棕榈酸定形复合相变材料研究进展

棕榈酸因存在热导率低和物态相变时易泄漏的缺点,限制了其在诸多领域的发展和应用。棕榈酸定形复合相变材料以支撑材料为基体,将棕榈酸分散在基体材料中,不仅有效解决棕榈酸的泄漏问题,而且基体材料的加入还能提高复合相变材料的热导率。综述了基于不同基体材料的棕榈酸定形复合相变材料的研究进展,指出了棕榈酸定形复合相变材料的不足之处,并展望了其未来研究方向。

强缓速低摩阻低伤害纳米均相缓速酸

针对碳酸盐岩储层改造乳化酸高摩阻、稠化酸聚合物残渣伤害问题,首先通过拟三元相图,以非离子型表面活性剂(三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚)、阳离子型表面活性剂(季铵盐)、助表面活性剂(醇)为原料制备纳米乳液,然后将20%盐酸、5%纳米乳液、0.1%减阻剂(阳离子聚丙烯酰胺)及功能型添加剂混合制得纳米均相缓速酸。采用旋转岩盘仪、扫描电镜、EDS能谱仪、电导率仪、粒度分析仪、界面张力仪、润湿角测定仪、摩阻仪、酸蚀裂缝导流仪、岩心流动仪等评价了纳米均相缓速酸的性能,分析了缓速机理、高酸蚀裂缝导流机理和溶垢机理。结果表明,纳米均相缓速酸是一种内相为油、外相为酸的纳米均相分散体系,粒径分布为8~100 nm;其具备强缓速(缓速率大于90%)、低摩阻(降阻率大于75%)、低黏、低伤害和高酸蚀裂缝导流性能;可同时溶解有机垢和无机垢,对沥青和碳酸盐岩的溶解率分别为6.91%和100%;可解除储层乳化、水锁、润湿改性伤害。纳米均相缓速酸通过带负电纳米乳液吸附在带正电灰岩表面,建立酸岩“隔离屏障”,实现强缓速;通过差异化酸蚀及黏性指进,实现高酸蚀裂缝导流;通过纳米乳液特殊的油水互溶结构,实现有机垢和无机垢的同时解除。该体系在海上油田现场成功应用,增产效果显著,对碳酸盐岩储层深部改造及多重伤害解除具有重要意义。

萃余水相中酸和铀的连续测量方法

萃余水相中的酸浓度、铀浓度一般需分开检测,操作步骤繁琐,工作量大。本研究建立了连续测量萃余水相中酸浓度和铀浓度的新方法:先以强碱为滴定剂,通过指示剂的变色指示滴定终点,检测酸浓度;再加入硫酸和偶氮胂Ⅲ溶液,使溶液显色,在650 nm处测量显色溶液的吸光度。结果显示,酸浓度测量的精密度为1.53%,示值误差为1.69%;铀质量浓度测量精密度为1.13%,示值误差为1.52%。在实际水样测量中,本方法和实验室现行方法测量数据基本一致,酸浓度测量的加标回收率为97.0%~102.5%,铀质量浓度测量的加标回收率为97.0%~102.0%,本方法可准确、快速、连续监测萃余水相中的酸浓度和铀浓度。

褐铁矿型红土镍矿中有价金属的酸浸工艺

镍是一种战略性稀有金属,从低品位红土镍矿中生产单质镍或镍的合金是解决镍铁合金需求的主要途径。采用盐酸选择性浸出印尼褐铁矿型红土镍矿中的有价金属,结果表明:当盐酸浓度10 mol/L,原料粒度74μm,浸出温度353 K,固液体积比1∶4,浸出时间120 min时,镍、钴、锰、铁和镁的浸出率分别为34.3%、90.67%、64.23%、76.46%和48.12%,且盐酸作为常见的工业副产品,易回收再生。镍、钴、锰的浸出动力学研究可知,其浸出过程不符合广泛采用的收缩核模型,而用Avrami方程进行拟合具有很好的线性,根据Arrhenius公式求得浸出过程中镍、钴和锰的表观活化能分别为7.96、4.00kJ/mol和4.98 kJ/mol,三者浸出的活化能值均介于4~12 kJ/mol范围内,且浸出温度对反应速率常数的影响并不明显,判断出镍、钴和锰的浸出过程受扩散条件控制。本研究结果可为褐铁矿型红土镍矿的高效开发利用提供理论参考。

