常温下真空浸渍制备的LMC/S复合材料

在常温下,采用真空浸渍的方法,将单质硫(S)填充在大介孔炭(LMC)的孔中,制备出LMC/S复合材料。用SEM、XRD和氮吸附等方法对复合材料进行了分析,用恒流放电、循环伏安等方法对复合材料的电化学性能进行了测试。填充在LMC中的硫高度分散,复合材料的循环性能和硫的利用率都较高。当电流密度为0.4 mA/cm2时,LMC/S电极中硫的首次放电比容量达1 215.5 mAh/g,第50次循环的可逆比容量仍有535.3 mAh/g。

国产T700S碳纤维增强复合材料压力容器的成型工艺

分别采用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪对国产T700S碳纤维表面形貌及表面涂层进行了表征,通过NOL环实验对两种树脂体系进行优选,找到了一种与国产T700S碳纤维匹配性较好的树脂体系,然后设计正交试验,对影响?150 mm复合材料压力容器成型的因素设置了不同的水平,通过正交试验比较,最终确定缠绕张力为40~50 N﹑封头补强方式为碳布补强环补强﹑胶槽温度55~60℃、刮胶板和滚胶筒间隙0.15~0.20 mm、缠绕后处理方式为玻璃布带环向/螺旋向各缠绕1层时,制作的复合材料压力容器特性指数最高(37.5 km),可作为国产T700S碳纤维进一步工程化应用的参考。

S/TiO2复合材料在锂硫电池中的应用

采用单质硫与TiO2在一定条件下合成一种新型S/TiO2复合正极材料。利用X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合正极材料的结构和形貌进行了分析,并通过循环伏安法、电池充放电测试和交流阻抗测试研究了材料的电化学性能。结果表明:此正极材料表现出比较好的电化学性能,其初始放电比容量达到731 mAh/g,40次循环后放电比容量仍有563 mAh/g。

S型环控管道的碳纤维复合材料制造工艺试验

以某武装直升机S型环控管道为研究对象,选用具有阻燃特性的碳纤维复合材料预浸料,采用充气芯模+阴模特殊结构的成型模具完成制造工艺试验。试验中充气芯模采用充气袋,外形为复合材料制件的内腔体形状,金属阴模结构为框架式模具,分为上、下模两部分,铺层方案采用管道整体铺层和翻边部分铺层两部分完成。试验过程中铺层完成后在铺层内腔放置充气芯模,然后连接气源装置进行充气,经过反复充气试验后,最优化的气压大小为2.5 MPa。合模后的装置加压调整好后采用烘箱固化,在烘箱中缓慢升温至125℃保温2 h固化得到制品。本试验所得S型环控弯管表面光顺、法兰边缘整齐,厚度符合图纸要求,整体尺寸公差符合要求。用存水的方法检验S型环控弯管的密封性,结果显示没有漏水、渗水现象。

Au NP负载Co_(3)(HITP)_(2)@ZIF-67复合材料的制备及其室温下气敏特性

采用水热法和化学还原法制备了Au纳米颗粒(NP)负载Co_(3)(HITP)_(2)@ZIF-67复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对所合成材料的微观形貌和晶相进行表征分析。同时,制备了基于Au NP负载Co_(3)(HITP)_(2)@ZIF-67复合材料的气体传感器件,研究了其在室温下对H_(2)S的气敏特性。测试结果表明,相比纯的ZIF-67气体传感器无法在室温下对H_(2)S进行气敏检测,负载Au纳米颗粒的Co_(3)(HITP)_(2)@ZIF-67复合材料的气体传感器在室温下对体积分数为20 ppm(1 ppm=1×10^(-6))的H_(2)S气体响应可达到2.7,响应/恢复时间分别为64 s/99 s,且具有较好的选择性、重复性和长期稳定性。

基于BP神经网络的木芯复合材料结构疲劳寿命预测

以不同试验条件下木芯复合材料结构的三点弯曲疲劳试验和四点弯曲疲劳试验的疲劳试验数据为样本,构建载荷等级疲劳寿命(S N)曲线模型和BP神经网络模型,并对试件疲劳寿命进行预测,同时利用BP神经网络对木芯复合材料结构疲劳寿命影响因素进行权重分析。结果表明:指数函数模型、幂函数模型、BP神经网络模型均可有效实现对木芯复合材料结构的疲劳寿命预测,其中BP神经网络模型的预测精度最高;载荷等级、均质化格构腹板面积比、跨高比对疲劳寿命的影响权重依次降低,合理设置格构腹板是提高木芯复合材料结构疲劳寿命的有效方法之一。

