镍/氮共掺杂自支撑泡沫碳电极的构建及电催化CO_(2)还原性能

以沥青为碳源、聚氨酯泡沫为模板,通过浸渍、固化和碳化等步骤制备了一系列镍/氮共掺杂自支撑泡沫碳电极,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附分析、拉曼光谱和X射线光电子能谱等手段对材料进行了表征.结果表明,制备的泡沫碳电极为三维大孔骨架结构,表面具有缺陷位和Ni—N配位结构,通过改变碳化温度可调控N含量,进而实现对Ni—Nx活性位含量的调控.将该泡沫碳电极作为电还原CO_(2)的自支撑电极,可得到H_(2)/CO摩尔比稳定可控的合成气.在-0.9~-1.3 V(vs.RHE)电位窗口内,H_(2)/CO摩尔比可从1/2调整至2/1.反应10 h后,在900℃下得到的泡沫碳电极的电流密度为5.7 mA/cm^(2),H_(2)/CO摩尔比约为1/1.

基于泡沫混凝土和U型钢的煤矿巷道支护体系研究

针对煤矿软岩大变形巷道,提出了由钢网、锚杆、锚索、喷射混凝土、可压缩U型钢、泡沫混凝土阻尼层、裂隙岩缓冲层组成的组合支护体系。运用了数值分析和现场监测的技术手段。数值分析结果表明,泡沫混凝土能吸收围岩的大部分变形,U型钢的收缩率显著降低,U型钢的平均轴力与泡沫混凝土厚度呈二阶方程关系。在工程实践中,当泡沫混凝土厚度超过30 cm时,阻尼效应不再明显。现场监测结果表明,围岩位移及U型钢受力在组合支护体系初始阶段20 d内均呈增大趋势,但增大趋势减弱。

湿态钢纤维泡沫混凝土初期支护减震特性研究

研究目的:水是隧道结构常见地质环境,分析研究新型初期支护材料的减震性能必须考虑水的影响。因此本文在试验探究适宜作隧道初期支护的钢纤维泡沫混凝土的基础上,进一步试验分析水对其力学性能的影响;最后通过数值模拟构建三维复合式衬砌隧道结构模型,探究在不含水地层与富水地层中新型初期支护的减震性能。研究结论:(1)湿态钢纤维泡沫混凝土的动态模量随含水量的增加而增大,准静态单轴抗压强度与抗拉强度随含水量的增加而降低;(2)钢纤维泡沫混凝土初期支护有明显的减震效果,减震率最高达41.43%,围岩级别越高,减震效果越显著;在地震设防烈度升高时,减震效果提升不明显;(3)在不含水地层中,不同厚度初期支护的减震效果有边际效应,而在富水地层中没有这种边际效应,分别给出了不同工况条件下的钢纤维泡沫混凝土初期支护厚度的推荐值,可供实际施工参考。

NiCuP负载泡沫铜催化剂的制备及性能研究

氢气作为新能源被广泛利用,电解水制氢是未来氢能源利用最具潜力的手段,因此开发具有低过电位、高活性和稳定性的电催化剂来提升电解水体系的转化效率是制备氢能的关键。采用水热法制备NiCuP负载泡沫铜催化剂,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及电化学工作站对复合催化剂进行物相结构、微观形貌及电化学催化性能表征。结果表明:在140℃,水热合成18 h制备出晶粒分布均匀的三维树枝状催化剂,催化剂主要由晶态金属镍、晶态Ni2P、晶态Cu_(3)P构成。对NiCuP负载泡沫铜电极进行电化学分析,当电流密度为10 mA·cm^(-2)时NiCuP负载泡沫铜电极的过电位为144 mV;在电流密度为100 mA·cm^(-2)时NiCuP负载泡沫铜电极的过电位为254 mV,均比空白电极低,表明NiCuP基催化剂具有一定的催化活性。三维树枝状形貌NiCuP负载泡沫铜复合催化剂的形成增加了活性位点数,大大提高了析氢效率。

