核壳结构C-TiO_(2)纳米复合材料用于高效光催化降解有机染料

化工、纺织印染与农药化肥等产业的蓬勃发展推动着人类社会的进步,但同时也给环境治理带来了巨大难题。目前,光催化降解局限于在特定波长下针对单一有机污染物进行降解,然而现实中的情况往往更复杂。因此,开发一种多功能光催化材料用于光催化降解不同有机污染物显得尤为重要。采用一步无模板溶剂热法合成了核壳结构的C-TiO_(2)复合材料前驱体,并在氩气气氛下煅烧得到高结晶度的C-TiO_(2)复合光催化材料。运用SEM、TEM、XRD和TG等表征手段对材料进行表征,结论如下:550℃煅烧时的样品为包含少量碳的高结晶度的锐钛矿相TiO 2,且550℃煅烧时的样品依然保持了完整的核壳结构。此外,C-TiO_(2)复合材料的比表面积高达85.69 m 2·g^(-1),平均孔径为16.4 nm以及孔体积为0.423 m 3·g^(-1)。在UV-Vis光照射下,C-TiO_(2)复合材料分别对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)3种染料显示出增强的光催化降解活性。

油茶壳-蚕沙不同碳氮比堆肥的腐熟效果

【目的】探明油茶壳-蚕沙不同碳氮比(C/N)堆肥的腐熟效果,为油茶壳和蚕沙无害化、资源化利用提供依据。【方法】以油茶壳与蚕沙为堆肥原料进行好氧堆肥试验,研究不同碳氮比油茶壳-蚕沙堆肥处理(CK:纯油茶壳50 kg,C/N=100;T_(1):油茶壳50 kg,蚕沙45 kg,C/N=20;T_(2):油茶壳50 kg,蚕沙31 kg,C/N=25;T_(3):油茶壳50 kg,蚕沙23 kg,C/N=30;T_(4):油茶壳50 kg,蚕沙18 kg,C/N=35)堆肥过程中物理、化学和生物指标的变化。【结果】与CK比,不同C/N油茶壳-蚕沙处理pH呈中性或弱碱性,且最高温度和高温持续时间均较高,其中,C/N=20和C/N=25的油茶壳-蚕沙处理高温持续时间分别为17 d和13 d,达《畜禽粪便无害化处理技术规范》(NY/T 1168—2006)要求。不同C/N油茶壳-蚕沙处理的C/N、有机质、木质素和纤维素含量均随发酵进程而逐渐降低,全氮、全磷和全钾含量均有所增加,堆肥发酵结束时,C/N=20和C/N=25油茶壳-蚕沙处理的总养分含量较高,分别为5.10%和4.28%,符合《有机肥料》(NY/T 525—2021)要求;有机质、纤维素、木质素的降幅较大,分别降17.1百分点、11.2百分点、8.4百分点和15.8百分点、6.8百分点、6.3百分点;GI均稳定在70%以上,对植物毒性小。不同C/N油茶壳-蚕沙处理堆肥后的重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)含量较堆肥前均有所提高,但均低于标准限量值。【结论】添加适量比例的蚕沙可有效促进油茶壳腐解,调节堆肥初始C/N在20~25有利于油茶壳-蚕沙堆肥的腐熟。