建筑用CA-SA@SiO_(2)相变微胶囊制备及其性能优化研究

为解决脂肪酸相变温度高于建筑应用要求,以及已有脂肪酸相变微胶囊包覆率和相变潜热低的问题,首先制备了二元相变材料癸酸-硬脂酸,热性能结果表明,癸酸-硬脂酸相变温度和相变潜热为24.28℃和178.21 J/g,满足建筑应用要求。在此基础上以SiO_(2)为壁材,采用溶胶凝胶法对癸酸-硬脂酸进行封装,制备不同芯壁比的CA-SA@SiO_(2)相变微胶囊,并对其微观形貌、粒径大小、热性能、化学稳定性及抗渗漏性能进行表征。结果表明,芯壁比直接影响相变微胶囊的各项性能,其中最优芯壁比为50∶50,此时微胶囊呈球形且光滑致密,粒径范围为2~500μm,主要集中于50μm以下,壁材仅靠物理作用包覆芯材,微胶囊化后壁材可以提高芯材热稳定性,且热分解温度明显高于墙体材料使用环境,平衡渗漏率仅为4.53%,相变温度为24.63℃,处于人体舒适范围内,相变潜热和包覆率为138.16 J/g和77%,有效解决了相变温度高和包覆率、相变潜热低的问题,为相变储能建筑围护结构提供适宜温区、高能效密度与高稳定性兼容的新材料。

天然石膏制备烧石膏晶须试验研究

基于我国天然石膏资源丰富、但产品附加值低的现状,根据溶解-再结晶理论,以天然石膏为原料、硝酸为助剂,采用常压酸化法开展了高附加值烧石膏晶须制备试验研究,考查了固液比、硝酸浓度和反应温度对所得产物物相与显微形貌的影响。研究结果表明:样品中烧石膏晶须的质量分数随着硝酸浓度和反应温度的升高而升高,样品中晶须的质量分数随着固液比的增大呈先升高后降低的趋势;优化条件下所得样品的物相主要为烧石膏相,另有极少量的石膏相和硬石膏相,样品中晶须的长度为509~650μm,长径比为43~62。研究成果可为天然石膏的高值化利用提供参考。

食品级丁香酚微乳液相行为及其抑菌性

为提高丁香酚的亲水性和抑菌效果,以吐温为表面活性剂,乳酸为助表面活性剂,构建可无限稀释的丁香酚微乳液,并探究微乳化前后丁香酚抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果。拟三元相图的分析结果表明,与吐温-40和吐温-60相比,吐温-80更能有效增加微乳液单相区面积;乳酸的增溶效果随着乳酸添加量的增加而提高,当丁香酚与乳酸质量比为1∶3时,丁香酚微乳液单相区面积扩大至78.8%。抑菌特性研究结果显示:在一定范围内,随着吐温-80比例的降低,乳酸比例的增加,丁香酚微乳液的抑菌效果增强;当微乳液组分中丁香酚、乳酸与吐温-80的质量比为1∶3∶6时,质量分数0.05%的丁香酚可完全抑制2种受试细菌的生长,同时,该复合微乳液的抑菌活性显著高于不含乳酸的单一丁香酚微乳。研究开发的微乳液旨在为实现丁香酚的增溶增效提供可行的剂型,并有望用于食品防腐保鲜领域。

丁二酸结晶釜搅拌结构数值模拟与分析

基于计算流体动力学(CFD)对丁二酸连续结晶釜内固液两相流场进行模拟,探究不同叶轮结构、叶轮安装高度、釜底形状对结晶釜内固液分散情况的影响。模拟计算结果表明,减小桨叶倾角、增加叶片数量,有助于提升搅拌效果;搅拌功率、叶轮循环效率随桨叶倾角减小而增大。叶轮安装高度过高或过低均会造成颗粒堆积,影响固相悬浮状态;叶轮安装高度为1/3H是较优的选择,其云高、均匀度优于其余安装高度,且搅拌功率相对不高。复曲面釜底能显著改善釜底颗粒堆积情况,相较锥形釜底、W型釜底效果更优且能耗更低。

