石墨相氮化碳纳米管的合成及光催化产氢性能

通过硬模板法,采用氰胺前驱物和二氧化硅纳米管(SiO₂-NTs)模板,合成石墨相氮化碳纳米管(CN-NTs)光催化剂。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、氮气吸附/脱附测试、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱、热重分析(TGA)等手段对CN-NTs催化剂的结构与性能进行表征。结果表明,CN-NTs的化学组成是石墨相氮化碳(g-C₃N₄),形貌为均匀的纳米管,且是介孔材料。与体相氮化碳(B-CN)和介孔石墨相氮化碳(mpg-CN)相比,CN-NTs的光吸收带边蓝移到440 nm,荧光发射谱的峰强减弱。在可见光(λ>420 nm)照射下,CN-NTs具有较高的光催化分解水活性,产氢速率为58 μmol/h,且表现出良好的光催化活性稳定性和化学结构稳定性。研究结果表明纳米管状结构能有效促进g-C₃N₄半导体激子解离,提高光生电子-空穴的分离效率,进而显著优化g-C₃N₄的光催化产氢性能。     

基于代理模型和等效刚度模型的加筋柱壳混合优化设计

针对轴压作用下的加筋柱壳后屈曲性能优化计算较大的问题,本文提出了一种基于代理模型和等效刚度模型的混合优化策略,即运用基于等效刚度的平铺模型进行有限元后屈曲分析以代替试验设计中大量的精细加筋模型分析,并通过控制等效模型的单元尺寸来调整其分析精度,而等效刚度模型计算时长仅约为精细加筋模型的1/3。对构建的代理模型采用多岛遗传算法进行极限承载力等约束下的轻量化设计,调用精细模型有限元后屈曲分析对代理模型进行更新,从而保证代理模型的拟合精度并得到优化解。工程算例结果表明,本文提出的混合优化方法,使加筋柱壳结构在满足承载力情况下减重效果明显。     

交流阻抗法研究苯酚在Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极上的电化学行为

采用溶胶-凝胶法合成Sb3+,Ce3+掺杂SnO2胶体前驱体,分别经XC-72R碳黑吸附后制备出一系列碳载氧化物复合电催化剂.利用电化学交流阻抗法(EIS)测试Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极的交流阻抗值及随电位和不同苯酚浓度的变化情况.实验结果表明,随着施加在工作电极的电位升高,苯酚氧化的阻力减小;苯酚浓度越大,钝化膜越厚,苯酚氧化的阻力越大.     

简谐载荷下嵌入式单壁碳纳米管动态响应的Magnus方法

基于两端固支的弹性梁模型,研究嵌入式单壁碳纳米管在横向简谐载荷作用下的非线性振动问题。利用Galerkin方法对运动微分方程进行近似处理,将原方程从非线性动力学系统转化到二阶动力学系统,对于二阶动力学方程采用Magnus级数方法进行求解。通过数值实验,分析了嵌入式单壁碳纳米管非线性振动幅频特性,根据非线性动力学理论分析了碳纳米管动态响应,结果表明倍周期分岔产生混沌。     

壳聚糖单体溶胶凝胶煅烧合成LiFePO4/C正极

本文以壳聚糖单体为碳源兼凝胶剂,利用溶胶-凝胶煅烧合成了锂离子电池LiFePO₄/C正极材料,使用XRD和SEM对合成的材料进行表征. 用恒电流充放电测试了LiFePO₄/C电极的电化学性能,当壳聚糖单体与LiFePO4摩尔比为1:1.2时,600 ^oC煅烧的LiFePO4/C电极性能最佳,其粒径分布均匀（200 ～ 400 nm）,该电极0.2C倍率放电比容量为155 mAh.g^-1,30周期循环放电比容量仍保持152 mAh.g^-1,库仑效率为97.9 %.     

