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Co_(3)S_(4)/PES催化膜反应器氧化降解水中罗丹明B

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工程科学与技术 2025年第1期57卷 225-233页

作者：肖泽仪孟佳欣樊森清陈渝陈皎皎四川大学化学工程学院四川成都610065

基于过硫酸氢钾(PMS)的非均相高级氧化工艺(AOPs)在实际应用中一直受到PMS活化效率与活性氧物种(ROS)利用率低下的限制。本文以ZIF-67为前驱体、聚醚砜(PES)多孔膜为基底,采用金属有机框架(MOFs)模板配体交换策略,流动合成构建了Co_(3)S... 详细信息

基于过硫酸氢钾(PMS)的非均相高级氧化工艺(AOPs)在实际应用中一直受到PMS活化效率与活性氧物种(ROS)利用率低下的限制。本文以ZIF-67为前驱体、聚醚砜(PES)多孔膜为基底,采用金属有机框架(MOFs)模板配体交换策略,流动合成构建了Co_(3)S_(4)/PES催化膜反应器(CMR)。通过场发射电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)等方法对催化膜进行了表征。结果显示,平均粒径为23 nm的Co_(3)S_(4)纳米颗粒被原位合成固载在PES膜孔中,负载量为15.9%,并沿膜厚度方向均匀分布。以活化PMS降解典型芳香族有机化合物罗丹明B(RhB)为例,研究了该催化膜的催化性能及反应机理。实验结果表明,浓度为20 mg/L的RhB溶液,在初始溶液pH为7、温度为25℃以及膜通量为0.80 mL/(min·cm^(-2))(对应于停留时间0.68 s)的条件下,Co_(3)S_(4)/PES催化膜具有90%以上的降解率,表观反应速率常数为97.83 min^(-1),转化频率达到了489.15 L/(min·g^(-1)),均高出Co_(3)S_(4)粉末传统悬浮间歇处理模式两个数量级,并且Co_(3)S_(4)/PES催化膜能够保持良好的稳定性。膜孔道的分散性有效防止了Co_(3)S_(4)纳米颗粒的聚集,过膜流动反应限域在微纳尺度的膜孔道内,强化了反应物与催化剂之间的质量传递与接触,加快了PMS的活化,从而实现了单线态氧(^(1)O_(2))的高效生成,并在RhB的快速降解中起主导作用。

关键词：催化膜反应器高级氧化罗丹明B 过硫酸氢钾流动反应 ZIF-67 Co_(3)S_(4)

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用于可穿戴热管理的智能纤维及织物

材料导报 2025年第1期39卷 1-11页

作者：张荣振柏浩浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室杭州310027

保持热舒适对维持人体正常生命活动至关重要。利用纤维和织物进行个人热管理不仅能提升热舒适度,还有助于降低建筑能耗。然而,传统的织物无法满足人类在不同环境下的热舒适需求,迫使研究人员开发新型可穿戴热管理材料。基于材料化学、... 详细信息

保持热舒适对维持人体正常生命活动至关重要。利用纤维和织物进行个人热管理不仅能提升热舒适度,还有助于降低建筑能耗。然而,传统的织物无法满足人类在不同环境下的热舒适需求,迫使研究人员开发新型可穿戴热管理材料。基于材料化学、物理和纳米技术,目前已经开发出许多具有优异热管理性能的纤维及织物。本文综述了体温调节的创新策略和可穿戴热管理材料的最新进展,重点介绍了各种先进的被动和主动热管理材料,旨在梳理热管理材料的工作机理,并为相关领域的研究人员提供全面的参考。首先介绍了人体体温调节的生理基础,随后详细探讨了被动和主动热管理纤维和织物的工作原理及在不同应用场景下的优缺点,最后从商业应用的角度对可穿戴热管理纤维及织物的未来前景和挑战进行了展望。

关键词：热舒适可穿戴智能纤维及织物被动热管理主动热管理

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二维α-磷酸锆液晶的相变及调控研究进展

液晶与显示 2025年第1期40卷 153-170页

作者：陈明风黄斌朱恺杰成正东浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

随着材料合成方法的发展,大批具有优异性能的二维材料(石墨烯、氮化硼、Mxene、黑磷等)出现,使二维材料胶体液晶及其自组装性能研究变得尤为重要。α-磷酸锆(ZrP)作为一种典型的层状材料,在机械增强、阻隔性能提升、阻燃、抗腐蚀、催化... 详细信息

