CuO材料在锂电池及气敏材料以及催化中的晶面、结构、形貌效应

氧化铜(CuO)材料广泛应用于锂电池、气敏材料和催化等领域,是极具前景的新型功能材料。但是对其构效关系的内在本质和作用机制仍然未达成统一认识,制约了新型CuO功能材料的研发。从晶面、微观结构和微观形貌这样不同尺度的视角分析了CuO纳米材料在锂电池、气敏材料和催化中的构效关系,展望了其构效关系研究的挑战和发展方向。

Zn-Al-Zr LDH/氧化石墨烯对水中草甘膦的去除研究

采用氯化锌、六水合氯化铝、八水合氧氯化锆和氧化石墨烯为原料,氢氧化钠和一水合碳酸钠为碱溶液,通过共沉淀法合成Zn-Al-Zr LDH/GO纳米复合材料(LDH/GO)。XRD、SEM、BET和UV-Vis分光光度计,分别用于表征Zn-Al-Zr LDH/GO复合材料的物相组成、微观形貌、孔隙结构和吸附过程。结果表明:GO的掺入可以改善LDH的形貌结构,当温度在303 K,pH=7,投料量为0.5g/L,LDH/GO对草甘膦的吸附容量可达10.707 mg/g;其吸附过程符合准二级动力学和Freundlich等温吸附模型,LDH/GO对草甘膦的去除机理为静电吸引和表面络合;其草甘膦吸附性能优于当前商业磷吸附产品Phoslock。因此,Zn-Al-Zr LDH/GO可作为一种有前景的草甘膦去除剂。

过渡金属基材料的可控制备及其电催化醇类氧化研究

氢能作为一种来源丰富、绿色、应用广泛的二次能源,可实现化学能与电能的相互转换,是实现多领域深度清洁脱碳的重要路径,将成为能源转型发展中不可或缺的载体。电解水制氢技术因反应高效、简单易控、无污染等特点而成为研究热点。然而,阳极析氧反应(OER)所需过电位高,反应动力学迟缓,严重制约了电解水制氢的整体效率,因此,使用更易氧化的有机小分子作为阳极添加剂辅助水分解制氢,如电催化醇氧化,不仅可以显著降低水分解制氢的过电势,还能合成绿色高附加值产品。基于此,结合本课题组的研究工作,综述了近年来国内外关于醇类氧化辅助水分解制氢的研究进展,重点探讨了过渡金属催化醇类氧化的反应机理及反应性能、产物选择性和构效关系,并对醇类氧化辅助水分解制氢催化剂所面临的挑战和发展进行展望,旨在为高效的醇类电化学氧化辅助水分解制氢催化剂的合理设计提供指导思想。

甘油高值化转化中的电催化剂筛选及调控

甘油作为生物柴油生产过程中的主要副产物,具有廉价、无毒、可生成高附加值产物等优点,成为环境中过剩资源高效利用的重要原料。在众多甘油资源化转化途径中,电催化氧化甘油由于反应条件温和、绿色无害、过程易控制等优点而备受关注,同时甘油电催化氧化反应(GEOR)起始电位远低于电解水析氧反应(OER),因此,利用GEOR替代OER,与电解水析氢反应(HER)耦合,可实现甘油资源化利用与电解水制氢的“一箭双雕”效果,对高价值的精细化学品发展和“绿氢”的节能制备具有重要的研究意义和价值。其中,如何设计构筑高效的电催化剂促进GEOR并调控产物的选择性是当前研究的重点。为此,结合本课题组的研究工作,综述了近年来国内外关于GEOR的最新研究进展,重点梳理了电催化剂的筛选策略及其形貌、组分、电子结构的调控对提升GEOR催化活性、稳定性和产物选择性的影响,并对GEOR电催化剂所面临的挑战和发展方向进行了展望。

