一种新型组合式弯曲型金属阻尼器性能研究

为解决U形阻尼器承载能力低、耗能性差的问题,文中提出了由U形金属板与X形金属板组成的一种新型组合式弯曲型金属阻尼器,基于随动强化模型对阻尼器进行静力循环模拟加载,采用ABAQUS软件进行仿真研究,发现组合式金属阻尼器滞回性能和承载能力均有提高,比U形阻尼器承载能力提高了24%,根据材料屈服强度的理论分析,当X形金属板的材料屈服应力大于307.38 MPa时,组合式金属阻尼器可实现双级屈服效果,仿真中选用Q235B钢U形板和Q345B钢X形板,组合式金属阻尼器取得了较好的双阶段屈服效果。

井下应急封隔器结构设计及胶筒坐封效果评价

为应对海洋钻井过程出现的高压溢流和井涌风险,设计了一种井下应急封隔器装置,在内外胶筒间添加金属骨架提高其坐封强度。为评估井下应急封隔器的坐封效果,利用有限元方法建立井下应急封隔器模型,模拟了封隔器的坐封过程,并对比了金属骨架对胶筒接触应力、坐封效果的影响。结果表明:20 MPa坐封压力下,胶筒与套管接触应力达到12.1 MPa,封隔器能够封堵20 MPa井下溢流;添加金属骨架后,胶筒峰值应力、变形均显著降低,坐封能力大幅提升。所设计的井下应急封隔器装置可实现高压溢流、井涌的有效封堵,保障平台作业安全。

MIL-100(Fe)光芬顿催化剂的制备与循环使用研究

为解决金属有机框架MIL-100(Fe)粉末在实际工业应用中难以回收重复利用的难题,采用水热法合成了MIL-100(Fe)粉末,利用真空抽滤法将其负载到氧化铝多孔陶瓷片上,制备了MIL-100(Fe)@多孔陶瓷复合材料。利用场发射扫描电子显微镜能谱联用仪(FE-SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、紫外可见光分光光度计(UV-VIS)等仪器对MIL-100(Fe)及复合材料的结构与性能进行了表征;以罗丹明B(RhB)溶液模拟染料废水,研究了在MIL-100(Fe)在H_(2)O_(2)反应体系中对染料的光芬顿降解能力。结果表明,MIL-100(Fe)呈现八面体结构,比表面积高达1152.75 m^(2)/g,当反应温度为60℃、H_(2)O_(2)的初始浓度为0.5 g/L、RhB溶液的初始浓度为20 mg/L时,RhB溶液的降解率达到99.26%。MIL-100(Fe)@多孔陶瓷在循环使用5次时,对RhB溶液的降解率仍达到98%以上,循环使用稳定性良好,具有商业化应用前景。

高倍率钠离子电池炭包覆纳米铋负极材料

铋作为新型钠离子电池负极材料,因其出色的离子动力学特性和长循环寿命而备受瞩目。铋基材料在能量密度和充放电效率方面展现出巨大潜力,但在应用中也面临体积膨胀和固态电解质层稳定性方面的挑战,需要通过纳米结构设计、界面工程以及碳包覆等方法来改善其导电性和结构稳定性。在这项工作中,以金属铋有机骨架材料为前体,通过一步炭化法得到了炭包覆铋纳米复合材料。铋颗粒通过C—O—Bi界面交互作用牢固锚定在石墨烯表面,在高电流密度下展现出优异的容量保持能力和稳定的循环性能。结果显示,由赝电容控制的钠离子存储过程有助于构建稳定的固态电解质界面膜并加速离子扩散,从而提高电池的循环稳定性和充放电效率。而铋与石墨烯界面较强的化学键结合有助于维持金属颗粒的结构稳定,缓冲体积膨胀,并加速二者之间的电子扩散,提高材料的电化学活性。这些发现不仅提供了改善电池负极材料的高效方法,还为理解和优化负极材料提供了新视角,对于设计和开发高性能钠离子电池负极材料具有重要的参考意义。