随着材料合成方法的发展,大批具有优异性能的二维材料(石墨烯、氮化硼、Mxene、黑磷等)出现,使二维材料胶体液晶及其自组装性能研究变得尤为重要。α-磷酸锆(ZrP)作为一种典型的层状材料,在机械增强、阻隔性能提升、阻燃、抗腐蚀、催化、环境、能源和医学等领域都具有重要应用。由于α-磷酸锆晶体可通过各种化学方法剥离为单层纳米片,且具备可控合成、多分散性低、物化性质稳定等优点,被作为二维材料胶体液晶研究的物理模板进行了系统性的研究。本文详细讨论了α-ZrP的合成方法、剥离技术、自组装形成液晶及调控策略等。α-磷酸锆液晶相变的主要影响因素包括厚径比、多分散性、温度、离子浓度、电场、磁场、球形颗粒掺杂等,调控条件的改变使其展现出丰富的相行为和相结构。最后,展望了α-磷酸锆作为下一代功能材料的潜在应用前景,以及其液晶相变研究对二维材料胶体液晶和二维材料组装形成宏观材料的重要参考作用。

关键词： α-磷酸锆溶致液晶自组装二维材料

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烧结助剂对BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ电解质烧结行为及电导率的影响

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无机材料学报 2025年第1期40卷 84-90页

作者：张婧慧陆晓彤毛海雁田亚州张山林中山大学化学工程与技术学院珠海519082

BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ(BZCY)作为质子导体型固体氧化物燃料电池的典型电解质材料之一,具有高质子电导率及高稳定性等优点。然而,BZCY电解质的烧结活性较差,通常需要较高的烧结温度来实现致密化,而过高的烧结温度不利于电... 详细信息

BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ(BZCY)作为质子导体型固体氧化物燃料电池的典型电解质材料之一,具有高质子电导率及高稳定性等优点。然而,BZCY电解质的烧结活性较差,通常需要较高的烧结温度来实现致密化,而过高的烧结温度不利于电池的制备及应用。本研究旨在降低BZCY电解质的烧结温度,通过引入NiO、Fe_(2)O_(3)、ZnO与CuO等烧结助剂,探讨了烧结助剂对BZCY烧结行为的影响。结果表明,除Fe_(2)O_(3)外,其余氧化物均能有效促进BZCY烧结体的晶粒生长。其中,添加CuO对BZCY烧结过程的促进作用最显著。在BZCY中添加质量分数2%的CuO(BZCY-2%CuO)后,即使烧结温度降低至1250℃,烧结体仍能保持高于98%的相对密度。此外,在600℃的加湿H_(2)气氛下,BZCY-2%CuO的电导率高达2.7×10^(–2)S·cm^(–1),且在加湿H_(2)下的电导率相较于加湿空气高出近5倍。更为关键的是,BZCY-2%CuO电解质在电池工作条件下的电子导电性可以忽略不计,保持了优异的稳定性。

关键词：质子导体型固体氧化物燃料电池 BaZr_(0.1)Ce_(0.7)Y_(0.2)O_(3)–δ 电解质烧结助剂烧结行为电导率

可膨胀石墨与甲基膦酸二甲酯协效阻燃聚甲基丙烯酸甲酯

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复合材料学报 2025年第1期42卷 250-262页

作者：徐文总周耀成边子唯宣子怡余世源安徽建筑大学材料科学与化学工程学院合肥230601

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种用途广泛的高分子材料,为了改变其易燃烧的缺点,本文采用原位聚合法制备了一系列含甲基膦酸二甲酯(DMMP)和可膨胀石墨(EG)的PMMA复合材料。通过极限氧指数(LOI)、锥形量热仪和垂直燃烧测试(UL-94)研究了其... 详细信息

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种用途广泛的高分子材料,为了改变其易燃烧的缺点,本文采用原位聚合法制备了一系列含甲基膦酸二甲酯(DMMP)和可膨胀石墨(EG)的PMMA复合材料。通过极限氧指数(LOI)、锥形量热仪和垂直燃烧测试(UL-94)研究了其阻燃性能,结果表明在添加10wt%复配阻燃剂,且DMMP与EG的质量比为1∶1时,复合材料5%DMMP-EG/PMMA的阻燃效果最好。样品通过UL-94 V-0评级,与未加阻燃剂的PMMA相比,其LOI从18.1%增加到27.4%。热释放速率峰值(pHRR)显著降低87%,总热释放率(THR)降低33%。动态力学性能测试表明,5%DMMP-EG/PMMA的玻璃化转变温度和储能模量远远高于10%DMMP/PMMA,复配可膨胀石墨可以改善因膦酸酯加入导致的材料变软现象。最后,通过TGIR、不同温度下的红外光谱分析和残炭的拉曼光谱分析了复合材料的阻燃机制,良好的阻燃效果是由于DMMP与EG在气相与凝聚相两相中的协同阻燃作用。

