂肪族链胺都可以顺利参加该多步骤反应,其中脂肪族丁胺的收率略低.芳香酰... 详细信息

发展了一种三步骤一锅法合成3,4-二氢喹唑啉的方法.该方法包括邻叠氮苯甲醛与胺的还原胺化,酰氯的N-酰基化和P(Bu-n)_(3)作用下的Aza-Wittig反应.芳香胺、苄胺和脂肪族链胺都可以顺利参加该多步骤反应,其中脂肪族丁胺的收率略低.芳香酰氯中含有供电子基团时可以获得满意的收率,但是含有吸电子氯原子的芳香酰氯和丙烯酰氯则不能得到目标产物.

关键词： 3,4-二氢喹唑啉合成还原胺化分子内N-维悌希反应

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非平面碲硒镉薄膜太阳电池组件制备研究

电源技术 2024年第2期48卷 259-262页

作者：李青霄张心会李安琪林彬娜陈学义河南城建学院材料与化工学院河南平顶山467036 河南城建学院能源与建筑环境工程学院河南平顶山467036

随着光伏技术日益进步,其应用场景愈加细分,一些场景需要使用非平面光伏电池组件以兼顾其功能性与美观需求。基于顶衬碲硒镉薄膜太阳电池结构特点,利用玻璃热弯技术,在常压环境且充保护气体的管式炉中直接对顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小面... 详细信息

随着光伏技术日益进步,其应用场景愈加细分,一些场景需要使用非平面光伏电池组件以兼顾其功能性与美观需求。基于顶衬碲硒镉薄膜太阳电池结构特点,利用玻璃热弯技术,在常压环境且充保护气体的管式炉中直接对顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小面板进行热弯,制备了非平面顶衬碲硒镉薄膜太阳电池小组件,使用I-V测试仪对其热弯前后I-V特性进行了研究。结果表明,热弯温度为610℃时,小组件的VOC、JSC、FF和效率与热弯前相比未见明显衰减,热弯温度为630℃时,小组件仍能保持约10%的光电转化效率。该研究证明,当应用场景需要非平面光伏电池时,通过直接热弯顶衬碲硒镉薄膜太阳电池面板制备非平面碲硒镉太阳电池组件是可行的,这为非平面碲硒镉太阳电池组件产业化提供了一种制备方法。

关键词：碲硒镉薄膜非平面电池组件太阳电池

基于Rietveld方法的脱硫石膏晶须生长机理研究

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陶瓷学报 2024年第1期45卷 97-102页

作者：李亚茹丁宏政张小婷汪潇王继娜苗蕾河南城建学院材料与化工学院河南平顶山467036 广西大学物理科学与工程学院广西南宁530004

为了阐释水热环境下的脱硫石膏晶须(Calcium Sulfate Whisker,HH-CSWs)的生长机理,以提高脱硫石膏(Flue Gas Desulfurization,FGD)的高附加值利用,在120℃的硫酸溶液中,保温时间为60 min的水热条件下合成了大长径比半水硫酸钙晶须。通过... 详细信息

为了阐释水热环境下的脱硫石膏晶须(Calcium Sulfate Whisker,HH-CSWs)的生长机理,以提高脱硫石膏(Flue Gas Desulfurization,FGD)的高附加值利用,在120℃的硫酸溶液中,保温时间为60 min的水热条件下合成了大长径比半水硫酸钙晶须。通过Rietveld方法拟合精修了HH-CSW样品及脱硫石膏的XRD曲线。根据Rietveld拟合结果,建立了HH-CSW样品及脱硫石膏的结构模型。晶体结构模型对比分析结果表明,脱硫石膏与HH-CSW晶须的晶体结构存在着明显区别:一是在脱硫石膏结构中有六个Ca-O-S键和两个Ca-O-H键,在HH-CSW结构中有八个Ca-O-S键;二是脱硫石膏结构中有两个H_(2)O通道(分别沿c轴和a轴方向),而HH-CSW结构中只有一个H_(2)O通道。据此可以推断脱硫石膏水热制备HH-CSW的形成机理是脱硫石膏结构中两个Ca-O-H键断裂释放H_(2)O,并与S结合形成两个新的Ca-O-S键,沿c轴释放H_(2)O分子从而失去部分结晶水形成了HH-CSW,为制备大长径比脱硫石膏晶须提供理论依据。