基于Ag@Cu-MOF/GCE传感器检测VC的研究

合成制备具有多变体结构的银@铜有机骨架纳米复合材料(Silver@copper organic skeleton nanocomposites,Ag@Cu-MOF)并用玻碳电极(Glassy carbon electrode,GCE)构建Ag@Cu-MOF/GCE以对VC进行快速检测分析。通过对Ag@Cu-MOF和磷酸盐缓冲溶液(Phosphate buffer solution,PBS)的优化确定Ag@Cu-MOF/GCE的最佳工作条件。结果显示Ag@Cu-MOF具有良好的导电性和电催化作用,可有效提高Ag@Cu-MOF/GCE的灵敏度。VC浓度与其对应的氧化峰电流在0.5~1500μmol/L呈线性关系,R2=0.9987,检出限(S/N=3)为0.1942μmol/L,明显优于其它传感器,且Ag@Cu-MOF/GCE对常见共存物葡萄糖、蔗糖、果糖、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)、Fe3+以及多巴胺等有很好的抗干扰能力,加标回收率在96.12%~98.25%之间,可信度较高。Ag@Cu-MOF/GCE操作简单、成本低廉、灵敏度高,在果蔬中VC的快速分析方面潜力巨大。

MIL-53(Fe)金属有机骨架的改性及降解四环素性能研究

论文通过溶剂热法制备MoS_(2)@MIL-53(Fe)(记为MSMF)金属有机骨架光催化剂,以四环素为目标污染物,研究催化剂不同配比、反应模式、pH和投加量等因素对四环素降解性能的影响,并使用XRD、XPS、SEM、BET、PL表征分析材料性貌。实验结果显示,MoS_(2)∶MIL-53(Fe)最佳质量比为1∶5(20%MSMF)。在吸附与光催化协同作用下,20%MSMF在400 W紫外光照射50 min四环素去除率为88.57%,而在相同条件下MoS_(2)和MIL-53(Fe)的去除率仅为41.29%、72.21%。表征结果显示:20%MSMF比表面积是MIL-53(Fe)和MoS_(2)的1.11和1.92倍;孔容体积是MIL-53(Fe)和MoS_(2)的3.13、1.56倍;相比MIL-53(Fe)和MoS_(2),20%MSMF电子-空穴对分离效率更高。MoS_(2)的掺杂增强了MIL-53(Fe)的吸附和光催化能力,使其能通过吸附光催化协同反应高效去除四环素。

量子点修饰Ln-ZIF杂化材料的构筑及其对单宁酸的荧光检测

采用一步水热法制备了一种具有新型褶皱球结构的镧系金属Eu3+掺杂的金属有机骨架材料Eu/ZIF-67,并进一步通过配位键合的方式将ZnO量子点负载到Eu/ZIF-67的表面,形成了一种类沸石咪唑酯骨架的双发射荧光杂化材料Eu/ZIF-67@ZnO QDs。通过对材料的结构、形貌以及荧光传感性能表征分析,发现该荧光材料具有ZnO量子点和镧系红光铕离子的双重荧光发射。此外,进一步探究了Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光传感性能。结果表明,单宁酸能够有效猝灭Eu/ZIF-67@ZnO QDs在ZnO QDs处的特征荧光发射,检出限为0.029 9μmol/L。同时,Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光响应具有抗干扰能力,可作为一种经济高效的荧光传感器来特异性识别单宁酸。

含梯度孔密度骨架石蜡方腔相变传热特性

多孔骨架的孔密度对改善金属骨架复合相变储能材料的传热效果具有重要意义,本工作采用有限元方法,利用三种不同的孔密度对金属骨架进行梯度孔密度优化,制备五种不同方向及梯度的金属骨架,研究了侧壁面加热情况下不同方向梯度孔密度排布的传热特性。结果表明,纵向负梯度孔密度骨架传热效果最佳,在此基础上优化梯度分布,得到了采用三段梯度时的最佳工况,即纵向负梯度二工况。纵向负梯度结构改善了方腔内部流动形态,兼顾了骨架导热和流动传热的影响,从而增强了对方腔角落熔化死区的传热效果,达到了提高温度均匀性的目的。纵向负梯度二骨架相较于均匀骨架完全熔化时间缩短了8.2%,尤其在液相率达到0.9之后,相较于横向负梯度和均匀方腔的熔化速率分别提高了29%、14%。采用纵向负梯度工况时的相变储热速率相较于横向和正梯度分别提高了17%、11.6%。本研究提出的采用多段梯度孔密度金属骨架制备复合相变材料,有助于在定孔隙率不增加骨架体积的情况下,加强复合相变材料的储能效率,为更好地利用能源提供理论依据。

