煤浆浓度和颗粒分布对煤浆黏度预测的影响

采用神华煤制备煤浆,分析了颗粒粒径比λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体黏度的影响,根据浆体黏度的关联式预测了煤浆的黏度并且与实验结果进行了比较。结果表明,采用双峰分布的颗粒制浆可以有效地降低浆体的黏度,同时可以获得较大的浆体体积分数 。在相同体积分数下,随着颗粒粒径比λ的增加,浆体的黏度迅速下降。当小颗粒体积分数ξ_dp1为35%时,浆体的黏度最小。采用Ouchiyama模型计算浆体的最大体积分数Φ_m与实验值较为吻合,而浆体的本质黏度[μ]基本保持不变。考虑λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体的最大体积分数Φ_m的影响,可以采用单峰分布浆体的黏度关联式预测双峰分布浆体的黏度。     

软粒子力学性能的模拟研究

运用弹性膜理论结合三角网格动力学模型模拟研究了平行板压缩软粒子的过程, 仔细考察了压缩过程中软粒子的形状变化、应力响应、力学松弛和粘弹行为. 模拟结果与已有的实验基本一致.     

氧化石墨的谱学表征及分析

采用改进的Hummers法,通过改变氧化剂用量获得不同氧化程度的氧化石墨,用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)对产物进行结构和谱学特性的表征,并结合数学分析软件对部分红外和拉曼数据进行分峰拟合。结果表明,石墨经氧化后形成了含有C-OH、-COOH和C-O-C等官能团的石墨层间化合物;氧化剂用量较少时,石墨片层插层氧化不完全,产物的结构中仍存在未被氧化的原石墨周期性结构;随着氧化剂用量的增加,氧化石墨产物的XRD图中原石墨(002)衍射峰逐渐消失,结构中含氧官能团的量逐渐增加,产物的亲水性也逐渐增强;通过对红外光谱的拟合发现,氧化石墨样品在3 198 cm^-1附近有一个红外吸收峰,应归属于C-OH中OH的伸缩振动;随着氧化剂用量的增加,所得氧化石墨产物的拉曼光谱中D峰与G峰的强度积分比R(I_D/I_G)逐渐增大,产物结构中sp²平面域的平均尺寸逐渐减小。     

改性炭黑-LaMnO3复合材料的制备及其共价复合效应对氧还原性能的影响

以VulcanXC-72炭黑为载体,通过对炭载体石墨化处理和表面化学修饰,将其与化学沉淀法制备的纳米级LaMnO₃颗粒共混,再经特定温度下煅烧,制备出改性炭黑-LaMnO₃复合材料.X射线光电子能谱和热重分析表明,当煅烧温度在300℃时,炭载体与LaMnO₃纳米颗粒之间形成了大量C-O-M（M=La,Mn）化学键.扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜分析发现,纯相LaMnO₃纳米颗粒主要呈现短棒、三支棒或竹节棒的形貌特征,炭载体则为具有完整石墨层的空心球结构,LaMnO₃均匀分散在炭载体上.在25℃,1mol/LNaOH溶液中的电化学测试结果表明,成分比（LaMnO₃：C）为2：3的复合材料具有很高的氧还原电催化活性,氧还原反应电子数为3.81,中间产物H₂O₂产率为9.5%,其活性接近商业Pt/C催化剂（E-TEK）.高的氧还原电催化活性主要归因于LaMnO₃纳米颗粒与炭载体之间形成了大量共价键.     

AlF3包覆天然石墨负极材料的制备及其电化学性能

以天然石墨为原料,通过机械高速分散设备将天然石墨和AlF₃在液相介质中充分混合,混合液喷雾干燥后获得颗粒形态均匀分散的AlF₃包覆天然石墨（NG）复合负极材料（AF/NG）。一方面AlF₃包覆层有助于在天然石墨表面形成稳定的SEI膜,提升材料的循环稳定性;另一方面AlF₃的引入改善了锂离子在天然石墨内外的迁移与扩散,提升复合材料的倍率性能,0.5C倍率下放电比容量达到278 mAh·g^-1,同等倍率下比未包覆AlF₃样品提高了78 mAh·g^-1。合成工艺简单易管控,适合规模化商业生产。     

弛豫法研究预交联颗粒凝胶的界面扩张流变性质

采用界面张力弛豫方法研究了一种新型聚合物--预交联颗粒凝胶(PPG)的界面流变性质, 考察了电解质及传统直链聚丙烯酰胺与PPG的相互作用对体系界面性质的影响, 计算得到了各体系界面扩张弹性和黏性的全频谱, 并通过归一法计算得到了相应的Cole-Cole图. 结果表明, 随着体相浓度的增加, PPG在界面层中形成网络结构, 界面扩张弹性和黏性大幅增强. 电解质能够中和PPG结构中的电荷, 明显降低扩张弹性和黏性. 直链聚丙烯酰胺与PPG在界面上可能形成更为复杂的结构, 膜的黏弹性由PPG决定.     

气体混合物各组分化学势的Monte Carlo模拟

在则系综测试粒子Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ （ＧＣＭＣ）方法模拟常温下空气（以氮气为代表）及其污染物微量有机物（以苯为例）的混合物中各组分的化学势。模拟中,氮气和苯分子采用ＬＪ球型分子势能模型,采用Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ抽样及周期边界条件。通过模拟并拟合得到了３００．２Ｋ、苯的摩尔分数为０．０６２５,氮气及苯化学势与压力的关联式,以用于狭缝碳孔中该混合物体系的选择性吸附。     

微波种子乳液聚合制备多孔乳胶粒

微波辐照下，通过间歇无皂种子乳液聚合制得聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)复合乳液，将所得复合乳液进行碱／酸分段处理，得到具有多孔结构的乳胶粒。用透射电镜对胶粒形态进行了表征。研究了酸处理初始pH值及酸处理时间对胶粒成孔的影响。     

智能石墨消解–ICP–MS法测定空气PM2.5中的Pb和Cd

建立电感耦合等离子体质谱(ICP–MS)测定空气PM2.5中的Pb和Cd元素的分析方法。采用连续β射线–DHS PM2.5大气颗粒物浓度监测仪采集空气中的PM2.5,以智能石墨消解PM2.5滤膜样品,ICP–MS测定其中的Pb和Cd元素含量。在优化的仪器条件下,元素Pb和Cd标准曲线的线性相关系数均为0.999 9,检出限分别为0.018,0.52ng/m3,满足HJ 657–2013的要求。Pb和Cd的加标回收率分别为95.8%~101.4%,99.3%~104.9%,测定结果的相对标准偏差分别为4.20%和2.38%(n=6)。对滤膜标准样品进行了测定,测定结果与标准值一致。该方法测定结果准确、可靠,可用于测定空气PM2.5中的Pb和Cd。     

恒电位氧化改性石墨毡及其氧还原电极的电化学性能

分别采用循环伏安改性法和恒电位氧化法对石墨毡进行改性处理,并采用循环伏安法对其电化学性能进行研究,实验结果表明,恒电位氧化改性较循环伏安改性的石墨毡有较好的氧还原活性。通过XRD、FTIR、接触角和CV针对恒电位氧化处理石墨毡进行了进一步的测试。测试结果显示,随恒电位氧化时间的增加,石墨毡表面亲水性含氧官能团增加,润湿性增强。恒电位氧化改性处理25 min的石墨毡氧还原峰电位及电流密度分别为~-0.43 V和~0.003 4 mA·cm^-2,显示出很好的电化学催化性能。基于以上结果,恒电位氧化法改性处理能够极大提高石墨毡的氧阴极活性。