将磁性MG-C3Nx 材料前驱体与不同Co、Zn比的CoZn-ZIF复合,在900 ℃高温煅烧制备出Co3O4/ZnO@MG-C3Nx 可见光催化剂,使用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、热重分析仪、化学吸附等多种手段表征其结构、形貌和组成,研究了这种可见光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,这种催化剂的可见光催化活性优良,在150 min内对MB的降解率为95.4%,负载金属离子的最佳比例为Co∶Zn = 5∶1。在G-C3N4表面进行碱活化后在其表面产生的大量N缺陷有利于加快对光生电子的捕获、促进金属活性位点之间的协同作用,以及加快光生电子-空穴的分离和迁移,从而使其光催化活性提高。这种催化剂的稳定性较高,可回收,其中的主要活性物种是羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)。
用不同浓度的NaOH溶液对HZSM-5进行改性,然后作为固体酸与Cu-ZnO-Al2O3催化剂物理混合制备出改性HZSM-5/Cu-ZnO-Al2O3催化剂,并将其用于二甲醚水蒸气重整制氢(SRD)。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、N2低温吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段表征改性HZSM-5样品及其SRD性能。结果表明,改变NaOH的浓度可调控HZSM-5的酸性和结构性质,进而影响固体酸双功能催化剂的SRD性能。用0.4 mol/L NaOH溶液改性的HZSM-5-0.4与Cu-ZnO-Al2O3组成的双功能催化剂性能良好,在温度为350 ℃、压力为0.1 MPa、空速为3000 mL/(g·h)条件下,初始二甲醚转化率和氢气收率分别为100%和93%,且在反应10 h内性能没有显著降低,表明其稳定性较高。
用3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷分别对氧化石墨烯(GO)和二氧化铈(CeO2)纳米粒子表面进行共价化学修饰,氨基与环氧基之间的开环反应将CeO2纳米粒子锚定在GO的表面得到CeO2-GO杂化材料,将其引入环氧树脂基体中制备出CeO2-GO杂化材料/环氧树脂防腐复合涂层(CeO2-GO/EP)防腐复合涂层。使用FT-IR、XPS和SEM等手段对其表征。结果表明,CeO2-GO杂化材料均匀分散在环氧树脂基体中。CeO2-GO/EP涂层的吸水率和摩擦系数明显比纯环氧树脂涂层的低。1.0% CeO2-GO/EP (质量分数)具有较低的腐蚀电流密度(Icorr)值(8.42 × 10-13 A·cm-2)和较高的腐蚀电位(Ecorr)值(-65 mV)。在3.5%NaCl (质量分数)溶液中浸泡60 d后的CeO2-GO/EP涂层样品,其阻抗|Z|0.01 Hz值为7.41 × 109 Ω·cm2,是纯环氧树脂涂层|Z|0.01 Hz值(6.56 × 106 Ω·cm2)的1000倍。主动和被动双重防腐机制使CeO2-GO/EP涂层具有长效防腐性能。
用高温固相反应法制备无铅铁电陶瓷0.67BiFe1 - x Lu x O3-0.33BaTiO3 (BF-BT-xLu,x = 0、0.005、0.008、0.010、0.012、0.015、0.020、0.030)并表征其晶体结构和形貌,研究了Lu3+掺杂对其介电、铁电和压电性能的影响。结果表明,引入Lu3+没有使其晶体结构显著改变,各组分仍旧处于四方和三方钙钛矿结构共存的准同型相界(MPB)区域。这种陶瓷的烧结情况良好,结构致密。对铁离子变价和氧空位变化的分析结果表明,引入适量的Lu3+能阻碍Fe3+向Fe2+转变,从而使BF-BT-xLu样品的漏电流降低和电学性能提高。未掺杂的BF-BT具有典型铁电体的P-E电滞回线,剩余极化Pr = 26.47 μC/cm2,矫顽场Ec = 30.45 kV/cm。适量的Lu3+改性使BF-BT体系的铁电性能提高,BF-BT-0.015Lu的剩余极化Pr = 28.66 μC/cm2,矫顽场Ec = 28.12 kV/cm。BF-BT-0.010Lu样品在80 kV/cm下的室温电致应变为0.328%,逆压电系数d33*为410 pm/V。