Nonlinear vibration of embedded single-walled carbon nanotube with geometrical imperfection under harmonic load based on nonlocal Timoshenko beam theory

Based on the nonlocal continuum theory, the nonlinear vibration of an embedded single-walled carbon nanotube (SWCNT) subjected to a harmonic load is investigated. In the present study, the SWCNT is assumed to be a curved beam, which is unlike previous similar work. Firstly, the governing equations of motion are derived by the Hamilton principle, meanwhile, the Galerkin approach is carried out to convert the nonlinear integral-differential equation into a second-order nonlinear ordinary differential equation. Then, the precise integration method based on the local linearzation is appropriately designed for solving the above dynamic equations. Besides, the numerical example is presented, the effects of the nonlocal parameters, the elastic medium constants, the waviness ratios, and the material lengths on the dynamic response are analyzed. The results show that the above mentioned effects have influences on the dynamic behavior of the SWCNT.     

9600kW六轴电力机车转向架构架的静强度分析

大功率交流传动9600kW六轴电力机车用于重载货运牵引,本文一方面参照相关规范和标准,另一方面针对特殊运营、安装等特殊载荷,数值模拟了共计四十种工况,对其转向架构架的静强度进行了分析与讨论.研究所获得的数值结论具有重要的理论意义和工程应用价值,在为该型机车的投产以及相关的设计技术提供重要参考同时,也为大功率重载机车的构架计算的工况选取提供了很好的数值依据.     

大尺寸密闭容器内天然气的爆炸超压场

以天然气体积分数在爆炸下限附近的天然气-空气混合物爆炸超压状态场为着眼点,在大尺寸容器中轴向和径向位置布置压力传感器,实时记录天然气体积分数不同的天然气-空气混合物爆炸后的超压发展过程。经过数据处理发现,在天然气爆炸下限附近,存在3种压力波形式且存在前导冲击波和二次发展形成的燃烧波共存的状态。不同天然气体积分数条件下爆炸压力沿容器轴向和径向发展过程存在明显差异,天然气爆炸径向超压变化不明显,轴向超压的发展趋势更适用于天然气爆炸发展过程的描述。     

考虑形位公差的薄壁筒壳折减因子预测方法研究

缺陷敏感性是薄壁筒壳结构设计所面临的主要问题之一,通常利用折减因子来量化筒壳结构的缺陷敏感性程度。然而现有缺陷敏感性分析方法大多以预测筒壳折减因子下限为目的,未考虑不同形位公差水平对筒壳折减因子的影响。针对此问题,本文提出了一种考虑形位公差的薄壁筒壳折减因子预测方法。该方法基于多点最不利扰动载荷法进行最不利缺陷搜索,获得筒壳不同形位公差下的折减因子下限值,从而确定考虑形位公差的薄壁筒壳折减因子参考值,并利用不完全折减刚度法对计算过程进行加速。算例结果表明本文提出的筒壳折减因子预测方法可在保证安全可靠的前提下,有效提高折减因子预测精度,消除筒壳结构设计过程中不必要的安全裕度,对结构减重有积极意义。未来可基于本方法展开我国新一代航天结构薄壁筒壳折减因子设计规范的研究工作,进一步提高我国航天筒壳结构设计的精细化和轻量化水平。     

水稳定性金属有机框架材料的水吸附性质与应用

金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）因具有高比表面积、高孔隙率以及可调的孔结构及孔内环境,在气体吸附、分离以及催化等方面展现出巨大应用潜力.由于水蒸气广泛存在于空气和各类工业气体中,深入理解MOFs与水蒸气之间相互作用机制,并开发具备高水稳定性以及水蒸气吸附与脱附行为可调的MOFs,不仅具有显著的科学意义,而且对推动MOFs的实际应用具有重要的现实意义.本综述将围绕以下内容展开论述：高水稳定性MOFs的设计规律;MOFs对水蒸气的吸附/脱附行为;吸水MOFs在工业气体干燥、沙漠取水、吸附式热泵以及室内湿度调节等领域的应用.