立构复合化聚乳酸纳纤膜的制备及高效滤除PM_(2.5)性能

聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)溶液共混,并通过静电纺丝过程的高压静电场诱导C=O基团加速取向极化,形成高电活性的立构复合晶体(SCs),显著提高聚乳酸纳纤膜的表面电位、介电常数及驻极效果等电活性特征,增大纤维表面静电斥力,促进PLA纳纤膜(PLA NFMs)的纤维细化,从而使其压降大幅降低(85 L/min,209.2 Pa),过滤PM_(2.5)效率显著提高至96.32%(纯PLLA对比样为72.44%).更重要的是,立构复合化PLA纳纤膜(SC-PLA NFMs)的过滤性能受气体流量变化影响较小(10~85 L/min),当气流增大时,过滤效率的衰减远远低于纯PLLA,在高气流下的稳定性使其能更好地满足在空气过滤领域的实际应用需求.此外,提高PLA纳纤膜电活性可显著增强摩擦生电输出性能和呼吸振动激发电信号,为基于人体呼吸的生理特征监测奠定理论基础.本文研究结果为扩大PLA材料在高性能呼吸防护领域和智能健康监测领域的应用提供了新颖的结构设计策略和可借鉴的解决方案.

月桂酸基二元低共融储能材料的制备及热性能

相变材料的潜热储能技术利用于建筑节能领域。以月桂酸(LA)为基础,引入石蜡(PW)和癸酸(CA),研究月桂酸基二元相变材料的热性能、稳定性及可靠性。通过理论预测得到LA-PW、LA-CA的相变温度为35.75℃和18.11℃,通过实验得到LA-PW的最佳比例为76∶24,LA-CA的最佳比例为30∶70。LA-PW、LA-CA的相变温度分别为37.45℃和17.82℃,与理论值相差1.70℃、0.29℃,相变潜热分别为186.9J/g、129.16J/g。FTIR和XRD分析发现LA-PW、LA-CA都没产生新物质,为纯物理结合且在蓄放热实验过程中表现出良好的储热性能。热重分析可以看出在100℃内,LA-PW、LA-CA都没有发生热解现象,表现出良好的热可靠性。经过500次冷热循环后LA-PW、LA-CA的相变温度最大差率分别为9.5%、2.15%,相变潜热最大差率分别为3.8%、3.27%,能保持较好的稳定性和蓄热性能,适用于建筑行业的节能研究应用。

唑来膦酸治疗骨质疏松诱发急性相反应的危险因素及对治疗依从性的影响

目的探讨唑来膦酸(ZA)治疗骨质疏松后诱发的急性相反应(APR)的危险因素及对治疗依从性和持久性的影响。方法收集2013年1月-2022年1月在重庆医科大学附属第一医院接受5 mg ZA治疗的中位年龄67岁的471例骨质疏松症患者的临床资料进行回顾性分析。根据是否发生APR分为有APR组(n=79)与无APR组(n=392)。采用单因素和多因素logistic回归分析APR的影响因素,采用Kaplan-Meier曲线分析治疗持久性,并分析其治疗依从性。结果注射ZA后首次APR发生率为33.2%,且随着输注次数增加而逐渐递减。首次输注ZA或无口服双膦酸盐史、高血磷水平是APR的独立危险因素。有APR组患者的3年治疗依从性和持久性分别为53%、44%,无APR组则为52%和42%。Kaplan-Meier曲线分析显示,两组在使用ZA的持久性方面差异无统计学意义(P>0.05)。结论ZA治疗骨质疏松时易发生APR,但其对ZA治疗的依从性和持久性影响不明显。首次使用ZA、无口服双膦酸盐史和高血磷水平是APR的独立危险因素。

气相法磷改性对USY沸石酸性及其水热稳定性的调控

磷(P)改性是提高沸石催化剂稳定性的有效方法之一.我们考察了三氯化磷(PCl_(3))气相法和磷酸氢二铵浸渍法制备得到的不同P改性USY样品.研究发现,2种P改性方法制备的样品中P物种均能够与USY中的Si―OH发生相互作用,同时夺取附近的非骨架Al物种,将表现为L酸的Si―O(EFAl)―Al转变成显示强B酸的Si―OH―Al.非骨架Al的迁移改善了沸石的孔径分布.在600℃水热老化后发现,气相法PCl_(3)改性后样品的桥羟基没有被破坏,其原因是PCl_(3)改性后样品的P物种主要为低聚态P物种,能够更好地与附近的四配位骨架Al发生相互作用,从而保护沸石的桥羟基不被破坏.而浸渍法磷酸氢二铵改性后样品主要生成高聚态P物种,与附近的四配位骨架Al发生相互作用能力弱,保护沸石桥羟基的作用不强.因此,气相法PCl_(3)改性样品在600℃水热老化4 h后的强B酸酸量(41μmol·g^(-1))明显高于浸渍法P改性样品(21μmol·g^(-1)).在800和900℃水热老化4 h后,PCl_(3)改性样品较浸渍法P改性样品和未改性样品展现了更高的结晶保留度,结合正辛烷催化裂化反应数据,表明气相法PCl_(3)改性后的USY样品具有更高的催化活性稳定性和结构稳定性.