NiCo_2S_4/RGO复合材料的制备及电化学性能研究

以改进的hummers法制备氧化石墨,以硝酸钴、硝酸镍、硫代乙酰胺分别为钴源、镍源和硫源,以乙二胺为氧化石墨烯的还原剂及Ni Co_2S_4的形貌控制剂,通过水热法合成Ni Co_2S_4/RGO复合材料,用作锂离子电池负极材料,在电流密度100 m A/g下,50次循环后容量为920 m Ah/g,库伦效率高达98.5%表现了出色的循环性能。

水热法合成Ag2S/Bi2S3复合材料及其热电性能研究

采用水热合成法结合放电等离子烧结技术制备了Ag_2S/Bi_2S_3块体热电复合材料。采用XRD、SEM和TEM对合成粉末材料的相组成和微观形貌进行分析,闪光法和塞贝克系数/电阻测量系统测试复合块材的热电性能,系统地研究了Ag_2S的含量对Ag_2S/Bi_2S_3复合材料热电性能的影响。实验结果表明,水热法成功地合成了具有球形结构的Ag_2S/Bi_2S_3复合粉末;块体样品的塞贝克系数都为负,说明样品为n型半导体;适量的Ag_2S复合Bi_2S_3不仅有效地降低了材料的热导率,同时也提高了电导率;当Bi_2S_3与3%的Ag_2S复合时样品的热电优值(ZT值)最大,其在724K时的ZT值为0.23,为纯Bi_2S_3样品在该温度ZT值的2.3倍。

锂硫电池正极S/C复合材料的制备与性能

以商业化碳黑科琴黑为碳源,采用球磨和热复合法合成正极S/C复合材料,用X射线衍射、扫描电子显微镜、元素组成分析等分析S/C复合材料的微观结构、组成和形貌,用恒流充放电、循环伏安法、交流阻抗法分析电极材料电化学性能。在0.2 C倍率下首次放电比容量为838.4 m Ah/g,最高达930.3 m Ah/g,经过50次循环后可逆容量依然高达835.1 m Ah/g,显示出良好的循环稳定性。

静动组合加载下钢-PE混杂纤维水泥基复合材料动态压缩性能试验研究

本文将钢纤维和聚乙烯(PE)纤维进行混杂,制备了钢-PE混杂纤维水泥基复合材料(S/PE-HFRECC, Steel-PE Hybrid Fiber Reinforced Engineered Cementitious Composites),控制纤维体积总掺量为2%,通过改变两种纤维配比制作了六类水泥基试件(S0E0、S0E2、S0.5E1.5、S1E1、S1.5E0.5和S2E0),并利用可施加预加静态荷载的直径为50 mm的分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)装置开展了静动组合加载条件下S/PE-HFRECC的动态压缩试验,预加静荷载级别分别取试件静态抗压强度的0%、15%、30%和45%四个级别。试验结果表明:1) 预加静态荷载对水泥基复合材料的力学性能有着弱化和强化的双面性。2) S/PE-HFRECC的动态抗压强度、动态峰值应变和应力峰值前韧度随着预加静荷载级别的提高呈现先升高后降低的趋势。3) 相较于单一纤维的掺入,钢-PE混杂纤维在对强度、变形能力和韧度的改善方面有着更好的优越性。

CdS/RGO/MoS_(2)复合材料的制备及光催化性能

采用简单的水热法制备出CdS/RGO/MoS_(2)复合材料,通过XRD、TEM、UV-Vis DRS、电化学阻抗(EIS)和瞬态光电流响应测试对其进行了表征。结果表明,在可见光照射下,CdS/0.75%RGO/1.0%MoS_(2)复合材料(百分数均为质量分数,以复合材料质量为基准)对甲基橙(MO)具有显著的光催化降解活性和稳定性,其光降解速率(0.05777 min^(-1))分别是CdS(0.0051 min^(-1))、Mo S_(2)(0.0031 min^(-1))、CdS/0.75%RGO(0.0312 min^(-1))、CdS/1.0%Mo S_(2)(0.0258 min^(-1))的11.3倍、18.6倍、1.9倍和2.2倍。使用5次后,降解效果未见明显变化,证明催化体系的稳定性良好。光催化剂活性的提高主要归功于复合材料形成时的费米能级拉平效应能够促进不同半导体之间载流子电子的扩散和转移。