PPh_3修饰介孔泡沫材料负载的Rh催化剂用于固定床氢甲酰化反应

Siliceous mesostructured cellular foams （MCFs） are a new class of three-dimensional hydrothermally robust materials with ultralarge mesopores. The open system of large pores and the controllable pore size give MCFs unique advantages as catalyst supports. In this paper, MCFs were employed as supports in developing the PPh3-Rh/MCF catalyst for propylene hydroformylation in a fixed-bed reactor. The PPh3-Rh/MCF catalyst shows high activity （propylene conversion of 21.6% and butyraldehyde TOF of 160.6 h -1）, high selectivity （n-butyraldehyde/i-butyraldehyde=10.4）, and excellent stability under mild conditions of p=1.0 MPa, T=393 K, and SV= 2?000 h -1.

CO_2与环氧化合物共聚用的泡沫负载PBM催化剂

PBM催化剂是非常有效的CO2和环氧化物共聚催化剂,但从产物中回收困难。本文尝试分别用环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯泡沫作为载体将PBM催化剂负载,再催化环氧化物和CO2共聚,并通过IR、1HNMR对共聚产物进行表征分析。结果显示,聚氨酯泡沫负载的PBM成功地催化了CO2和环氧丙烷、环氧乙烷以及氧化环已烯的共聚反应,尤其是在催化CO2和环氧丙烷的共聚中显示了较好的催化效率(28g/g),而且负载催化剂循环使用三次后仍有催化活性,有利于实现反应工艺的连续化。

以泡沫镍载NiCo_2O_4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H_2O_2半燃料电池

研究了以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池的性能.以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列阴极材料,SEM测定结果表明,NiCo2O4纳米线几乎垂直于泡沫镍载体表面生长.以电压和功率密度-电流密度曲线研究了H2O2浓度、电解液流速和温度对电池性能的影响,结果显示,以铝片为阳极,0.6 mol/L H2O2为氧化剂的电池的开路电压约为1.40 V;在室温和57℃下,电流密度为98和172 mA/cm2时,最大功率密度分别达到79和120 mW/cm2.在5000 s的测试时间内,0.70 V的恒电流密度和75 mA/cm2的恒电压值几乎为一常数,这表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为催化剂电还原H2O2具有很好的活性、稳定性和传质性能.

用作气相催化反应体系CNF/泡沫炭催化剂载体的合成(英文)

以中间相沥青为碳质前躯体,采用自发泡法制得泡沫炭。为了提高比表面积,泡沫炭经质量分数65%的HNO3氧化后,采用化学气相沉积法在其表面生长一层纳米炭纤维(CNFs)。泡沫炭表面生长一层CNFs后,其比表面积和导热系数分别由40m2/g、107W/mK相应提高到198m2/g、125W/mK。这种结构的CNFs/泡沫炭复合材料可以用作气相催化反应体系的催化剂载体。

泡沫碳化硅陶瓷表面纳米多孔碳化硅涂层的制备

利用硅改性树脂中硅元素和碳元素分子级均匀分散的特征,以硅改性树脂为涂层原料,在泡沫碳化硅陶瓷表面原位生成了多孔碳化硅活性涂层。在加入适量活性炭颗粒的条件下,在泡沫碳化硅陶瓷表面得到了性能良好的纳米碳化硅涂层,适合作为催化剂载体。相反,在没有活性炭颗粒加入的情况下,所得涂层龟裂、结合强度低,且碳化硅团聚成片,比表面积小。

消失模铸造生产行星齿轮支架工艺

以消失模铸造法生产球铁件行星齿轮支架为例,介绍了消失模铸造法的工艺过程和工艺参数。采用EPS泡沫材料,经预发泡,熟化,成型发泡,浸涂料,烘干等工序制成浇注模样。与传统工艺相比,消失模铸造法具有铸件表面精度高,组织结构好,生产成本低,生产环境更清洁等优点。