复合多聚磷酸改性沥青混合料动态力学性能

为研究多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)+SBS复合改性沥青混合料的动态力学性能,采用单轴压缩动态模量试验,分析温度和频率对动态模量和相位角的影响,并基于改进Havriliak-Negam(i HN)模型构建动态模量和相位角主曲线,同时与SBS改性沥青混合料相对比。结果表明:2种沥青混合料动态模量和相位角随温度和频率的变化呈现相同的趋势,HN模型可准确拟合2种沥青混合料的动态模量和相位角主曲线。相较于SBS改性沥青混合料,PPA+SBS复合改性沥青混合料的相位角在-10、20、50℃时均降低,而动态模量在-10℃时降低,20℃时变化较小,50℃时增加;较宽频域范围内,PPA+SBS复合改性沥青混合料在高温低频下动态模量变大,相位角变小,在低温高频下动态模量变小,相位角变化不大;PPA+SBS复合改性沥青混合料具有更优的动态力学性能。

钆塞酸二钠增强MRI在结直肠癌肝转移术前评估中的价值

目的探讨钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)增强MRI对结直肠癌肝转移(CRCLM)术前评估的临床价值。资料与方法收集2019年9月—2023年3月河南中医药大学第一附属医院56例CRCLM患者,经手术病理确诊共156个CRCLM病灶,均行肝脏Gd-EOB-DTPA动态增强MRI检查。观察T2WI、扩散加权成像(DWI)、动脉期和肝胆期(HBP)的特征表现,并计算各序列的检出率,计算HBP病灶与肝实质信号强度比和表观扩散系数(ADC)。比较HBP呈反靶征、靶征的病灶与HBP呈均匀、不均匀低信号病灶的ADC值和各序列检出率的差异。结果20.51%(32/156)的病灶T2WI呈靶样外观、38.46%(60/156)呈均匀高信号,51.28%(80/156)的病灶DWI呈靶征,73.72%(115/156)动脉期呈环形强化,34.62%(54/156)HBP呈靶征。HBP呈反靶征、靶征病灶与HBP呈均匀、不均匀低信号病灶的平均ADC值比较,差异无统计学意义[(0.98±0.43)×10^(-3)mm^(2)/s比(1.01±0.47)×10^(-3)mm^(2)/s;t=-0.340,P=0.327]。依据CRCLM的病灶大小分为<1.0 cm、1.0~2.0 cm和>2.0 cm组,分别有41、55、60个病灶。与T2WI、DWI、Gd-EOB-DTPA四期动态增强比较,HBP的总检出率(96.79%)最高(P均<0.05)。当CRCLM病灶<1.0 cm时,HBP的检出率(87.80%)高于T2WI、DWI和Gd-EOB-DTPA四期动态增强的检出率(P均<0.05)。结论GdEOB-DTPA增强MRI对CRCLM术前评估具有重要临床价值,尤其是特异性的HBP靶征或反靶征,以及HBP对CRCLM微小病灶优异的检出效能。

胶合板用氯氧镁胶黏剂的改性工艺与性能研究

为了提高氯氧镁胶黏剂制备胶合板的胶合强度及耐水性能,采用磷酸和纳米二氧化硅作为改性剂,分析单一和复合添加改性剂后氯氧镁胶黏剂及其制备胶合板的各项性能。结果表明:磷酸和纳米二氧化硅的加入可以改善氯氧镁胶黏剂的物理力学性能,且两种改性剂在合适比例下复合添加的效果优于单一添加。当同时添加磷酸和纳米二氧化硅,两者添加量(以MgO质量计)分别为1%和3%时,改性氯氧镁胶黏剂的软化系数可达到0.95。傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析结果表明,两种改性剂并没有与氯氧镁胶黏剂发生化学反应,而是通过改变518相晶体的状态和纳米级颗粒填充孔隙,阻止518相晶体水解,抑制Mg(OH)2生成,使其具有更致密的结构。改性优化氯氧镁胶黏剂制备的胶合板的干、湿态胶合强度可达到1.51、1.25 MPa,满足GB/T 9846—2015《普通胶合板》≥0.70 MPa的要求。

