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基于互穿网络技术构筑环境友好型聚合物电解质膜及其电化学性能

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精细化工 2024年第5期41卷 1092-1100页

作者：冉云松陈怡刘阳松赵振强马先果贵州理工学院化学工程学院贵州贵阳550003 贵州省普通高等学校能源化学特色重点实验室贵州贵阳550003

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应型乳化剂,丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)和丙烯酸(AA)为单体,利用互穿网络技术通过乳液聚合法制备了环境友好型聚合物电解质膜(M-ABAA),采用FTIR、XPS、SEM、TEM和TG对M-ABAA进行了表征;通过CV、... 详细信息

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应型乳化剂,丙烯酸丁酯(BA)、丙烯腈(AN)和丙烯酸(AA)为单体,利用互穿网络技术通过乳液聚合法制备了环境友好型聚合物电解质膜(M-ABAA),采用FTIR、XPS、SEM、TEM和TG对M-ABAA进行了表征;通过CV、EIS和充放电测试考察以M-ABAA为电解质膜组装的CR2032电池的电化学性能。结果表明,当m(AMPS)∶m(BA)∶m(AA)∶m(AN)=1∶3∶2∶2时,制备的M-ABAA(M2)的离子电导率为0.98 mS/cm,抗拉强度为7.53 MPa,断裂伸长率为90.4%,吸液率为150%,热收缩率为4%。M2与目前锂离子电池主流的正负极材料(LiCoO_(2)、LiMn_(2)O_(4)、LiFePO_(4)、NCM811)具有较好的相容性,普适性较好。以M2为电解质隔膜,金属锂为负极,分别以LiCoO_(2)和石墨为正极组装成半电池,0.2 C倍率下的首次放电比容量分别为141.3和347.1 mA·h/g,100圈循环后容量保持率分别为94.8%和85.0%;2.0 C倍率下,放电比容量分别为119.8和239.0 mA·h/g。

关键词：聚合物电解质膜互穿网络技术锂离子电池有机电化学与工业

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棉浆纤维素/质子型离子液体溶液的流变行为

纺织学报 2024年第5期45卷 10-18页

作者：马凯邓璐璐王学琳石国民邹光龙贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025 西湖大学工学院浙江杭州310024

为实现棉浆纤维素的绿色、高效溶解,促进其高值化利用,以质子型离子液体([DBNH][Lev])为溶剂,制备了5种不同质量分数的纤维素/[DBNH][Lev]溶液;借助核磁共振技术研究了纤维素在离子液体中的溶解机制,测定了纤维素溶液在不同条件下的稳... 详细信息

为实现棉浆纤维素的绿色、高效溶解,促进其高值化利用,以质子型离子液体([DBNH][Lev])为溶剂,制备了5种不同质量分数的纤维素/[DBNH][Lev]溶液;借助核磁共振技术研究了纤维素在离子液体中的溶解机制,测定了纤维素溶液在不同条件下的稳态和动态流变行为,讨论了纤维素含量、温度和剪切速率等对均相聚合物溶液黏度的影响规律。结果表明:纤维素/[DBNH][Lev]溶液为典型的假塑性流体,对温度具有敏感性,且黏度随温度升高而降低;此外,该溶液在高频率下出现凝胶点,存在黏性流动为主的类液态向弹性形变为主的类固态转变,且温度越高转变点越向低频区移动,这为纤维素在离子液体中的流变响应提供理论基础,并对后续的纤维素加工工艺(如涂层、纺丝)提供技术指导。

关键词：棉浆纤维素质子型离子液体溶解流变行为 Cox-Merz定律黏弹性

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微纳织构涂层刀具切削性能研究进展

中国表面工程 2024年第2期37卷 137-160页

作者：田初春蒋宏婉袁森邓静岳熙贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院机械工程学院贵阳550003

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等... 详细信息

刀具磨损严重、服役寿命短仍然是切削加工所面临的难题。随着现代制造业的发展,钛合金、高温合金等难加工材料在工业中广泛运用。但由于这些材料具有低导热系数、变形系数小等特点,在机械加工中存在切削力和切削温度高、刀具磨损严重等问题,严重缩短了刀具的服役寿命。通过表面织构技术和表面涂层技术在刀具切削表面置入微纳织构和涂层可以显著改善切削性能;特别是在减小刀具磨损、降低切削力、切削温度以及刀-屑接触界面摩擦因数等方面具有显著效果。系统概述微纳织构涂层刀具的作用机理、切削性能以及应用领域,对微纳织构涂层刀具后续发展有重要推动意义。首先,介绍微纳织构涂层刀具的制备方式。其次,分析总结微纳织构涂层刀具的作用机理,并从抗磨损性、抗粘结性和刀具寿命三个方面总结微纳织构涂层刀具的自身性能。随后,从切削力、切削温度、刀-屑接触处的摩擦因数三个方面总结微纳织构涂层刀具的切削性能。最后对微纳织构涂层刀具在现代制造业中的应用进行阐述。提出在刀具切削表面同时置入微纳织构和涂层的当前研究现状以及未来发展方向,可为进一步研究微纳织构涂层刀具在切削加工中改善切削性能以及加工表面质量与性能提供参考。

关键词：微纳织构涂层刀具作用机理刀具性能切削性能

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液相置换法制备硅/碳复合材料及其储锂性能

华南师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈雨鑫周国永王繁符远翔贵州民族大学化学工程学院贵州理工学院化学工程学院/贵州高校能源化学重点实验室

