制备条件对MXene形貌、 结构与电化学性能的影响

以Ti₃AlC₂为原料, 采用LiF+HCl一步刻蚀-插层制备Ti₃C₂T_x, 进一步通过超声处理得到单层或少层的MXene. 利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)和电化学测试对样品的结构、 形貌和电化学性能进行了研究. 通过改变刻蚀剂的比例及超声剥离时间, 研究了不同刻蚀条件和剥离条件对二维晶体Ti₃C₂T_x的形貌、 结构和电化学性能的影响. 结果表明, 制备条件对MXene的片层结构和性能具有较大的影响. 当HCl浓度为6 mol/L, LiF与Ti₃AlC₂的摩尔比为7.5, 超声时间为1 h时, 所得MXene具有较小的晶格常数和较大的片层尺寸, 片层尺寸可达1 μm, 具有较多的表面含氧官能团, 电化学性能最佳, 在0.5 A/g的电流密度下, 质量比容量达到342 F/g, 当电流密度提高至20 A/g时, 质量比容量仍可保持244 F/g, 在1 A/g电流密度下循环10000周后, 容量仍能保留87%左右, 表现出较好的倍率性能与循环稳定性.     

含聚醚链段聚酰亚胺膜的制备及气体分离性能

利用均苯四甲酸二酐（PMDA）与4,4’-二氨基二苯醚（ODA）和聚醚胺（PPO, Mn～2000）共聚合,合成聚酰胺酸前驱体,经热处理得到一系列含PPO链段的聚酰亚胺薄膜.研究了PPO链段的引入对薄膜结构及气体分离性能的影响.结果表明,在芳香族聚酰亚胺中引入柔性链段PPO有利于气体分子的传输.得益于PPO链段在分离膜内部形成的微相分离结构,气体分子在分离膜内的扩散系数随PPO含量的增加显著提升.当PPO含量为65 wt%时,PPO链段在分离膜内仍呈现非晶相,CO₂渗透系数高达131.61 Barrer,比PMDA/ODA均聚聚酰亚胺薄膜提高22倍.同时,得益于聚醚链段对CO₂独特的亲和作用,随着PPO含量的提高,分离膜对CO₂/N₂的分离系数由18.77提高至30.12.结果表明PPO链段的引入对于调控聚酰亚胺膜的结构和气体分离性能具有重要作用.     

Rejuvenation in Hot-Drawn Micrometer Metallic Glassy Wires

We report an enhanced rejuvenation in hot-drawn micrometer metallic glassy wires(MG wires)with the size reduction.Compared to metallic glasses(MGs)in bulk form,the modulus and hardness for the micro-scale MG wires,tested by nanoindentation methods,are much lower and decrease with the decreasing size,with a maximum decrease of〜26%in modulus and^17%in hardness.This pronounced rejuvenation is evidenced by the larger sub-Tg relaxation enthalpy of the MG wires.The pronounced rejuvenation is physically related to the higher energy state induced by a combined effect of severely thermomechanical shearing and freezing the shear How into a constrained small-volume region.Our results reveal that the internal states and properties of MGs can be dramatically changed by a proper modulation of temperature,flow stress and size.     

一维链状配位聚合物乙醇合二丁基锡-3,5-二硝基-2-氧苯甲酸酯的合成、结构和性质

利用二丁基氧化锡和3,5-二硝基水杨酸在苯-乙醇中反应合成了新配合物乙醇合二丁基锡3,5-二硝基-2-氧苯甲酸酯(n-C4H9)2Sn(2-O-3,5-(NO2)2C6H2COO)(C2H5OH)(1),通过元素分析、IR、1H NMR和X-射线单晶衍射表征了其结构。化合物1属单斜晶系,P21/c空间群,a=1.363 33(10)nm,b=1.861 90(14)nm,c=0.841 51(6)nm,β=93.311(1)°,Z=4,V=2.132 5(3)nm3,R1=0.033 6,wR2=0.090 0。该化合物为由羧基桥联配位和分子间氢键形成的新型一维链状有机锡配合物,锡原子具有六配位[SnC2O4]畸变八面体构型。化合物1对2种人癌细胞A549和CoLo205增殖均有强的抑制作用,对乙酰乙酸乙酯与醇的酯交换反应具有高选择性和良好的催化活性。     

非晶合金剪切带动力学行为研究

剪切带是一种材料塑性变形高度局域化的变形模式,广泛存在于非晶体系的形变中,控制着这些无序体系失稳、灾难性断裂行为.传统的非晶体系如岩石,胶体,玻璃和聚合物等因较差的力学性能以及过于复杂的结构而不利于剪切带的实验研究.近几十年来,非晶合金的出现极大丰富了剪切带的研究,推进了对剪切带的认识.通过大量非晶合金中剪切带的实验和理论研究,人们发现剪切带行为具有空间不均匀性和时间不连续性的特征,表现出复杂的动力学特征,和自然界以及物理系统中许多复杂体系的动力学行为相似.同时,剪切带的性质尤其是其动力学行为对非晶合金的宏观力学行为和性能有重要的影响,对理解这类材料的微观变形机理也起着重要的作用.本文结合团队近年来在非晶合金剪切带行为方面的研究结果,对剪切带的运动行为和物理机制进行介绍,包剪切带间歇性运动行为、以及间歇性运动在表征其动力学性质中的作用以及物理机制,以及剪切带的自组织临界行为、物理机制等.最后对非晶合金剪切带行为研究中亟需解决的问题进行了总结和展望.     

含锡易切削钢的初步研究

以金属锡和锡矿粉替代铅,研制了一种新型含锡的易切削钢,并进行了切削和力性测试.结果表明,在一定含量范围内,锡能明显改善钢的易切削性能,对力学性能无不利影响.用扫描电镜和能谱对钢中的夹杂物和断口进行了观察和鉴定,表明在晶界及夹杂物附近锡有较大程度的偏聚.     

铝锂合金材料的极限应变率软化特性研究

通过系列准静态与动态力学实验得到了铝锂合金材料的基本力学参数。证实了该种材料具有独特的应变率软化特性 ,并揭示了材料应变率软化效应的极限性特征 ,提出了极限应变率软化材料的概念 ,从而对突加载荷下粘塑性材料中也会出现双波结构的现象给出了合理的解释。为便于实际应用 ,还对实验得到的材料应力 应变曲线进行了拟合 ,提出了一种便于实际应用的材料本构关系的具体形式 ,即双幂次应变硬化 极限幂次应变率软化本构关系。     

三维固体中冲击波突跃条件的某些问题

以一般的力学守恒定律为基础,分别导出了三维固体中冲击波突跃条件的Euler表述和Lagrange表述,并对各突跃条件的含义和相互关系特别是质量守恒条件和位移连续条件的关系进行了讨论．同时对三维固体冲击波的冲击响应曲线即广义Hugoniot曲线进行了分析,为三维固体冲击波耦合特性的研究奠定了基础．