基于纳米TiO 2对十四烷-正辛酸二元相变微胶囊的改性制备及性能表征

通过溶剂挥发法制备以十四烷-正辛酸二元相变材料为芯材,纳米TiO 2改性壁材聚砜的相变微胶囊。探究不同添加量的纳米TiO 2对微胶囊性能的影响,使用FT-IR、DSC、电子显微镜对相变微胶囊的化学结构、表面形态、相变特性及包裹率进行检测。分析发现,当纳米TiO 2添加量为3%时,相变微胶囊的表面形态最佳,粒径最为平均,其熔化焓和结晶焓分别为88.91J/g和80.4J/g,且包覆率可达44.42%。

茭白秆水解制备高价值呋喃平台化合物研究

生物质转化为高价值呋喃平台化合物是生物质资源利用的重要方式。以工业副产物偏钛酸作为固体酸催化剂,将茭白秆转化为5-羟甲基糠醛(HMF)和糠醛,研究物理活化、溶剂体系等对茭白秆水解性能的影响,并优化反应工艺条件。结果表明,茭白秆具有更低的木质素含量和纤维素晶型结构,比茭白叶更容易被物理活化。在200℃、30 min的反应条件下,球磨活化的茭白秆获得了最高的HMF和糠醛收率,分别为11.66%和7.30%。反应动力学分析表明,偏钛酸催化球磨茭白秆转化的活化能低,相较于文献报道的其他木质纤维素生物质,球磨茭白秆的高值化转化具有优势。

膨胀蛭石基复合相变储热材料的制备及性能研究

文章以癸酸-棕榈酸(CA-PA)二元共晶物作为相变材料,膨胀蛭石(EVM)作为支撑材料,采用真空浸渍法制备癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料(CA-PA/EVM)。通过FT-IR,DSC,TG,热循环等测试方法对癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的化学兼容性、储热性能、热稳定性及可靠性进行系统研究。结果表明:膨胀蛭石通过物理作用吸附癸酸-棕榈酸二元共晶物至其层状孔隙结构,且二者化学兼容性良好;癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的融化和凝固相变温度分别23.61,20.41℃,熔化和凝固相变潜热分别为67.22,64.87 J/g;膨胀蛭石中癸酸-棕榈酸的封装量可达52.22%,在工作温度下具有良好的热稳定性;癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料经过100次热循环后仍保持良好的热可靠性,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。

MA/HA二元相变保温材料制备及节能效果模拟研究

为促进建筑节能,以肉豆蔻酸(MA)和碳十六酸(HA)制备二元相变材料,以膨胀珍珠岩作为吸附载体,制备一种保温材料,研究其性能。并结合建筑信息模型(BIM)节能模拟,研究该保温材料节能效果。结果表明,当MA和HA质量配比为70∶30,且保温材料中MA-HA二元相变材料质量分数为70%时,保温材料综合性能最佳。此时,MA-HA二元相变材料导热系数为0.254 W/(m·K),熔化温度和熔化潜热分别是35.64℃、123.48 J/g,凝固温度和凝固潜热分别是30.98℃、112.54 J/g。在经过1000次吸放热相变循环后,相变温度变化率不超过5%,相变潜热变化率不超过8%。BIM节能模拟表明,在使用保温材料后,建筑外围护结构能耗降幅超过30%。

长链烷基共晶相变材料的制备及性能

基于长链烷基良好的相容性特点,以二十烷(ES)、十八烷(OC)、月桂酸(LA)和十六醇(HD)为原料,通过熔融共混法制备了ES-LA、OC-LA和OC-LA-HD共晶相变材料。通过施罗德公式预测理论共晶点的组成及相变温度,结合步冷曲线与DSC结果,共同确定共晶点最佳质量比分别为m(ES)∶m(LA)=0.61∶0.39、m(OC)∶m(LA)=0.74∶0.26和m(OC)∶m(LA)∶m(HD)=0.61∶0.21∶0.18,共晶温度分别为30.3、25.4、21.9℃,与理论计算结果吻合。采用FTIR、XRD、TGA及DSC对共晶相变材料的化学结构、结晶行为、热稳定性和储热能力进行了表征。结果表明,3种共晶相变材料通过物理作用进行复合,无化学反应发生。其相变温度均在18~32℃之间,且低于其任意单一组分,相变焓值均>190 J/g,具有良好的热稳定性和循环稳定性。