硼粉粒径对锂硼合金结构和电化学性能的影响

金属锂具有高比容量、低密度、低电化学电位,是锂二次电池负极的候选材料,但金属锂在循环过程中不可控的锂枝晶生长和剧烈的体积变化易造成巨大的安全隐患。Li-B合金因存在三维多孔纤维状骨架可以降低局部电流密度,缓解锂枝晶的生长并减少体积变化。采用不同粒径的无定形硼粉制备Li-B合金负极,研究硼粉粒径对Li-B合金的结构和电化学性能的影响。研究结果表明:由平均粒径为1.49μm的硼粉制备的锂硼合金的骨架孔隙尺寸最小,锂在沉积/溶解过程中会出现堵塞。由平均粒径为3.12μm的硼粉制备的锂硼合金,具有大小合理、分布均匀的骨架孔隙,有利于锂的沉积、溶解;Li-B合金对称电池具有最低的过电位(0.13 V)和最低的界面电阻,以LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)为正极的全电池具有最高的比容量。

氟橡胶粘结垫片成型工艺的优化与改进

优化和改进了一种金属骨架-氟橡胶粘结件成型工艺。结果表明,通过优化机械喷砂、粘合剂选用和模具工装装配等工序,解决了该型制品成型工艺存在的粘合效果不佳、质量一致性差、批次稳定性差和手工去边难度大等问题;改进后,成型工艺稳定可靠,制品合格率提高,成品均符合设计要求。

不同合成条件对BSA@ZIF-8复合物性质的影响

本研究以牛血清蛋白(BSA)为模板蛋白,在不同条件下合成了BSA@ZIF-8复合物。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)及激光粒度仪对制备的复合物的形貌结构进行了表征分析。结果发现:对比不同锌:二甲咪唑:水的比例下合成的复合物,原料中二甲咪唑的浓度越高,BSA@ZIF-8中BSA负载率和包埋率越低;较高的温度有利于ZIF-8晶体的生成,从而导致较大的复合物粒径和较低的BSA包埋率和负载率。此外,还发现复合物孵育时间需控制在24h左右,超过24h晶体基本不再生长,但BSA包埋率与负载率反而会下降。最后,中性环境(pH=7.4)更有利于BSA的包埋,而酸性或碱性环境则有利于ZIF-8的生长。

含金属骨架复合PCM融凝过程传热特性研究

为探究不同材料(Sn、Al、Cu)金属骨架对相变材料融化和凝固的影响,采用焓-孔隙率方法对复合相变材料进行三维数值模拟研究。结果表明,添加金属骨架可以加快相变材料的融化和凝固速率,并改善相变材料内部温度均匀性;对于融化过程,含不同材料金属骨架复合相变材料均受导热和自然对流的综合影响。对于凝固过程,骨架材料导热系数较低时,相变凝固受导热和自然对流对流共同影响,导热系数较高时,相变凝固主要受导热影响,自然对流的影响可以忽略不计;不同材料骨架对复合相变材料的蓄热量和放热量影响相差较小,但是随着骨架导热系数的增加,复合相变材料的蓄热率和放热率均增大。

含金属骨架相变材料的凝固特性研究

相变材料中添加金属骨架是提高相变材料热性能的有效途径之一。采用有限元方法研究不同材料(Sn、Al、Cu)金属骨架对相变材料凝固特性的影响。结果显示:添加金属骨架使相变材料的凝固速率加快;随着金属骨架导热系数增加,相变材料凝固速度加快,蓄热装置内部温度均匀性得到改善。金属骨架的导热系数影响凝固过程的传热特性。导热系数较低时,凝固过程传热方式为热传导和热对流;导热系数较高时,传热方式主要为热传导。

5.9m金属骨架天线罩结构仿真分析

高性能天线罩可以使天线免受风载、阳光直射等自然气候侵袭,使天线在较理想的状态下全天候正常工作,保证天线的精度和系统各项电性能,延长天线的使用寿命.首先以5.9 mm金属骨架天线罩为研究对象,基于ANSYS有限元分析软件,对天线罩进行找形分析,得到天线罩的初始分析模型;然后采用非线性静力分析方法计算天线罩在外载荷作用下的应力、位移。计算结果表明,天线罩的强刚度满足规范要求。

含V形结构金属骨架石蜡的相变传热特性研究

在节能减排的背景下,新能源的开发和利用对国家发展至关重要,相变蓄能技术可以解决新能源时间和空间不匹配的问题。文章构建了V形结构金属骨架,对纯石蜡方腔、含均匀结构金属骨架石蜡方腔、含V形结构金属骨架石蜡方腔的模型,采用有限元方法数值模拟并分析了不同模型的熔化速率、蓄热速率和局部热非平衡效应。结果表明:添加金属骨架有利于相变材料的熔化,其中V形结构金属骨架的效果更好;与均匀结构金属骨架相比,V形结构金属骨架具有更加明显地提升相变材料蓄热速率的效果;在传热前期,V形结构金属骨架的局部热非平衡效应更明显,而在传热后期,其温度均匀性更好。