关键词：脱硫石膏 HH-CSW Rietveld拟合晶体结构

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混合转子双定子风力发电机的温度场计算

机械设计与制造 2024年

作者：陈万玮刘豪河南城建学院电气与控制工程学院三峡大学电气与新能源学院

永磁/笼障混合转子双定子风力发电机较常规风力发电机结构复杂、热源较多，发电机的发热与其结构尺寸、绕组等效和各材料导热系数直接有关。为保障电机稳定的运行和输出功率，因此需要分析和计算该发电机温升分布。基于电机的工作原理... 详细信息

永磁/笼障混合转子双定子风力发电机较常规风力发电机结构复杂、热源较多，发电机的发热与其结构尺寸、绕组等效和各材料导热系数直接有关。为保障电机稳定的运行和输出功率，因此需要分析和计算该发电机温升分布。基于电机的工作原理，设计了一台300kW的永磁/笼障混合转子双定子风力发电机。在此基础上，建立该发电机的热网络模型，推导出了气隙和笼障转子的热阻等效。分析和计算永磁/笼障混合转子双定子风力发电机各部件温升，并用有限元法进行结果验证。由结果分析可知，两种方法计算结果相对误差均小于10%，验证了分析方法的有效性和可行性。

关键词：温度场热分析热网络法有限元法双定子电机

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高聚物/淀粉共混体系化学增容进展

塑料 2024年第2期53卷 108-112页

作者：夏学莲史向阳刘嘉旋马一超张越新郭茗丽河南城建学院材料与化工学院河南平顶山467036

淀粉是富含羟基、不具备热塑性的天然高分子材料,与高聚物共混时,极性与基体材料相差较大,两相界面不相容。淀粉进行化学改性后,在得到了热塑性的同时,还可改变其极性,然后,采用热熔加工将其与高聚物共混,得到相容性较好的高聚物/淀粉... 详细信息

淀粉是富含羟基、不具备热塑性的天然高分子材料,与高聚物共混时,极性与基体材料相差较大,两相界面不相容。淀粉进行化学改性后,在得到了热塑性的同时,还可改变其极性,然后,采用热熔加工将其与高聚物共混,得到相容性较好的高聚物/淀粉复合材料。反应原理为改性剂与淀粉大分子链上的羟基发生接枝、酯化、交联、氧化等反应,可将其从亲水性转变为疏水性,极性与高聚物接近,甚至还可通过化学反应将淀粉与聚合物用共价键连接。改性淀粉加入到高聚物基体中,能提高其与聚合物的相容性,从而制备出综合性能较好、成本较低的高聚物/淀粉复合材料。除此以外,低成本、高活性、功能性改性剂的研发、淀粉极性可调控、改性工艺的优化将成为未来研究发展方向。

关键词：淀粉聚合物相容性复合材料化学增容

高重频火花放电增强激光诱导击穿光谱结合机器学习对铝合金中镁元素的定量分析

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中国无机分析化学 2024年

作者：王亚蕊王朝勇吴诗磊河南城建学院数理学院

铝合金中的镁元素会影响铝合金的性能，因此亟需一种快速、高准确度定量分析铝合金中镁元素含量的方法。采用基于微芯片激光器的高重频火花放电辅助激光诱导击穿光谱技术(HRR SD-LIBS)对铝合金中镁元素进行定量分析。采用移动中位数法... 详细信息