低温热解磷酸改性花生壳生物炭的制备及对水中Cr(Ⅵ)的去除

以花生壳为原料,利用H_(3)PO_(4)为活化剂,低温热解制备了改性生物炭,并对其去除水中Cr(Ⅵ)的效果及机理进行了探究。研究了溶液p H、生物炭投加量、反应时间及初始质量浓度对去除效果的影响,借助SEM、BET、 XPS、 FTIR表征了其结构和组成,并探讨了去除机理。结果表明,低温热解与高温热解制备的改性生物炭对Cr(Ⅵ)的去除效果无显著性差异,且低温热解节能环保。低温热解磷酸改性生物炭(PBC350)去除Cr(Ⅵ)的最适条件为Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为100 mg/L, 50 mL溶液中投加量为0.10 g, pH=2,反应时间8 h,在最适条件下,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.0%,约为未改性生物炭(BC350)的1.5倍。表征结果表明,PBC350表面形成了致密的、蜂窝状的孔隙结构,比表面积为17.75 m^(2)/g,比BC350的比表面积提升了近20倍,同时,XPS和FTIR结果显示,PBC350成功掺杂了磷元素,引入大量含磷(P-O)官能团,能提供电子参与Cr(Ⅵ)还原,提高了Cr(Ⅵ)的去除率。本研究为低温热解磷酸改性生物炭在废水重金属治理中的应用提供了理论基础。

核壳结构SiC@Ti(C,N)复合材料的制备及性能研究

目的 碳化物陶瓷材料因优异的力学性能在精加工和切削行业具有广阔的应用前景,制备特定结构的碳化物复合材料能够改善材料的综合性能。方法 通过化学法在SiC表面包覆纳米Ti(C,N),无压烧结制备了具有核壳结构的SiC@Ti(C,N)复合材料。采用XRD、SEM、TEM和EDS等方法,研究退火温度和原料配比对复合材料的成分组成和微观结构的影响。通过同步热分析(TG-DSC)比较单相和复合材料抗氧化性能差异。使用显微维氏硬度计和万能材料试验机测试材料力学性能的变化趋势及原因。构建核壳颗粒致密化模型,分析复合材料的致密化机制和增韧机理。结果 随着烧结温度的升高,其显微硬度先升高后降低。随着SiC比例的增大,其显微硬度、压缩强度和断裂韧性均先增大后减小。在1250℃下,制备的原料质量比为11:1的SiC@Ti(C,N)复合材料具有最大显微硬度、压缩强度和断裂韧性,分别为3 273HV、434 MPa、4.38MPa·m^(1/2)。结论 通过比较复合材料和单一碳化物材料的力学性能发现,具有核壳结构的SiC@Ti(C,N)复合材料综合性能得到提升。纳米Ti(C,N)填充复合材料孔隙并促进致密化烧结,从而提升了复合材料的强度;通过Ti(C,N)骨架的偏转裂纹实现增韧。

核桃壳粉为碳源制备C@ZrSiO_(4)黑色色料

以核桃壳粉、八水氧氯化锆(ZrOCl2·8 H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)等为原料,采用溶胶-沉淀法制备了硅酸锆包裹炭黑(C@ZrSiO_(4))黑色色料。通过TG-DSC、FT-IR、XRD、SEM、TEM等对试样的热效应、化学结构、物相组成和微观结构进行了表征,研究了不同热处理温度、核桃壳粉/硅酸锆质量比(理论合成,下同)等对色料组成和色度的影响规律。结果表明,当热处理温度为1100℃、核桃壳粉/硅酸锆质量比为1∶3时,合成的C@ZrSiO_(4)色料发色性能最佳,L^(*)=31.3、a^(*)=+1.4和b^(*)=+1.3;在透明釉中外加5%(质量分数)C@ZrSiO_(4)色料,经1200℃烧成所制备的黑釉具有较好的呈色效果,其色度值L^(*)=41.2、a^(*)=+1.2和b^(*)=+1.7。

LINUX系统下TRIMBLE静态数据批量转换方法研究

对以往GPS数据转换软件存在转换效率低、数据质量差等进行了研究,提出在LINUX环境下用CSHELL语言编写的一站式批量转换方法,将原始观测数据t00/t01/t02转换成.tgd格式,再转换成标准的RINEX格式文件。实验结果表明相比常规方法,本文提出的方法转换时间缩短至10%,且P2数据流能得到很好地保留,为后期数据处理提供质量保障。

