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摘要:以天然玫瑰花瓣和三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)为双模板,有序大孔-介孔锐钛矿TiO2薄片通过溶胶-凝胶法在酸性介质中成功制备。采用拉曼光谱、X射线衍射、N2吸脱附、扫描电镜和透射电镜对制备的TiO2薄片进行表征。TiO2薄片的光催化活性通过罗丹明B光降解过程的光催化效果来进行评价。结果表明多级构造的大孔-介孔TiO2薄片为锐钛矿,且其三维有序的大孔孔壁均由有序的介孔所组成,其中,450℃煅烧后的TiO2样品表观反应速率常数k达到2.21×10^-2 min-1,表现出最高的光催化活性。
摘要:金属材料经机械应力加载处理后反应活性明显提升,具有较强还原活性的纳米零价金属可有效降解染料废水中的有机污染物。采用辊压振动研磨法对原料锌粉进行机械活化处理,无任何添加剂情况下得到纳米零价锌粉颗粒。通过扫描电子显微镜观察可得,振动研磨机械力作用有效地改变了纳米零价锌的粒度大小,其颗粒尺寸随研磨时间的延长呈现周期性变化,平均粒度在40~90nm之间。通过X射线衍射分析和Lorentzian近似函数的最小二乘法计算分析得到,研磨后的纳米零价锌仍为密堆六方纤锌矿结构,但其微结构在应力场作用下发生改变,研磨15h纳米零价锌的层错几率达到2.03%。不同研磨时间的纳米零价锌具有不同的催化活性,对亚甲基蓝的无光催化降解呈现出不同的反应速率,研磨15h的试样具有最快的降解速率,无光催化反应30min后对亚甲基蓝的降解率达到72.72%。
摘要:用TiCl4作为钛源,用环氧化物驱动溶胶-凝胶化动力学过程,预制备出纳米TiO2粉末;将此纳米粉与乙酸钾混合,经烧结制备出K2Ti6O13晶须。研究不同烧结温度和保温时间对晶须结构与形貌影响;利用XRD和SEM对其晶相组成和形貌进行分析,并对其光催化活性进行分析表征。结果表明,样品在1 000℃保温3h,自然冷却,可获得超细六钛酸钾晶须;晶须平均直径在0.3μm,长径比(L/D)最大可达到12,粗细均匀,分散性良好;在500 W汞灯照射1h条件下,制备的六钛酸钾晶须对抗生素(四环素tetracycline,TC)为模型探针分子具有优异的光催化性能。
摘要:采用水热法通过苯甲酸铵(简写为L)导向控制合成了六方相CePO 4和Ce 0.95 PO 4∶Tb 0.05 纳米线。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)及透射电镜(TEM)分析产物的相结构、晶粒尺寸及微观形貌。实验结果表明,随着配体L的增加,CePO 4的微观形貌由纳米棒逐渐转变成纳米线再生长成纳米颗粒。当 n (Ce 3+ )∶ n (L)=1.0∶1.0时,所合成的CePO 4纳米线长径比大且分散较均匀,直径为20~30 nm、长约1~ 2 μm 。发现苯甲酸铵对产物的尺寸及长径比具有导向合成作用。荧光光谱分析表明 n (Ce 3+ )∶ n (L)=1.0∶1.0时所合成的CePO 4纳米线荧光强度最强,相同方法合成的Ce 0.95 PO 4∶Tb 0.05 纳米线具有较强的荧光性能。
摘要:采用溶胶-凝胶法合成了Mn掺杂的钠离子电池正极材料Na 3V 2(PO 4) 2F 3。用XRD、SEM、恒流充放电和交流阻抗等对样品进行了表征。结果表明,适量Mn掺杂不会破坏Na 3V 2(PO 4) 2F 3的晶体结构;随着Mn掺杂量的增加,衍射峰强度增强,晶粒尺寸增大,材料的颗粒及孔径先减小后增大。电化学测试表明Na 3(V 1-2 y /3 -Mn y ) 2(PO 4) 2F 3( y =0.05) 拥有最优的电化学性能,该样品在0.1和1 C倍率下的首次放电比容量分别为 116.7 和61.9 mAh/g,循环50次后的放电比容量仍高达112.1和60.8 mAh/g。
摘要:回顾了近年来国际上关于提高CoFeB/MgO界面垂直磁各向异性的研究,从非磁/CoFeB/MgO多层膜结构(各层膜的厚度、堆积次序、周期数、铁磁/氧化物界面粗糙度和铁磁层,氧化物层及缓冲层的结晶状态)、成分(铁磁层的成分、缓冲层的材料、保护层的材料)及材料工艺(热处理温度、外加电场和外加应力)等方面考察了CoFeB/MgO异质结中界面垂直磁各向异性的影响因素。理解CoFeB/MgO界面垂直磁各向异性的影响因素有助于更好地理解非磁/CoFeB/MgO磁性多层膜中垂直磁各向异性来源的深层物理机制以及通过优化材料结构和工艺进而优化非磁/CoFeB/MgO磁性多层膜的垂直磁各向异性。