基于双配体金属有机骨架电化学传感食品包装中迁移的壬基酚

该研究制备了一种基于铁基金属有机骨架负载于高导电石墨烯(Fe-HHTP-HITP-HCG)的电化学传感器测定痕量的壬基酚(NP)。双配体金属有机骨架(Fe-HHTP-HITP)在高导电石墨烯(HCG)的空隙中生长而成Fe-HHTP-HITP-HCG,然后通过滴涂成膜的方式制成电化学传感器;考察了缓冲液的种类、pH值、配体比例、HCG比例、累积电位、累积时间等实验条件;采用循环伏安法(CV)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对电极的性能进行了评价。实验显示,Fe-HHTP-HITP-HCG具有较高的电化学活性与催化活性,有良好的响应作用。实验结果显示,当涂层为4层时,NP的检测浓度范围为1.0×10^(-7)mol/L~1.0×10^(-4)mol/L,检出限为1.22×10^(-8)mol/L。该传感器应用于牛奶袋迁移出的NP时,其加标回收率范围为96.90%~102.00%。因此,实验提出了一种利用金属有机骨架复合材料进行NP灵敏度检测的新策略。

金属骨架结构对相变材料熔化过程的模拟研究

将金属骨架加入到纯相变材料(石蜡)制备复合相变材料,以纯相变材料、复合相变材料为研究对象,建立数学模型。采用有限元软件模拟相变材料的熔化过程。结果表明:均匀、x、y、z-复合相变材料完全熔化时间分别为460 s、660 s、460 s、470 s,减小x方向圆柱骨架半径可使完全熔化时间增加43%,减小y方向的圆柱骨架半径对完全熔化时间无影响,减小z方向圆柱骨架半径可使完全熔化时间增加2%。在相同时间内,复合相变材料的液相率明显高于纯相变材料,纯相变材料、均匀、xy-复合相变材料完全熔化时间分别为1245 s、460 s、355 s,均匀、xy-复合相变材料的完全熔化时间分别比纯相变材料缩短了63.1%、71.5%。研究表明,金属骨架的加入可明显改善换热状况,xy-复合相变材料在强化换热方面优于均匀-复合相变材料。

PVDF与后修饰MOF共混制膜及其油水分离性能

金属有机骨架(MOF)具有极高的孔隙率、较大的比表面积等优点,被用于膜材料的改性。研究通过对氨基苯二甲酸锆(UiO-66-NH_(2))进行酰胺化反应合成了一种后修饰MOF改性剂(简称为UF-X),并与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混制膜。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、接触角测试等分析膜的性能。膜的水接触角从原始的70.17°降至60.45°,表明共混膜的亲水性显著改善。油水乳液分离实验表明:共混改性膜M2(含0.5%UF-2)对油水乳液的截留率大于95%,其纯水通量为280.70 L/(m^(2)·h),相对通量恢复率高于94.7%。此外,经过两次循环过滤后,膜的通量恢复率高达98%,其纯水通量可维持在252.6 L/(m^(2)·h),表明该共混改性方法能提高PVDF膜的油水分离性能和抗污染能力,在油水分离领域具有良好的应用前景。

大型复合金属骨架件结构橡胶气密环硫化模具结构设计

基于大型复合金属骨架结构橡胶密封环产品的尺寸结构等参数,从分型面的选择原则、产品的使用工况以及模具强度等方面进行考量,提出压制成型的硫化模具结构。参考前期缩比件产品及其模具的尺寸,确定该产品收缩率。结果表明,该结构满足橡胶密封环产品的成型硫化要求,产品表面无气泡,不锈钢板位置准确,同时尺寸公差满足客户要求。

MOF基光催化剂的制备及其光催化产氢性能研究

通过在球形中空结构Ni-MOF的表面原位生长CdS纳米颗粒制备了CdS/Ni-MOF可见光驱动的非贵金属光催化剂。相对纯CdS纳米颗粒,CdS/Ni-MOF的产氢性能有明显提升,CdS/Ni-MOF(60)复合光催化剂的产氢率达到了211.5μmol·h^(-1),是纯CdS产氢率的6倍,且其具有良好的光催化稳定性。CdS和Ni-MOF的相匹配的能带位置实现了光生电子的有效分离,加速电子转移,减少了CdS中光生电子与空穴的复合几率,从而有效阻碍了CdS的光腐蚀现象。