隔振支承系统动力学试验与辨识

通过对聚氨酯泡沫塑料的动力学特性进行试验和理论研究 ,发现聚氨酯泡沫塑料在不同频率与不同振幅作用下其隔振力与位移呈现出典型的迟滞非线性 ,而且系统的动刚度是频率的非线性函数 ,与振幅基本无关 ;阻尼是振幅、速度、频率以及位移的非线性函数。在此基础上本文提出了描述隔振支承系统的动力学方程 ,并进行了参数辩识。计算与试验比较 ,吻合较好。

减震初期支护用钢纤维泡沫混凝土材料性能优化

为提高泡沫混凝土的强度,制备三因素四水平正交配合比的钢纤维泡沫混凝土试块;通过孔隙率测定试验和单轴抗压试验,分析并推导分别考虑试块材料的原生孔隙率和泡沫孔隙率对其相对抗压强度影响的关系式;通过劈裂抗拉试验,分析并归纳试块材料的抗压强度和钢纤维体积率对试块材料抗拉强度影响的关系式;通过扫描电镜试验,发现试块材料的原生孔隙与泡沫孔隙的形态差异;通过三维复合式衬砌隧道模型在典型地震波荷载作用下的最大主应力模拟分析,对钢纤维泡沫混凝土初期支护的减震性能进行测试。结果表明:当总孔隙率一定时,相对抗压强度随泡沫孔隙率增大而减小,但随原生孔隙率的增大而增大;钢纤维泡沫混凝土的抗拉强度与其抗压强度和钢纤维体积率呈正比例线性关系;原生孔隙和泡沫孔隙对抗压强度的影响程度不同,须分类考虑二者对抗压强度的影响;水胶比为0.35、密度为1550 kg·m^(-3)、纤维体积率在0.9%~1%之间、水泥硅灰质量比为6∶4~9∶1之间的混合料可满足初期支护强度要求;钢纤维泡沫混凝土初期支护相比普通初期支护,减震率在26.1%~42.8%之间。

矿用缓冲吸能装置的优化与实验

为解决巷道液压支架让位吸能缓冲效果差的问题,通过结构分析以及相似计算的方法对缓冲装置进行了结构上的优化,将原有结构的卡销式改为卡箍式,降低了弹簧卡销部分占比空间,提高了液压立柱底座空间利用率。将单一刚体提供的支撑力改为内部填充泡沫材料作为吸能材料与刚体相结合来提供支撑力,分析了优化前后两装置的吸能效果,并且进行了3组实验来验证优化前后两装置载荷随位移变化的情况。理论分析表明:装置卡箍打开过程吸能量比原装置增加了3.9%;填充泡沫材料之后,吸能量增加了33.3%;总吸能量提高了22.6%,通过数据分析可见吸能效果与缓冲性能得到了明显地提高。研究分析表明:优化后装置初撑力明显增大,达到初撑力位移基本处于0.5 cm处,且波动稳定更加满足工程需要;卡箍打开过程吸能量增加了4.3%;泡沫材料吸能量增加了30.5%;总吸能量增加了21.2%;平稳阶段载荷波动系数下降9.3%;缓冲效果冲量提高21.6%;最大载荷波动值下降一半以上。优化之后缓冲装置所受冲击载荷大部分可作用于吸能材料,并且吸能材料可以方便地取出更换。相对于原装置提高了装置的使用寿命。吸能缓冲装置与填充材料组成的刚-柔耦合支护体系可有效增强立柱抗冲击能力,在一定程度上降低冲击地压事故造成的各种损失。

掘进巷道过断层漏顶区域的施工工艺研究

清水营煤矿岩体节理与裂隙发育,富水性较好,属于典型的"三软"煤层。工作面推进过程中顶板易碎、易冒;煤层开采中,软岩巷道稳定性控制与支护问题,严重制约了该矿井的安全生产。该矿在掘进巷道过断层时,发生突发性漏顶事故,致使巷道停掘。在分析了研究区岩性、构造、地球物理特征以及煤岩的物理力学参数的基础上,针对现场地质条件变化先后采取了两套施工方案对漏顶区进行加固。最终依靠方案二获得了成功,即采用对掘进迎头冒顶区采用水泥、水玻璃浆液加固冒顶区,并对冒空区采用马丽散泡沫充填。施工完成后从迎头退后36m起底,由冒顶区下部通过。现场实践证明,方案二具备安全性与经济性,可为"三软"条件下的巷道开采系统设计、岩层控制、安全回采提供地质保障与技术支持。