电解水析氢非铂催化剂的设计与发展

氢能作为一种清洁、高能、无二次污染的"绿色能源",被认为是后石油时代解决能源危机和环境危机的理想能源之一。其中电解水析氢技术因反应高效、易控、无污染等特点而逐渐成为研究热点。目前析氢性能最好的催化剂依然是Pt基催化剂。然而Pt储量少、价格贵,无法满足大规模氢气生产的现实需求。因此,如何进一步提高现有非Pt催化剂的析氢性能或开发廉价高效的新型催化剂是实现电解水析氢规模化生产的关键。结合本课题组在电解水方面的研究工作,综述近几年非Pt析氢催化剂的研究新进展,重点介绍新型过渡金属化合物催化材料的结构设计与调控对析氢性能的影响,并对电解水析氢催化剂面临的挑战及发展方向进行展望。

超高压成型与无压烧结制备细晶碳化硅陶瓷

借助两面顶超高压设备,通过冷等静压和超高压成型制备了相对致密度>60%的SiC陶瓷生体。在低压流动氮气保护下,无压烧结获得了晶粒尺寸在200nm左右的高致密的SiC陶瓷。利用扫描电镜、X射线衍射对烧结体的断面形貌和相组分进行分析。结果表明:超高压处理能够提高坯体及烧结体的致密度,并有助于抑制晶粒的长大。添加12%烧结助剂[Al2O3(平均粒度约为80nm)和Y2O3(平均粒度约为50nm)],经4.5GPa,6min超高压成型的SiC样品,在1850℃或1900℃烧结0.5h后的相对密度分别达到95.3%和98.3%。这种样品的烧结致密化机制为Y3Al5O12液相烧结。

基于CSRR-HMSIW和CSRR-DGS谐振器的双带滤波器研究

为满足滤波器在双频带通信系统中的发展要求,提出了一种基于互补开口谐振环半模基片集成波导(CSRRHMSIW)加载互补开口谐振环缺陷接地(CSRR-DGS)的新型双带滤波器.根据CSRR-HMSIW和CSRR-DGS的传输特性,提出了一种CSRR-HMSIW和CSRR-DGS并联的双谐振结构,实现了一个双通带滤波器.利用精确设计CSRR-HMSIW的结构参数,确定其谐振频点和传输零点,实现以该谐振频点为中心的第一个通带;精确设计CSRR-DGS外边长和对应的开路支线长度、宽度,确定开路支线和CSRR-DGS彼此间的耦合产生谐振频点,实现以该谐振频点为中心的第二个通带,同时该结构引入一个传输零点,进一步加强第二通带高频段的带外抑制特性.设计和制作了一款工作于2.5GHz和5.4GHz的双带滤波器,测试两通带插入损耗小于2.4dB、两通带间的隔离高达55dB和带外抑制达到45dB,测试与模拟仿真结果吻合良好.

SiC复相陶瓷的强化增韧趋势

SiC陶瓷因其具有优良的性能而广泛应用于军事和民用领域。但陶瓷固有的脆性严重影响了其作为结构材料的应用潜力,因此SiC陶瓷的强化增韧成为了近年来研究的热点。综述了SiC基复相陶瓷的几种主要强化增韧方式,讨论了其强化增韧机制。采用纳米颗粒、晶须协同强化增韧和特殊技术制备纳米复相陶瓷将是提高SiC基陶瓷性能的有效途径。

碳化硅晶须的分散稳定性

以蒸馏水、乙醇与乙二醇的混合液为分散介质,聚乙烯亚胺(polyethylene imine,PEI)、非离子型聚丙烯酰胺(nonionic polyacry lamide,PAM)为分散剂,对碳化硅晶须(SiCw)悬浮液的均匀稳定分散性进行研究。结果表明:以75%(体积分数)乙二醇与25%(体积分数)无水乙醇的混合液为分散介质,分散效果最佳;添加1.5%(质量分数)PEI时,SiCw能在pH=4～10的范围内实现均匀稳定分散,添加0.1%～0.3%(质量分数)PAM时,仅在pH=8～10,能实现SiCw均匀稳定分散。

