碳纤维网格加固混凝土梁制备及其抗折性能研究

针对目前混凝土梁抗折性能下降的问题,设计制备一种高抗折性能的碳纤维网格加固混凝土梁.通过三点弯抗折实验对材料的承载能力进行表征.通过探究加固位置、加固层数和端部锚固等实验参数对混凝土梁试样抗折性能的影响,最终确定碳纤维网格加固混凝土梁的最佳制备工艺参数.结果表明,相比于C-28试样,B-CFG-28试样的平均抗折强度增长率为174.6%.综合考虑力学性能和成本,碳纤维网格最佳的加固位置为混凝土梁底部,最佳的加固层数为1层,端部锚固能有效抑制砂浆试样斜裂纹的产生.相比于B&M-CFGs-28试样,B&M-CFGs-EA-28试样的抗折性能提升27.2%.实验结果表明:碳纤维网格加固系统能够显著增强混凝土梁的承载能力,抗折性能优异的碳纤维网格增强混凝土梁有望在实际工程中得到广泛的应用.

MOF衍化TiO_2修饰石墨相氮化碳的光催化性能研究

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)材料是一种极具潜力的有机光催化材料,尤其是在可见光驱动的光催化分解水制氢方面的应用.然而,较差的光生载流子分离效率严重制约了其光催化活性.选择TiO_2作为修饰材料,在g-C_3N_4表面构建合理的异质结构可以有效解决该问题,但需要进行合理的设计.本文通过较为简单的工艺过程,以金属有机框架材料(MOFs)为牺牲模板,制备MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂.制得的MOF衍化TiO_2的比表面积大,约为124.5 m2/g,并由锐钛矿相/金红石相两相混合组成,这会有效增加光催化剂的光生电子分离效率,并提供更多的催化反应活性位点.通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、PL等表征手段,对材料的物相及相关的光谱学、电化学性质进行了详细的表征,并通过成分调控确定了优化工艺参数.通过相关表征结果可以看出,MOF衍化TiO_2修饰的g-C_3N_4复合光催化剂随着TiO_2的负载量提高而表现更好的载流子分离效率,但其可见光响应会随之降低.因此,存在一个最优的负载量可以均衡二者的影响,从而表现出最高的光催化活性.实验发现,TiO_2的质量分数为6%的光催化剂,其光催化制氢活性在可见光(l≥420 nm)驱动下体现了最高的制氢速率,达836μmol/(g·h).实验结果表明:由MOF衍化TiO_2与g-C_3N_4构建的异质结构可以有效地抑制光生载流子的复合,从而显著提高光催化分解水制氢的性能.