泡沫切割丝支承结构和引电结构设计

分析了当前泡沫制品切割设备的不足。根据机械结构设计原理,以提高切割自由度为设计目标,用铜管和电木作主要支承件,研制出弓架式切割丝支承体。改变了切割泡沫的单一方式,增加了泡沫体表面的内外槽切割功能和不规则曲面切割功能。减小了切割丝热变形现象,扩展了泡沫产品的成形种类。

在泡沫碳化硅载体上自转化合成silicalite-1型沸石晶体

以泡沫碳化硅载体内的残余硅为硅源,在泡沫碳化硅载体上自转化合成silicalite-1型沸石晶体.用残余硅含量为16.7%的泡沫碳化硅作为载体,可制备出负载均匀、耐热性好、抗热冲击、比表面积为36 m^2g^(-1)的silicalite-1型沸石晶体/泡沫碳化硅复合材料.研究了泡沫碳化硅载体的残余硅含量和水热合成溶液的组成等因素对沸石晶体的自转化合成及其形貌的影响.结果表明,泡沫碳化硅载体中的残余硅含量是影响沸石晶体层结晶的关键因素.当载体中硅的含量过低时,溶液中的硅酸根浓度过低,不具备形成沸石晶体的条件;而当载体中硅的含量过高时,溶液中的硅酸根浓度过高,沸石晶体优先在残余硅的表面形核,随着这些硅的溶解,在其上形成的沸石晶体也随之脱落.增加模板剂的含量可促进沸石晶体形核,从而使沸石晶体的尺寸变小.

基于正交实验和最小二乘支持向量机的泡沫复合体系配方预测研究

将正交实验与最小二乘支持向量机结合,形成复合预测新方法,以泡沫复合体系配方为研究对象,将聚合物和表面活性剂等影响因素进行综合考虑,对影响因素的定量化评价、实验步骤和预测方法进行详细说明。应用实例表明,该方法能较为全面的反映泡沫复合体系配方的影响因素,避免历史数据中的不确定因素所带来的干扰,有效的解决预测模型的选择、非线性、维数灾难和计算时间长等问题。

Ag/Ni foam电极的制备及其电催化性能的研究

本文利用恒电流电沉积法直接将银粒子沉积到泡沫镍(Ni foam)基体表面,制得Ag/Ni foam电极,同时研究了Ag/Ni foam电极催化肼电氧化性能。结果表明,在含有20.0 mmol·L^(-1)肼的1.0 mol·L^(-1)KOH溶液中,Ag/Ni foam电极上肼的氧化峰电位为-0.34 V,氧化峰电流密度可达46 mA·cm^(-2)。

CO2气氛下MCF负载氧化钒催化剂上乙苯脱氢反应(英文)

以介孔氧化硅泡沫MCF为载体合成了一系列负载型氧化钒催化剂(V含量为2%～10%).采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原对V/MCF催化剂的结构和织构性质进行了表征,并评价了催化剂在CO2气氛下的乙苯脱氢性能.V/MCF催化剂具有较高的乙苯脱氢活性,其中V含量为6%的催化剂具有最高的反应活性.V/MCF催化剂的乙苯脱氢活性显著高于V/MCM-41,这是由于前者具有较高的可还原性以及较好的扩散性能.CO2气氛下的乙苯转化率明显高于N2气氛下的,这归因于CO2与乙苯发生氧化脱氢,并通过逆水煤气变换反应在线除去脱氢反应生成的氢.

两种汽车翻转支架消失模模具的设计与制作

介绍了2种用于蒸压成型机上压制泡沫模样的汽车翻转支架小型铸件消失模模具的结构优化设计特点。对消失模模具设计中的泡沫模样分模方案、模块分模结构、及其镶块与活块的优化设计和方案优选作了较详细的评述。