废油催化再生的研究进展

从废油再生新工艺中的催化脱色技术、催化裂化技术、催化加氢精制技术等方面阐述了国内外科研前沿领域在催化剂、工艺、反应机理方面的进展,并对废油转化再生技术的深入研究进行了相关的展望。

经济全球化时代的后发优势与发展中国家的对策

经济全球化已成为当代世界经济发展的一个不可逆转的潮流。在经济全球化为世界经济注入了新的活力的同时,却掩盖不住国家间贫富差距不断扩大的事实。作为与发达国家不在同一起跑线上的发展中国家,在经济全球化的浪潮中,要么迎头赶上,要么就被淘汰出局。后发优势——作为指导发展中国家实现跨越式发展的理论,在这种情况下就具有了新的现实意义。本文通过分析经济全球化下发展中国家利用后发优势的必要性和可能性,探讨了发展中国家在经济全球化时代利用后发优势发展本国经济应采取的对策。

Sn-Zn-La-CeO2复合电沉积阴极极化的研究

研究了Sn-Zn-La-CeO2复合电镀的镀液中各组分浓度对阴极极化曲线的影响,分析了稀土对镀层中各元素含量的作用,通过Tafel曲线比较了不同镀层在饱和氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:镀液组分为SnCl220g/L,ZnCl240g/L,NH4Cl 80g/L,C6H5Na3O735g/L,光亮剂15mL/L,辅助光亮剂16mL/L,LaCl312g/L,纳米CeO2颗粒30g/L时,能够得到适宜的阴极极化值,有利于获得良好镀层;稀土的加入对锡和锌的电沉积有一定的阻化作用;该条件下制备的Sn-Zn-La-CeO2复合镀层在饱和氯化钠溶液中有最好的耐腐蚀性能。

萋-尼染色导致的总挥发性有机物污染及其控制方法

目的建立一种改良抗酸染色冷染方法,用以控制实验室总挥发性有机物(total volatile organic compound,TVOC)污染。方法采用TVOC检测仪定量测定实验室内空气中的苯系物和TVOC污染程度;以卡介苗(bacillecalmette-guerin,BCG)为染色标本,配制含有1%Triton X-100标本稀释液和初染液,建立不用加温助染的抗酸染色冷染法替代传统抗酸染色法。结果传统萋-尼抗酸染色时,室内TVOC污染在12 min时间点即高达1 014 ppb(约1 mg/m^3),成倍超过国家室内卫生标准(GB50325-2010)规定值(500 ppb,即0.5 mg/m^3);同样条件下,用改良冷染法染色期间,室内TVOC量有所增加,但在试验期间最高值为387 ppb,保持在国家室内卫生标准容许限度以下;利用Triton X-100建立的改良抗酸冷染法具有抗酸染色特性,其对抗酸杆菌的可检测度为3×10^(-6)~6×10^(-5)CFU/mL。结论抗酸染色冷染法可用于替代传统萋-尼抗酸染色,从而控制实验室的TVOC污染问题。

纳米零价铁基材料去除水中硝酸盐污染的研究进展

地下水和地表水中的硝酸盐污染成为一个日益严重的环境问题,通过经济有效的办法对硝酸盐污染进行控制或处理,甚至实现完全无害化,是非常必要且迫切的。纳米零价铁作为一种典型的工程纳米材料,在硝酸盐污染环境修复中有巨大的应用潜力。以纳米零价铁技术在硝酸根还原中的应用发展作为依据,该领域当前主要的研究工作集中于:(1)通过对纳米零价铁颗粒合成方法的探索和改进,提高其对高浓度硝酸盐废水的耐冲击能力,或与其他修复处理技术联用,增强其在原位修复中的适用性等;(2)研究环境条件(包括反应温度、溶解氧浓度、溶液初始pH,以及环境中其他竞争离子等)对纳米零价铁还原硝酸盐的影响规律,为该技术的工业推广提供理论支撑。然而,总结这些研究工作后发现该技术在向实用化进程中仍存在一些难点问题,尤其是零价铁技术使用寿命较短,硝酸根在体系内传质和吸附受限,产物(氮气)选择性低等。为此,在纳米零价铁材料的基础上,通过对其进行功能化改性,进而合成纳米铁基复合材料,作为更先进的技术替代。本文从负载型、双金属型、表面改性型几个方面对纳米铁基复合材料进行了归纳整理,重点阐述了不同复合体系在水中硝酸盐污染去除中展示出的优异于纯纳米零价铁体系的多种性能,揭示纳米铁基复合材料促进机理和影响硝酸根还原能效的因素。最后,对纳米零价铁基材料修复水中硝酸根污染技术目前尚需要解决的问题和未来的发展方向进行了思考和展望。