以竹炭负载MnS、S复合材料为正极的锂硫电池

为提高锂硫电池的循环性能,采用水热法制备负载有硫化锰（MnS）的竹炭（BC）复合材料MnS@BC,通过热复合获得负载S的BC复合材料S-BC和负载S、MnS的BC复合材料S-MnS@BC。SEM和XRD分析表明：MnS@BC中MnS可填充BC表面的孔洞,并呈不均匀分布;没有出现MnS的衍射峰。电化学性能测试结果表明：负载于BC上的MnS本身没有电化学活性,但对多硫离子的氧化还原过程有催化作用,可提高电极的可逆性。S-MnS@BC复合材料电极以100 m A/g的电流在1.5~3.0 V充放电,首次放电比容量为1 346.1 m Ah/g,第50次循环的放电比容量保持在504.0 m Ah/g,在同等条件下的性能好于S-BC复合材料,表现出较轻的“飞梭效应”和较好的循环性能。

g-C_3N_4/Bi_2S_3复合材料的离子热法制备与表征

以离子液体为反应介质,Bi(NO3)3为铋源,硫脲为硫源,g-C3N4为载体,采用离子热法在不同反应温度下合成了gC3N4/Bi_2S_3复合材料。采用XRD、SEM、紫外-可见光光谱和荧光光谱对所制备的g-C3N4/Bi_2S_3复合材料进行了表征。XRD结果显示,所制备的样品只有Bi_2S_3和g-C3N4物相;SEM结果表明,g-C3N4/Bi_2S_3复合材料中的Bi_2S_3呈纳米棒状;紫外-可见光谱结果表明,所制备的g-C3N4/Bi_2S_3复合材料在整个可见光范围有较强的吸收,尤其是当反应温度超过160℃所制备的样品在整个可见光范围光吸收值超过0.5;荧光光谱结果表明,随着反应温度的升高,所制备的复合材料荧光强度出现明显的衰减现象;同时对所制备的样品进行了热导率测试,结果显示,反应温度越高复合材料的热导率越大。

铁-氮掺杂碳复合材料活化过硫酸盐降解双酚S

非均相铁基材料活化过硫酸盐(PS)是高级氧化工艺中高效活化过硫酸盐的重要手段,如何有效提高铁基催化剂的催化性能一直是研究重点。碳基材料因其丰富而稳定的多孔结构常被用于负载铁活性组分。以一种氨基修饰的铁基金属有机框架化合物NH_(2)-MIL-101(Fe)为模板,采用一步碳化法制备了铁-氮掺杂碳复合材料(Fe-CNs),通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等表征手段对Fe-CNs的形貌特征和化学组成进行了分析,并进一步研究了Fe-CNs活化过硫酸盐降解双酚S(BPS)的性能。结果表明,在900℃下制备的Fe-CNs-900通过活化PS在70 min内可降解99.3%的BPS,Fe-CNs-900/PS体系具有良好的抵抗共存阴离子和腐殖酸(HA)影响的能力。自由基捕获实验和EPR分析表明,SO_(4)^(·-)、·OH、O_(2)^(·-)和^(1)O_(2)均存在于Fe-CNs-900/PS体系中,但SO_(4)^(·-)和^(1)O_(2)对BPS的降解起主要作用。

NiCo2S4/N,S-rGO纳米复合材料的制备和电化学储钠性能

NiCo2S4是一种极具发展前景的钠离子电池(SIBs)负极材料。采用简单的一步法(混合和热处理)原位合成了锚定在N、S共掺杂还原氧化石墨烯上的纳米颗粒自组装的NiCo2S4亚微米球(NiCo2S4/N,S-rGO)。XPS表明了NiCo2S4与N,S-rGO之间存在电子转移,证实了NiCo2S4与N,S-rGO之间强的协同作用。纳米粒子自组装的NiCo2S4亚微米球有效地促进了离子的扩散,N,S-rGO优异的电学和力学性能不仅提高了电极的导电性,而且有效地缓冲了充/放电过程中NiCo2S4/N,S-rGO的体积变化。NiCo2S4/N,S-rGO作为SIBs的负极材料呈现出高可逆容量,优越的倍率性能和长期稳定性(在电流密度为0.5 A/g时循环130次后仍保持了396.7 mA·h/g的高比容量。即使在电流密度为2 A/g时,经过1000次循环后比容量仍保持在283.3 mA·h/g)。研究结果为高效负极材料的设计和合成提供了新的思路。