直接乙醇燃料电池阴极制备与装配工艺优化实验设计与实施

为优化直接乙醇燃料电池的阴极催化剂,该文采用化学还原一步法分别制备出以活性炭、纳米碳和多壁碳纳米管为载体的Pt/C催化剂,研究了载体对催化剂性能的影响,并确定纳米碳为最优载体。以纳米碳为载体,采用相同工艺制备出具有核壳结构的Pt-Fe和Pt-Co合金催化剂,将其与Pt/纳米碳催化剂进行对比分析,探究了Fe、Co两种过渡金属对催化剂氧还原性能、稳定性等的影响,最终获得性能优于商业Pt/C催化剂的Pt-Fe/纳米碳合金催化剂。改进了电极制备及单电池装配工艺,提高了电池性能和实验成功率。

基于交叉度的有向网络中心节点识别算法研究

利用K-核分解的方法识别中心节点,被认为在复杂网络重要节点发现中具有特殊的优势。但K-核分解法在有向网络中只能简单地利用节点的出度、入度或者两者之和进行分解,不能区分两者的差异。针对这一问题,将有向网络中出度与入度的概念相结合,提出交叉度(cross degree)的概念;并利用交叉度提出识别有向网络中心节点的C-核分解法。该算法在无向网络中退化为K-核分解法。通过仿真实验和分析,发现该方法既保留K-核方法准确有效的优势,同时还具有较好的区分度,能够较好地识别有向网络中的重要节点。

加权有向网络中心节点识别的分解算法研究

目前复杂网络节点重要性识别算法主要集中在无权、无向网络上不能全面地描述真实世界复杂网络的情况。大部分中心性度量方法仅仅考虑单一指标,忽略了节点出度与入度的差异,且忽视了权重的重要性。基于有向加权复杂网络,综合考虑节点出度与入度的差异,以及权值在真实网络中的实际重要性,提出了一种基于出度、入度和权值的中心节点识别算法——cw-壳分解算法。为了验证该算法的有效性,利用W-SIR传播模型在真实复杂网络上进行病毒传播仿真实验,结果表明cw-壳分解方法能够有效地对节点进行分级排序,识别出具有高扩散能力的节点。

模糊C-球壳聚类算法的研究

通过对基于同一目标函数的两种模糊C-球壳(FCSS)聚类算法性能的比较与分析,提出一种新算法。该算法收敛速度快,聚类结果准确。

Fe_(core)-Pt_(shell)/C核壳型纳米催化剂电催化还原氧的性能

应用两步化学还原法合成不同壳层厚度的Fecore-Ptshell纳米粒子,并用SEM、TEM、EDS和XRD手段对其进行物理表征,应用动电位、交流阻抗和循环伏安法进行氧还原电催化活性及抗甲醇性测试。结果表明,样品Fecore-Ptshell纳米颗粒粒径分布集中,其中Fecore,1-Ptshell,0.5平均值为50nm,核芯直径约34nm,壳层厚度约8nm;与Pt/C相比,Fecore-Ptshell/C对氧还原的催化活性和抗甲醇性明显提高,Fe与Pt原子比为1:0.5的Fecore-Ptshell/C在0.5mol·L-1H2SO4中氧还原的最大峰电流密度可达到184.7mA·mg-1,是相同反应条件下Pt/C电流密度的1.45倍,抗甲醇性显著提高。

基于遗传算法与FCSS相结合的模糊球壳聚类算法

模糊球壳聚类(FCSS)算法广泛地应用于模式识别与机器学习等领域。由于其采用基于梯度法和交替寻优策略,对初始化比较敏感,容易陷入局部极值点,从而影响聚类效果。将现代全局优化方法之一的遗传算法(GA)与FCSS算法相结合,得到一种新的球壳聚类算法GA-FCSS。数值实验表明:新方法对球壳形数据有令人满意的聚类效果。