摘要:TiO2具有化学性质稳定,无毒,价格低廉,易回收等特点被广泛应用于光催化领域。然而由于其带隙较宽,只对紫外光响应,且产生的光生电子-空穴对易复合,导致光催化活性低。研究表明,通过与TiO2复合形成复合光催化剂能显著改善上述问题。介绍了与TiO2复合的几种常用方法的基本原理和研究进展。半导体复合方法可以形成内建电场,在内建电场作用下实现光生电荷的有效分离。贵金属沉积方法则利用贵金属上富集电子的特点,分离电子-空穴对,延长光生电荷的寿命,纳米金属的表面等离子体共振效应则可以拓宽催化剂对光的响应范围。通过与碳材料或有机染料复合则可以提高TiO2对可见光的吸收率,扩大光响应范围,同时能加快光生电荷的转移,减少其复合。最后简要分析了几种方法中存在的问题和未来发展方向。
摘要:为实现新拌自密实混凝土离散元接触参数的标定,以坍落扩展度试验及各参数整合下模拟得到的坍落扩展度为响应值,通过Plackett-Burman试验对7个最初关键参数实行筛查,得出砂浆-砂浆表面能、砂浆-粗骨料滚动摩擦系数以及砂浆-砂浆静摩擦系数对自密实混凝土扩展度影响显著。通过最速上升法试验与Box-Behnken试验结果构造显著性参数与扩展度值的二阶回归方程并求得该方程最优解,显著性参数最佳组合为砂浆-砂浆表面能为0.12J/m2、砂浆-粗骨料动摩擦系数为0.07、砂浆-砂浆静摩擦系数为0.64。最后将最佳参数组合下模拟所得的扩展度与实验值进行对比验证,发现二者相对误差仅为2.78%。因此,采用响应面优化法对自密实混凝土离散元模型参数进行标定具有较强的可靠性。
摘要:主要考察了添加少量铜元素对钛基合金材料腐蚀和磨损性能的影响。采用球-盘摩擦磨损试验仪研究了合金的摩擦磨损性能,并用SEM和EDS对其磨痕形貌进行观察和分析;采用电化学方法研究了合金在模拟人工体液中的电化学行为,并结合其腐蚀形貌对其耐腐蚀性能进行评估。结果表明,Ti-2Cu的耐磨性能明显优于Ti-1Cu和Ti-3.5Cu合金;钛基合金的耐腐蚀性随着Cu含量的增加而得到有效提高,Ti-3.5Cu〉Ti-2Cu〉Ti-1Cu。
摘要:以钨酸钠、无水硫酸钠、钼酸钠和硫代乙酰胺为原料,利用温和的两步水热法,不加任何模板和表面活性剂成功制备出MoS2/WO3纳米复合材料。利用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis和BET分别对MoS2/WO3纳米复合材料的结构、形貌、尺寸、吸附性能和比表面积进行了表征。结果表明,MoS2/WO3样品展现了较高的比表面积(139.9m2/g),理想的纳米结构和优异的吸附性能。MoS2/WO3吸附剂对亚甲基蓝有较高的选择性吸附。在初始浓度为10mg/L,100mL的亚甲基蓝溶液中加入10mg的吸附剂,60min后吸附效率可达100%(无需进一步光催化),吸附容量优于380mg/g。
摘要:采用复合相变材料热管理方式研究了热管类型、环境温度、放电倍率、热管数量以及复合相变材料等对动力电池热性能的影响。通过改变复合相变材料和导热铜管的机械结构,增强对动力电池热性能的影响,针对面向复合相变材料与导热铜管耦合热性能进行实验研究。结果表明,在不同环境温度(30,35℃)下动力电池组高倍率(4,5C,瞬态)放电的散热效果并没有随着用量的增加而提高,降温效果具有不确定性因素,其工况下动力电池组的温度普遍高于PCM(265.9g)工况下的温度。在改变PCM/泡沫铜/多孔热管复合相变材料用量的情况下,当PCM/泡沫铜/多孔热管复合相变材料的耦合模块用量为343.7g时,提高了相变材料的导热系数,能够缩小其内部温差,提高散热效率,优于其它耦合模块,具有较好的循环散热工作性能,所构造的导热铜管与复合相变材料耦合是可行的。
摘要:为了优化设计巴基纸/SMP复合材料中巴基纸埋入方式和尺寸参数,采用有限元软件FLUENT分析了加热过程中巴基纸形状及厚度对巴基纸/SMP复合材料温度场分布的影响规律。分析结果显示,和平板形巴基纸/SMP复合材料相比,相同加热工况条件下,矩形弯曲巴基纸/SMP复合材料虽然在加热过程中达到稳态所需的时间略短,加热速度也较慢,最高温度和平均温度相对更低,但是其温度场分布更加均匀。分析认为,巴基纸的形状和厚度改变时,导致巴基纸的单位体积内热源也发生变化,进而影响了巴基纸/SMP复合材料的温度场分布。巴基纸的单位体积热源越大,其产热量越大,巴基纸/SMP复合材料的最高温度和平均温度越高,其温度分布均匀性越差;并且由于散热速率低于产热量的增大,因此巴基纸/SMP复合材料达到稳态所需时间越长。