关键词：聚甲基丙烯酸甲酯可膨胀石墨甲基膦酸二甲酯协效阻燃阻燃机制

一种钴（Ⅲ）配合物用于生物体内连二亚硫酸钠的磁共振/荧光双模态成像

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光学学报 2025年第03期 261-269页

作者：陈思阳黄泽骁王月孟庆涛张志强辽宁科技大学化学工程学院

以Co3+为磁共振单元，采用7-（二乙氨基）香豆素-3-甲酸作为荧光单元，设计开发了基于钴（Ⅲ）配合物的荧光/磁共振双模态分子探针H2。该探针将具有高灵敏度和高选择性的光学成像技术和组织穿透能力强、空间分辨率高的磁共振成像技术结... 详细信息

以Co3+为磁共振单元，采用7-（二乙氨基）香豆素-3-甲酸作为荧光单元，设计开发了基于钴（Ⅲ）配合物的荧光/磁共振双模态分子探针H2。该探针将具有高灵敏度和高选择性的光学成像技术和组织穿透能力强、空间分辨率高的磁共振成像技术结合，弥补了单一模态成像的缺点。连二亚硫酸钠（Na2S2O4）与钴离子进行氧化还原反应，使得抗磁性Co3+转变为顺磁性Co2+，进而实现了磁共振信号和荧光信号的同步激活。探针H2具有良好的稳定性，对Na2S2O4具有专一的识别能力，适用于生理条件的pH，检测限为23μmol/L。最后，通过磁共振/荧光双模态成像将探针H2成功应用于生物体内外源性Na2S2O4的检测。

关键词：生物成像双模态连二亚硫酸钠分子探针

基于边界元逆问题法的超低场磁共振大鼠脑部成像双通道射频线圈优化设计

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电工技术学报 2025年第1期40卷 25-35,63页

作者：孟凡钦郭轶何为徐征重庆大学电气工程学院重庆400044 重庆大学附属中心医院重庆400014

目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,... 详细信息

目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,采用上述方法,在54 mT下针对大鼠头-脑几何形状设计了双通道射频接收线圈,并对大鼠脑卒中及脑外伤模型进行成像试验研究。试验结果表明,54mTMRI能够检出水肿和血肿病变,且与病理切片或临床3T MRI图像结果相符。同时,通过脑外伤模型7天的追踪观察,54 mT图像中病变的信号演变规律与高场影像一致。针对特定成像对象和非规则布线曲面,该文利用间接边界元逆问题法设计高信噪比射频接收线圈,大鼠模型试验证明超低场磁共振成像技术具有脑卒中与脑外份早期诊断与床旁影像监护潜力与价值。

关键词：磁共振成像超低场射频线圈边界元逆问题颅脑疾病

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微生物施氏矿物的结构调控和环境应用进展

现代化工 2025年

作者：王雅博刘星宇李义隆张永奎王旭倩四川大学化学工程学院

综述了微生物生长代谢过程优化、外源添加物以及后处理过程对生物施氏矿物结构的影响，以及由此引发的环境应用性能提升，建立了施氏矿物材料和典型环境应用之间的构效关系，并对微生物矿化合成施氏矿物及其应用的前景做了展望。

关键词：微生物矿化嗜酸性氧化亚铁硫杆菌施氏矿物结构调控

基于PSO-HT算法的桥梁振型车辆扫描识别研究

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 1-11页

作者：史康杨永斌莫向前赵永帅重庆大学土木工程学院中南大学土木工程学院

受阻尼影响，采用车辆或接触点响应识别的桥梁振型往往会发生扭曲，影响了振型识别的精度.为此，提出了一种基于粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)相结合的PSO-HT算法，该算法不仅实... 详细信息

受阻尼影响，采用车辆或接触点响应识别的桥梁振型往往会发生扭曲，影响了振型识别的精度.为此，提出了一种基于粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)与希尔伯特变换(Hilbert transform, HT)相结合的PSO-HT算法，该算法不仅实现了桥梁频率、阻尼比和振型的同步自动识别，还剔除了阻尼对振型识别的干扰.首先，推导了考虑桥梁阻尼影响下移动车辆经过简支梁桥的闭合解；其次，通过剖析车辆和接触点响应中频率组成成分并结合PSO和HT算法，提出了PSO-HT算法的理论背景，给出了该算法的具体实施步骤；随后，选取典型算法和有限元法验证了理论推导和PSO-HT算法的正确性；最后，选择路面粗糙度、车辆运行速度与桥梁阻尼作为核心影响因素开展参数化分析，验证PSO-HT算法的可靠性与鲁棒性.研究结果表明，闭合解与数值解吻合较好，验证了理论推导的可靠性.PSO-HT算法能准确提取桥梁的前几阶频率与阻尼比，且能较好地消除阻尼比对振型识别的影响.路面粗糙度尽管对振型识别的高阶振型有一定影响，但对低阶振型影响较小；相对而言，车辆运行速度与桥梁阻尼对PSO-HT算法影响有限，展示了算法具有较强的鲁棒性.该研究成果为车辆扫描法识别桥梁振型提供了新的思路.

关键词：桥梁工程振型识别粒子群优化算法希尔伯特变换车辆扫描法