白果壳遗态Fe/C复合材料对水中磷的吸附特征

为研究PBGC-Fe/C-G(白果壳遗态Fe/C复合材料)对水中磷的吸附特征,以PBGC-Fe/C-G为吸附剂,对吸附剂投加量、溶液体系pH、初始磷质量浓度、温度和吸附剂粒径为影响因素进行静态吸附试验分析,并结合SEM、EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附前、后材料进行表征,以揭示PBGC-Fe/C-G的吸附除磷机制.结果表明:①当初始磷质量浓度<10 mg/L、吸附剂投加量为0.2 g/(50 mL)、溶液为酸性(pH=3)、反应温度为45℃、吸附剂粒径<0.149 mm时,吸附效果最佳,吸附量达1.62 mg/g.②准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型能较好地模拟PBGC-Fe/C-G对磷的吸附过程.③热力学结果显示,ΔG<0、ΔS>0和ΔH>0,说明PBGC-Fe/C-G对磷的吸附过程是自发、熵增的吸热过程.研究显示,PBGC-Fe/C-G吸附除磷主要通过配位作用、静电引力、等电荷离子交换和物理作用4种协同完成,其中Fe活性位与磷酸根离子的配位反应为主要的反应过程.

基于半径/中心约束的模糊C-球壳聚类算法

本文针对数字图像处理和计算机视觉中的圆检测问题,提出了基于半径/中心约束的模糊C-球壳聚类算法。首先利用共形几何代数理论以球壳替代传统的点作为聚类原型,以共形空间中模式与球壳的内积来表示模式与球壳的距离关系,并引入模糊隶属度函数来体现待分类模式和与之对应的球壳的隶属关系,给出了基于半径和中心约束的模糊C-球壳聚类算法的目标函数,最后给出了求解此类约束条件下目标函数最小化的统一方法。通过人工数据集和真实图像上的实验,均表明该算法能够有效地对球壳形数据进行模糊聚类,以及对数字图像进行圆检测。

Sn_2Sb@ C核壳结构负极材料的制备与性能

通过改进的乳液聚合法制备氧化物溶胶,再利用热碳还原技术合成Sn2Sb@C核壳结构负极材料。β-SnSb金属间化合物和Sn单质形成Sn2Sb@C的疏松内核,表面被一层无定形碳包覆。由于疏松的内核结构和外层包覆的无定形碳壳层可缓冲电极充放电过程中的体积变化,核壳复合材料表现出稳定的循环性能。以400 mA/g的电流在0.001～2.000 V恒流循环,首次充、放电比容量分别为890 mAh/g和1 375 mAh/g,第30次循环的放电比容量为572 mAh/g。

热塑性树脂PEK-C与核壳粒子复合增韧EP胶粘剂的研制

采用热塑性树脂PEK-C(酚酞基聚芳醚酮)和核壳粒子复合增韧EP(环氧树脂)胶粘剂,并探讨了不同核壳粒子掺量对该EP胶粘剂粘接性能和耐热性的影响。研究结果表明:当w(PEK-C)=45%、w(核壳粒子)=10%(均相对于胶粘剂质量而言)时,EP胶粘剂的韧性相对最好,其23℃时的滚筒剥离强度达到99.43(N·mm)/mm;核壳粒子不会明显降低EP胶粘剂的耐热性;两种增韧体系的增韧效果较好,相应EP胶粘剂具有良好的粘接性能、耐热性和耐久性。

大功率LiFePO_4/C复合材料的简易合成

本文采用碳热还原法,以廉价的FeCl3.6H2O、LiOH.H2O和NH4H2PO4为原料,以淀粉为还原剂和碳源,经600℃烧结制备了LiFePO4/C复合材料,方法重现性好且易规模化生产.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)测试材料结构,观察材料形貌.结果表明,经600℃烧结10 h所得产物具有纯相的橄榄石型晶体结构,良好的结晶性和规整的球状形貌,粒径为60～100 nm.包覆LiFePO4晶粒的碳层厚度为2 nm左右,碳含量为5%(by mass).材料的振实密度高达1.3 g·cm-3,在0.2C倍率下首次放电比容量为162 mAh·g-1,在0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下首次放电比容量分别为143、135、127、116和105 mAh·g-1,10C倍率下500周期循环,其比容量仍有81 mAh·g-1.