通过镁热还原SiO2实现了纳米硅的制备,随后通过液相置换法将其与葡萄糖复合经过热处理获得硅/碳复合材料（Si/C）。在将制备的材料作为锂离子电池的负极材料,测试发现该材料展示了优异的循环性能（在100 mA/g的电流密度下,循环50次的比... 详细信息

通过镁热还原SiO2实现了纳米硅的制备,随后通过液相置换法将其与葡萄糖复合经过热处理获得硅/碳复合材料（Si/C）。在将制备的材料作为锂离子电池的负极材料,测试发现该材料展示了优异的循环性能（在100 mA/g的电流密度下,循环50次的比容量能维持在800 mAh/g左右）、高的倍率性能（在4 200 mA/g的电流密度下保持在385 mAh/g的比容量）和不错的循环稳定性（在840 mA/g的电流密度下,循环120次其容量亦能维持在约459mAh/g）,远高于纯硅和纯碳的容量。可见碳的介入有效改善了硅的导电性提升了其储锂性能,为Si/C复合材料在高性能的锂离子电池的应用提供了一种新的策略。

关键词：液相置换法 Si/碳材料储锂性能锂离子电池

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

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高分子材料科学与工程 2024年第2期40卷 182-190页

作者：占晓谭妍妍杜婧羽杨人元张道海邹凯翔贵州民族大学化学工程学院贵州贵阳550025

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其... 详细信息

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。

关键词：碳系填料石墨烯碳纳米管电磁屏蔽复合材料

产学研一体化化工类专业实践教学体系构建——以贵州理工学院化学工程与工艺专业为例

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大学教育 2017年第7期 4-6页

作者：马先果韦德举唐安江贵州理工学院化学工程学院贵州贵阳550003

化工类专业是一个实践性和应用性较强的工科专业。新建二本院校产学研一体化的实践教学体系构建具有其必要性和重要性,因此,贵州理工学院以应用型人才培养理念为导向,探索了化工类专业实践教学平台体系与实验教学内容体系构建的内容与... 详细信息

化工类专业是一个实践性和应用性较强的工科专业。新建二本院校产学研一体化的实践教学体系构建具有其必要性和重要性,因此,贵州理工学院以应用型人才培养理念为导向,探索了化工类专业实践教学平台体系与实验教学内容体系构建的内容与方法。实践证明,基于产学研一体化模式下的化工类专业实践教学体系的构建,能有效地提升新建本科院校化工类专业应用型人才培养的质量。

关键词：产学研一体化化工类专业实践教学体系贵州理工学院

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鳗鲡科鱼类变刚度特性对推进性能影响研究

力学学报 2024年第1期56卷 273-284页

作者：张旭尧崔祚尹存宏程安楠贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵州理工学院航空航天工程学院贵阳550003

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体... 详细信息

生物学研究表明,波动推进鱼类的鱼体刚度对其推进性能有着重要影响,通过改变鱼体刚度可获得优异的游动特性,但鱼类肌肉驱动模式与鱼体刚度和游动性能的关系尚不清晰.鉴于此,文章以鳗鲡科鱼类作为研究对象,基于黏弹性梁理论和Taylor流体理论,建立由生物学钙离子肌肉驱动的鳗鲡科鱼类游动模型,研究肌肉驱动和鱼体刚度变化对推进性能的影响.结果表明,肌肉驱动力随刚度增加呈先快速增加后缓慢下降的变化趋势,而随着肌肉驱动力增加,鱼体游动速度随刚度增加而增加并逐渐趋于稳定.当肌肉驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,游动速度和启动加速度可分别提升55%和129%,可见增大鱼体刚度可显著提升推进性能.为了验证上述结论,设计了基于串并联结构的变刚度实验平台,实验表明鱼体的变刚度特性能显著提升推进性能.当舵机驱动频率由1 Hz增加到2 Hz时,通过统一变化弹簧刚度大小推力可提升2.5倍.上述研究结果可为改变鱼体刚度提升游动性能提供参数设计指导,为研制变刚度仿生机器鱼提供理论依据.

关键词：鳗鲡科鱼类肌肉驱动变刚度游动性能

辐照改性聚丙烯腈/热塑性聚氨酯锂离子电池隔膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2385-2394页

作者：王一迪巩桂芬崔巍巍王召阳楼晨霞哈尔滨理工大学材料与化学工程学院哈尔滨150040

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)隔膜具有优秀的电化学性能,作为锂离子电池隔膜材料受到广泛关注,但其机械强度与耐热性不足问题依然存在。本文选用由软段与硬段构成的聚合物热塑性聚氨酯(TPU)与PAN进行混纺,并将制备的纤维膜通过^(60)Coγ射线对其改性,制备出一种新型锂离子电池隔膜。通过FTIR发现辐照改性PAN/TPU隔膜,PAN分子间出现环化反应,并且PAN与TPU分子间出现C=N-N键的交联,环和交联结构的引入都提高隔膜的力学与耐热性能,此外通过100 k Gy改性后的隔膜电化学性能优异,具有较高的吸液率(552%)与孔隙率(68.2%),电化学稳定窗口为5.42 V,界面阻抗为149.44Ω,离子电导率为1.68×10^(-3)S/cm,均优于辐照前的隔膜,1 C下循环100次后放电容量保持率为96.53%,并在循环测试中表现出优异的倍率性能。

关键词：锂离子电池电化学性能隔膜静电纺丝聚丙烯腈辐照

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