氮硫共掺杂石墨烯/SnS2纳米复合材料的制备及储锂性能

锡基负极材料的理论储锂容量高,但循环稳定性和倍率性能差,难以满足实际应用的需要。我们以四氯化锡、二硫化碳、氨水、石墨烯为原料,采用水热-热处理相结合的方法,合成了氮硫共掺杂石墨烯/硫化锡复合材料(SnS_2@N,S-RGO)。该材料中,硫化锡纳米粒子均匀地生长在石墨烯上,增大了其比表面积,提高了其稳定性和导电性。因此,该复合材料的储锂容量高、倍率性能和循环稳定性好,有望用于高性能锂离子电池。

SiC纤维增强β21S复合材料及蒙皮结构制备技术研究

采用箔-纤维-箔方法制备了SiC纤维增强β21S复合材料(SiC_f/β21S),其中箔材采用冷轧+退火处理的方法获得,纤维布采用数控纤维缠绕机获得。采用有限元分析软件对纤维布与箔材的复合过程进行了计算,确定了较佳的制备工艺参数。在较佳的工艺参数条件下制备SiC_f/β21S复合材料,其中热等静压工艺参数为830℃、860℃/120MPa/2h,然后在不同温度条件下,进行0h、9h、25h、49h的真空热处理,对SiC_f/β21S复合材料的纤维/基体界面和基体微观组织进行了分析,研究了界面反应层的微观组织演变和动力学长大规律。采用箔-纤维-箔方法与热等静压成型工艺相结合的方法,在最佳工艺参数条件下制备了SiC_f/β21S复合材料蒙皮结构,并对其组织和性能进行了测试分析。

Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料光催化降解甲基橙

以MoO_(3)、Cd_(0.5)Zn_(0.5)S、聚乙烯吡咯烷酮为原料,水热一锅法制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)复合材料,通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS及PL对复合材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。在可见光照射下,将其用于甲基橙(MO)、罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀石绿、酸性品红、结晶紫的光催化降解。结果表明,MoO_(3)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S复合材料对上述染料都具有光催化降解能力,其中,对MO的光催化活性最佳。可见光照射60 min,质量浓度0.67 g/L的10%Cd_(0.5)Zn_(0.5)S/MoO_(3)(Cd_(0.5)Zn_(0.5)S含量为10%,以MoO_(3)质量计)对质量浓度10 mg/L MO的降解率达到98.0%,表观速率常数为0.06725 min–1,分别约为MoO_(3)和Cd_(0.5)Zn_(0.5)S的172倍和31倍。

Ni3S2@碳纳米管复合材料的制备及其储钠性能

采用一步固相煅烧工艺制备了碳纳米管原位封装Ni3S2纳米颗粒(Ni3S2@CNT),并研究了其作为钠离子电池(SIBs)负极材料的电化学性能.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安测试、恒流充放电以及交流阻抗等研究了Ni3S2@CNT的物相结构、形貌特征以及电化学性能.电化学测试表明,材料在100 mA·g^(-1)电流密度下,放电容量可以达到541.6 m Ah·g^(-1),甚至在2000 mA·g^(-1)的大电流密度下其放电比容量也可以维持在274.5 m Ah·g^(-1).另外,材料在100 mA·g^(-1)电流密度下,经过120周充放电循环后其放电和充电比容量仍然可以保持在374.5 m Ah·g^(-1)和359.3 m Ah·g^(-1),说明其具有良好倍率性能和循环稳定性能.良好的电化学性能归因于这种独特的碳纳米管原位封装Ni3S2纳米颗粒结构.碳纳米管不但可以提高复合材料的导电性,也可以缓冲Ni3S2纳米颗粒在反复充放电过程中产生的体积膨胀效应,明显改善了Ni3S2@CNT负极复合材料的电化学性能.

TiO2/S复合材料在锂硫电池中的应用

将多孔TiO2微纳米球与单质硫热处理得到含硫60%（质量分数）的TiO_2/S复合材料,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和比表面积分析仪（BET）对复合材料进行结构、形貌和孔径分析,并通过电池充放电测试系统和阻抗分析仪测试样品的电化学性能.实验结果表明：在1.0~3.0V电压范围内,以0.2C、1.0C电流密度对电池进行充放电性能测试,首次放电比容量分别为718.6 mAh/g和577.7mAh/g,100次循环后对应的放电比容量分别为452.4mAh/g和426.7mAh/g,容量保持率分别为62.9%和73.8%.