维生素C和酸应激对中华鳖幼鳖血清补体C3和C4含量的影响

为研究维生素C对中华鳖 (Pelodiscussinensis)血清补体C3和C4的影响及其在酸应激条件下的变化 ,我们设置了 6个实验组 ,饵料中维生素C的添加量依次为 0、 2 5 0、 5 0 0、 2 5 0 0、 5 0 0 0和 10 0 0 0mg/kg ,喂食 4周后取其血清 ,用透射比浊法测定酸应激前后中华鳖血清补体C3和C4的含量。结果表明 ,维生素C添加量为2 5 0mg/kg时 ,血清补体C3的含量与对照组间没有明显不同 ;维生素C添加量为 5 0 0、2 5 0 0、 5 0 0 0和10 0 0 0mg/kg的 4组 ,血清补体C3的含量明显高于对照组和维生素C添加量为 2 5 0mg/kg组 ;维生素C添加量为 5 0 0mg/kg的一组 ,血清补体C4含量明显高于其它 5组 ;维生素C添加量为 2 5 0mg/kg组明显高于10 0 0 0mg/kg组。酸应激后 ,补体C3的含量没有明显下降 ,将维生素C添加量为 0、 2 5 0和 5 0 0mg/kg的三组并为一组处理 ,则应激后有明显下降。维生素C添加量为 0、 2 5 0和 5 0 0mg/kg的 3组 ,血清补体C4的含量在酸应激后明显下降 ,而维生素C添加量为 2 5 0 0、 5 0 0 0和 10 0 0 0mg/kg的 3组 ,应激后血清补体C4没有明显变化。维生素C和酸应激对中华鳖血清补体C3和C4含量的影响没有交互作用。这说明 ,维生素C在一定剂量范围内 ,能提高中华鳖血清补体C3和C4的水平 。

锂离子电池负极材料Si@C/SiO_x的制备及其电化学性能

硅理论比容量高,放电平台低,是商业化锂离子电池石墨负极的替代材料之一,但是其充放电循环中体积变化大,容量衰减迅速,制约了其商业化使用。本研究通过一步法制备了具有核壳结构的硅@碳/硅氧化物(Si@C/SiO_x),将其作为锂离子电池负极材料。采用SEM、TEM、XRD、XPS等手段对所制备材料的微观形貌、结构以及组分进行了分析,并对其进行了相关的电化学测试。结果表明,Si@C/SiO_x核壳材料比Si@C核壳材料具备更优良的电化学性能。在200 mA/g电流密度下,循环45次后,Si@C的容量保持率为60.2%;而当C/SiO_x作为Si核外壳时,200 mA/g电流密度下,循环45次后,Si@C/SiO_x比容量值为787.2 mAh/g,容量保持率提高到87.3%。这主要是由于C与SiO_x复合后,外壳的机械强度大于碳壳,能够较好地缓冲Si体积膨胀产生的巨大应力,从而保证结构的完整性,提高了硅基负极材料的商业化应用的可能性。

高分散CeO2@C核壳材料催化2-取代苯并噻唑的合成研究

以木质素低聚物为前体,在氩气下600℃碳化制备了高度分散CeO2@C核壳材料催化剂,并对催化剂进行了X-射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),透射电镜(TEM)表征,催化剂核壳结构的限域作用与较高的石墨化程度,提高了催化剂的稳定性和催化活性。研究了CeO2@C核壳材料催化剂在以纯O2为氧化剂下,由邻氨基苯硫酚和醛类缩合而得到2-取代苯并噻唑,通过单因素实验,确定了合成标题化合物的工艺条件,并获得良好的收率。