高技能人才培养现状分析与对策研究——昆明冶金高等专科学校高技能人才培养的实践与探索

总结昆明冶金高等专科学校人才培养的实践经验,提出:要有效培养高技能人才,必须营造有利于企业高技能人才成长的良好氛围,实施高技能人才培养工程,加强校企联合,建立一批高技能人才培养基地,加快培养一大批数量充足、结构合理、素质优良的技术技能型、复合技能型和知识技能型人才。

有机分散介质中纳米SiC粉体稳定悬浊液的制备

纳米粉体的稳定分散是制备微观结构均匀、缺陷少的纳米复相陶瓷坯体的关键。本文中采用Zeta电位、粒度分析、SEM等测试技术分析了超声震荡和HF酸洗对SiC纳米粉体的影响;对比研究了乙醇、乙二醇以及75%乙醇和25%乙二醇混合液作为分散介质,聚乙二醇为分散剂时纳米SiC粉体在不同pH下的分散稳定性,确定了粉体最佳超声震荡的最佳时间;探讨了酸洗的作用;并在乙二醇中,以1%PEG为分散剂,pH=10条件下获得了纳米碳化硅粉体的高稳定分散悬浮液。

超高压成型对碳化硅陶瓷微观结构的影响

以两面顶为成型设备,利用其超高压力(4.5GPa)来提高素坯的相对致密度,从而降低坯体的烧结温度、缩短烧结时间,并制备出高致密度的细晶碳化硅陶瓷。结果表明,经超高压成型后,碳化硅素坯的平均相对致密度为65.7%。与冷等静压成型后的坯体(45.5%)相比,提高了大约20%。在低压流动氮气保护下,超高压成型的坯体于1900℃下无压烧结30min,烧结体的致密度达到了98.3%,其晶粒尺寸在200nm左右。

含钴铜水淬渣还原熔炼综合回收研究

以焦炭和粉煤为还原剂，分别研究了还原温度、还原剂配入量、还原时间对渣中钴和铜的回收率的影响。实验结果表明，以粉煤为还原剂进行还原熔炼时，铜和钴的回收率较高。当还原温度为1300℃、粉煤配入量15％、还原时间1h、石灰加入量3％～5％时，钴和铜的回收率分别为97.06％和93.42％。

酸刻蚀泡沫镍增强磷化镍的析氢催化性能

氢能作为一种资源丰富、高能、无污染的"绿色能源",被认为是后石油时代解决能源和环境危机的理想能源之一。选择三维结构的泡沫镍(NF)为基底,采用0.3%(质量分数)氢氟酸(HF)对NF表面进行化学刻蚀,"开凿"形成比表面积高、电解液和析出气体易扩散的开放结构,联用固相还原法进行原位磷化,获得一体化Ni_2P/E-NF催化电极。实验结果表明,形成的一体化Ni_2P-NF催化电极避免了使用粘结剂,电极表面结构粗糙度是未刻蚀NF的2.8倍,暴露的活性位点多,在碱性条件下显示出较高的析氢反应(HER)活性,其起始析氢过电位约27mV,在电流密度达到10mA/cm^2时,析氢过电位也只有约63mV,经过4 000圈循环伏安扫描依然保持良好的稳定性。