采用生物培养技术、失重分析、表面分析技术以及电化学测试等手段,研究了油井管P110钢在不同油水混合比例(0.5∶9.5、1∶9、2∶8,质量比)条件下在含硫酸盐还原菌(SRB)和铁氧化菌(IOB)环境中的腐蚀行为及其机理,以及三元复配杀菌剂对P110钢混合菌腐蚀行为的影响。结果表明,在不同油水比环境中,油水比为2∶8时P110钢的腐蚀速率最高(0.2787 ± 0.0042),属于重度腐蚀;其原因是,原油含量的提高使溶液中的腐蚀性物质和细菌所需的碳源也随之增加,为细菌的生长提供了适宜的条件。加入三元复配杀菌剂使P110钢在不同油水比条件下的腐蚀速率显著降低,尤其是在油水比为2∶8的环境中腐蚀不同时间后其对SRB与IOB的杀菌率均分别达到93%、85%以上,缓蚀率为38.08%~64.11%,腐蚀3 d后加入复配杀菌剂的效果最佳,表明复配杀菌剂对减缓P110钢混合菌腐蚀的效果极为显著。其原因是,复配杀菌剂中的D-络氨酸能使已有的生物膜分散和脱落,并能改变细胞结构和破环氧浓差腐蚀环境,而二甲基亚砜作为增效渗透剂能加速杀菌剂四羟甲基硫酸磷(THPS)进入生物膜内。复配杀菌剂中各组分的协同作用,加速了混合菌的杀灭进程从而抑制P110钢的腐蚀。
用喷涂雾化沉积工艺将MXene二维纳米片层结构涂覆在碳纤维毡(CFF)的表面制备MXene@CFF复合薄膜,研究了MXene含量对其微观结构、导电性以及电磁屏蔽性能的影响。结果表明,MXene的引入可显著提高CFF的导电性和电磁屏蔽性能,MXene的质量分数为2.37%的复合薄膜其表面电阻率从9.3 Ω/sq降低到2.7 Ω/sq;在X波段(8.2~12.4 GHz)复合薄膜的电磁屏蔽性能达到57.9 dB,比CFF提高了27.8%,且其主要机制是电磁波的反射(反射系数达0.95)。这些性能,可归因于MXene的高导电性、复合薄膜的多层次孔结构以及界面多重反射与吸收损耗的协同作用。
以氨基硅烷KH550和环氧基硅烷KH560成膜物为原料制备一种复合硅烷转化液/复合硅烷转化膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、红外光谱(IR)、中性盐雾实验、极化曲线、长期贮存实验、结合力测试以及铅笔硬度测试等手段表征其贮存稳定性、表面微观形貌、成分、力学性能和耐蚀性能,研究了两种硅烷含量的比对转化液贮存稳定性和耐蚀性的影响。结果表明:KH550与KH560比例为5∶5的复合硅烷转化膜的性能优异,其贮存稳定性达到180 d,72 h中性盐雾实验后,涂层无白锈产生,复合转化膜腐蚀电流密度和极化电阻分别为4.229 × 10-9 A·cm-2和5.443 × 105 Ω·cm2。
在焊接热输入相同的条件下对比研究了直流反接的熔化极惰性气体保护焊(Gas metal arc welding,GMAW)中直流脉冲模式(Pulsed gas metal arc welding,P-GMAW)和恒流模式(Constant current gas metal arc welding,CC-GMAW)对5083-H111铝合金薄板焊接接头的成形、微观组织和力学性能等的影响。结果表明:5083铝合金P-GMAW焊接接头成型平整美观,脉冲在一定程度上抑制了焊缝气孔的生成。热输入相同时P-GMAW焊缝内生成的柱状晶面积占比更大,表明P-GMAW热源焊接的熔池温度梯度更大。两种模式焊缝的力学性能相近,接头强度约为288~303 MPa,达到了母材抗拉强度的90%。接头的断裂位置均在焊缝区,断口呈韧性断裂的韧窝形貌,焊缝强度的降低与其粗大的晶粒和气孔缺陷有关。
在电镀液中加入纳米Al2O3颗粒和微米金刚石颗粒进行电沉积,使金属镍、Al2O3颗粒与金刚石颗粒共沉积制备出Ni-Al2O3/Diamond (金刚石)复合涂层,为了比较还制备了Ni-Al2O3复合涂层。使用XRD和SEM观察等手段表征涂层的形貌、组织结构和成分并测试了摩擦磨损性能和力学性能。结果表明:Ni-Al2O3/Diamond复合涂层致密、连续,耐磨颗粒在涂层中分布均匀;涂层与基体结合良好,平均结合强度高于55.2 MPa;涂层对基体的拉伸性能影响很小,其磨损率比基体降低了43.8%,比Ni-Al2O3复合涂层磨损率降低了76.4%。Ni-Al2O3/Diamond复合涂层的磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。