摘要:研究了铜的掺杂量对化学镀Ni-Cu-P-PTFE复合涂层的微观结构、耐蚀性和力学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、纳米压痕仪、HSR-2M摩擦磨损试验机分别对NiCu-P-PTFE复合涂层的微观结构、耐蚀性和力学性能进行表征和测试。结果表明,铜的掺杂对Ni-P-PTFE复合涂层的成分、微观结构、耐蚀性和力学性能都具有较大的影响,随着镀液中Cu~(2+)浓度的增加,涂层中Cu含量先增加后下降,而Ni、P和PTFE含量则先下降后增加;随着涂层中掺杂Cu含量的增加,Ni-Cu-P-PTFE涂层的耐蚀性和硬度得到改善,但其摩擦性能降低。
摘要:磁控溅射是一种广泛应用的薄膜制备技术。能量过滤磁控溅射是对磁控溅射技术加以改进后的一种薄膜制备技术。通过改变能量过滤磁控溅射技术过滤电极网孔大小制备TiO2薄膜,研究了网孔目数对薄膜物相结构、表面形貌以及光学性质的影响,并与磁控溅射技术制备的TiO2薄膜进行了对比研究。结果表明:(1)能量过滤磁控溅射技术较磁控溅射技术所制备薄膜的结构均匀性更加优异,薄膜的透射率由86.5%增大到91.4%、波长500nm处折射率由1.61增加到1.68、波长300nm处消光系数由0.42降低到0.12;(2)能量过滤磁控溅射技术过滤电极网孔目数不同时薄膜的结晶性能、表面粗糙度以及光学性质均存在差异,且随网孔目数的增加呈周期性变化;(3)过滤电极网孔目数为8目时,薄膜的结晶性能较好、薄膜较为均匀、透射率较高,为91.4%。
摘要:基于纳米级耦合效应,采用溶胶-凝胶联合浸渍提拉法合成了Bi2WO6/TiO2复合催化材料。利用XRD、SEM、UV-Vis、XPS和PL对Bi2WO6/TiO2复合光催化剂进行了表征和分析,并对其可见光催化降解乙烯的光催化性能进行了评价。结果表明,Bi2WO6/TiO2纳米复合材料比纯Bi2WO6、TiO2具有更高的光催化活性。当Bi2WO6和TiO2镀层比为3∶1时,乙烯的可见光催化降解效果最好,其降解率分别比TiO2和纯Bi2WO6高5.4和2.4倍。纳米复合材料的光催化活性的提高主要是由于在Bi2WO6和TiO2的接触界面形成了交错异质结。这改善了复合材料中晶粒在交界面处的晶格缺陷,提供了更多的活性位点,提高了光生电子空穴对的分离效率,并将光谱响应范围扩展到可见光区域,提升了光能的吸收和利用。
摘要:采用分离式霍普金森杆及脉冲回波模量测试仪测试了加压烧结的TiN陶瓷材料在室温下的静、动态力学性能曲线,采用扫描电镜分析了烧结前后的TiN材料的表面特征,采用XRD分析了烧结前后的TiN材料的结构变化,采用XFD分析了烧结前后的TiN材料的Ti/N比例。结果表明,加压烧结使TiN晶粒取向改变,颗粒变小,TiN陶瓷的弹性模量、剪切模量与文献报道基本吻合,泊松比要比文献报道的要小。讨论了实验中TiN材料的微观结构与表观力学性质的关系。
摘要:利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS2的晶格参数、电子结构和光学性质。计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小。分析能带结构可以看到,Co、Ni、Cu、Tc、Re和W掺杂使能带从直接带隙变成了间接带隙。除了Cr和W以外,其它掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的新能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成。掺杂对MoS2的光学性质也产生了相应的影响,使MoS2的静态介电常数、介电函数虚部峰值、折射率和光电导率峰值呈现不同程度的增加。
摘要:通过水热法合成Nd3+掺杂的介孔分子筛(FDU-12)发光材料,以三嵌段共聚物(F127)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氯化铝(AlCl3)为修饰剂,在合成过程中将Nd3+掺杂到FDU-12介孔分子筛中。通过X射线粉末衍射(XRD)、N2的等温吸附-脱附、透射电镜(TEM)和荧光光谱测试等手段对合成的粉体进行表征。结果表明,元素Nd以+3价态存在于FDU-12介孔分子筛中,合成的FDU-12/Nd分子筛具有规则的面心立方孔道结构,以LED激光器808nm对样品进行荧光测试时,其在912,1 065和1 350nm处出现钕离子的特征发射峰,表明FDU-12/Nd介孔分子筛表现出较好的荧光性能,有望成为掺钕激光器或放大器的新型基质材料。