铝合金中的镁元素会影响铝合金的性能，因此亟需一种快速、高准确度定量分析铝合金中镁元素含量的方法。采用基于微芯片激光器的高重频火花放电辅助激光诱导击穿光谱技术(HRR SD-LIBS)对铝合金中镁元素进行定量分析。采用移动中位数法对采集的光谱数据进行基线校正以获取净光谱数据，分别建立单变量定标模型和反向传播神经网络(BP)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)等多变量定标模型。结果表明，HRR SD-LIBS技术结合机器学习算法可建立更稳健的多变量定标模型。与常规单变量定标法相比，BP、SVM和RF模型的预测集相关系数(RP2)从0.810升高到0.985、0.997和0.994，均方根误差(RMSEP)从0.283下降到0.0598、0.0410和0.0542，平均相对误差从26.62%下降到3.13%、2.82%和3.61%。因此采用基于机器学习的多变量定标法能够显著提升LIBS定量分析准确度。基于小型化的微芯片激光器的HRR SD-LIBS技术结合机器学习算法能够实现对合金样品和其他材料的便携、快速、高准确的定量元素分析。

关键词：火花放电激光诱导击穿光谱微芯片激光器机器学习定量分析

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球形氧化铝粒径对酚醛树脂导热性能的影响

功能材料 2024年第1期55卷 1229-1236页

作者：徐震邱康文胡琳白柳杨欧阳玉阁北京工商大学化学与材料工程学院北京100048 黄淮学院机械与能源工程学院河南驻马店463000

环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料因具有良好的电绝缘性能、化学稳定性、易加工性能等,被广泛用于热管理材料领域。然而,聚合物材料的固有热导率较低,限制了其进一步的应用。将不同粒径的球形Al_(2)O_(3)添加到酚醛树脂(PF)基体中,用以... 详细信息

环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料因具有良好的电绝缘性能、化学稳定性、易加工性能等,被广泛用于热管理材料领域。然而,聚合物材料的固有热导率较低,限制了其进一步的应用。将不同粒径的球形Al_(2)O_(3)添加到酚醛树脂(PF)基体中,用以提升它的热传输性能。重点研究了Al_(2)O_(3)的粒径和Al_(2)O_(3)的负载量对PF复合材料导热性能和热稳定性能的影响。研究结果表明,在总填充量为75%,大小粒径的两种Al_(2)O_(3)颗粒比例为1∶1时,Al_(2)O_(3)/PF复合材料的热导率提升为1.611 W/(m·K),相对与纯PF的热导率提升了近8倍。同时,在同样的负载量下,PF复合材料达到的热导率高于只添加小颗粒或者只添加大颗粒的PF复合材料的热导率。这归因于两种粒径范围的球形Al_(2)O_(3)杂化时,粒径小的Al_(2)O_(3)颗粒填充到大粒径Al_(2)O_(3)颗粒的缝隙中,在基体中构建了更多的热传输通路。热重测试结果表明,添加Al_(2)O_(3)的PF复合材料的热稳定性提升,Al_(2)O_(3)/PF复合材料的最高分解温度从517℃提高到543℃。研究工作为制备高性能的聚合物基复合材料提供了一个新思路。

关键词：酚醛树脂氧化铝粒径杂化热导率

OBE理念在《材料工程基础》课程教学中的实践研究

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内江科技 2024年第1期45卷 117-119页

作者：李青霄张心会金彪汪潇张建武徐龙云刘富玲马先伟河南城建学院材料与化工学院河南城建学院能源与建筑环境工程学院河南城建学院土木与交通工程学院

采用线上线下混合式教学模式,把以学生为中心,以产出为导向,持续改进的OBE教育理念融入《材料工程基础》课程授课之中,聚焦“新工科”建设内容,依据企业岗位需求构建课程目标,依据企业材料制备和加工需要的基础理论知识构建教学案例,使... 详细信息

采用线上线下混合式教学模式,把以学生为中心,以产出为导向,持续改进的OBE教育理念融入《材料工程基础》课程授课之中,聚焦“新工科”建设内容,依据企业岗位需求构建课程目标,依据企业材料制备和加工需要的基础理论知识构建教学案例,使理论讲解与案例分析相结合,使之条理化、系统化。结果证明,融入OBE教育理念的混合式教学模式结合企业岗位需求的知识构建教学案例,能有效提高课程目标的达成度。并且这种教学模式遵循“两性一度”的金课标准,形成了教学的闭环,实现了教、学、做的有机统一,并融入思政元素,实现了立德树人。

关键词：材料工程基础立德树人条理化知识构建混合式教学模式达成度新工科理论讲解