旋转挤出加工制备高性能聚合物管

聚合物管主要用于流体压力输送,要求环向强度高,耐应力开裂性能好,使用寿命长。我们借鉴天然管竹子因竹纤维轴向排列使其轴向破裂易,横向破裂难的结构特点,提出形成偏离轴向的增强相结构可以显著提高聚合物管的性能,自行设计研制了新型的聚合物管旋转挤出装置,通过芯棒和口模独立可调的旋转运动与轴向速度可调的挤出/牵引运动的不同组合,形成与常规挤出不同的应力场,并通过管内外壁双冷技术调控聚合物管中温度场,从而在聚合物管中形成和定构不同层次的偏离轴向排列的增强相结构(如取向分子、串晶、原位成纤诱导形成串晶、外加纤维等),大幅度提高聚合物管的环向强度和耐应力开裂性能,如旋转挤出聚乙烯管形成偏离轴向串晶结构,使其环向拉伸强度和裂纹引发时间分别比常规挤出聚乙烯管提高78%和544%。我们还从理论上分析了旋转挤出中聚合物的流变行为,得到其流动速率数学表达式,阐明旋转挤出形成偏离轴向增强相结构的机理。旋转挤出加工为制备高性能聚合物管提供新设备、新技术、新理论。本文简要总结了我们通过旋转挤出制备高性能聚合物管的一些研究工作。     

CaF2-Al2O3-MgO电渣微结构的原位拉曼光谱及27Al魔角旋转核磁共振研究

运用原位拉曼光谱和 ²⁷Al魔角旋转核磁共振研究了CaF₂-Al₂O₃-MgO电渣重熔渣晶体、 玻璃和熔体的微结构及铝配位数的变化. 利用X射线粉末衍射分析获得该晶体样品中存在的物相, 分别基于密度泛函理论及量子化学从头算分析了S-6530晶体和熔体中相关物相的拉曼振动波数及散射活性, 并对其主要振动模式进行了归属. 结果表明, S-6530晶体中铝主要以六配位形式存在, 并有少量的四、 五配位. 在升温过程中, 其中MgAl₂O₄物相的Al-O多面体由[AlO₆]转变成[AlO₄]与[AlO₅]共存. Al在熔体和玻璃结构中主要以[AlO₄]四面体的形式存在, 其占比高达71.1%, 相较于其晶态, [AlO₅]的占比也增加至28.6%. 基于构建的熔体团簇模型的量子化学从头算表明, [AlO₄]构型倾向于以Q₃, Q₄连接方式为主的层状和架状结构, 而[AlO₅]构型则倾向于单体形式.     

聚环氧乙烷链的微观构象研究

研究了聚环氧乙烷链在三级旋转异构态模型中的微观构象及其三级相互作用对聚环氧乙烷链的持久矢量的影响．计算了聚环氧乙烷链在三级旋转异构态模型中的键段的先验几率．这种方法能计算重复单元极复杂的对称高分子链的先验几率,还能研究不对称高分子链的微观构象,同时导出了三级旋转异构态模型中的持久矢量计算公式．     

高温处理对碳载吡啶钴催化氧还原性能的影响

利用碳黑(Vulcan XC-72R) 中加入硫酸钴和吡啶(Py)作为催化剂前躯体, 经溶剂分散热处理构建了一类新型的高效氧还原CoPy/C复合催化剂. 运用循环伏安法和旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同温度(600~900 ℃)处理CoPy/C催化剂在碱性介质中对氧还原的电催化性能. 结果表明, 热处理能显著提高CoPy/C的催化活性, 活性次序为800 ℃>900 ℃>600 ℃>未处理. 其中800 ℃处理的15%Co25%Py/C(质量分数)复合催化剂表现出最佳的氧还原催化性能, 以其制备的气体扩散电极在3.0 mol/L KOH 电解质溶液(O₂气氛)中的半波电位为-0.069 V(相对于标准可逆氢电极), 起峰电位为0.026 V, 同时表现出明显的极限扩散电流. 利用透射电镜、 能谱分析和X射线衍射技术对催化剂的微观形貌、 颗粒大小和活性位结构的研究结果表明, 所制备的碳黑负载吡啶钴催化剂(15%Co25%Py/C)平均粒径为17 nm, 经800 ℃处理后吡啶结构发生了坍塌, 形成了其它价态的钴氧化合物、 硫化物和单质钴, 并协同吡啶中的氮对氧起催化还原作用. RDE结果表明, O₂在CoPy/C催化剂上的反应动力学主要通过4e^-过程还原成H₂O.     

块定域波函数方法及其应用

提出了块定域波函数方法以定量分析分子内的电子定域现象或分子间的电荷传递效应。对于一个假想的严格定域的分子,我们通过将全部的电子和基轨道配分成几个子空间来构造其相应的波函数。其中每一个分子轨道只对某一个子空间展开,各子空间内的分子轨道相互正交,但不同子空间内的分子轨道间是非正交的。Hartree-Fock波函数和块定域波函数之间的能量之差即为分子内的电子定域能或分子间的电荷传递能。我们应用块定域波函数方法讨论了丁二烯分子中的旋转势垒。     

光电化学反应的催化II.表面覆盖针状铱层对n-TiO2电极上光电化学过程的催化作用

借助于可换盘旋转环盘电极在含Ce[3+]酸性溶液中比较了n-TiO2电极上载多孔铱层前后的竞争光氧化过程,观察到当铱以高度分散的针状多孔透光层在TiO2电极表面分布时能够催化Ce[3+]的光电化学氧化,并据此讨论了催化光电化学反应的基本前题。     

基于遗传进化的聚类分析新方法

提出了一种基于遗传进化策略的聚类分析新方法，将聚类问题转换为实数空间的优化问题．用遗传策略在连续的实数空间寻找最优类中心，既可避免求解组合优化问题，减少计算量，又可避免在优化过程中陷入局部最优．此遗传聚类方法用于对4组实际数据进行硬分类和模糊分类，结果令人满意．     

熔盐相图中间化合物CsCl.MnSO4的预报与合成

在运用化学键参数方法和模式识别或人工神经网络总结互作用三元系形成三元化合物规律的基础上, 预报了Cs^+,Mn^2^+|Cl^-, SO4^2^-系能形成三元化合物CsCl. MnSO4。经实验合成和X射线衍射验证, 上述化合物确实存在, 并测定了CsCl-MnSO4系相图的液相线, 其中间化合物熔点的预报值与实测值基本一致。     

具有物理背景的高维Painleve可积模型

提出了一种求解任意维数非线性模型的“Moebious”变换不变的渐进展开方法，并可同时获得许多新的与原模型有着相同维数的Painleve可积模型，取（2＋1）维Kdv-Burgers(KdVB)方程和Kadomtsev-Petviashvili(KP）方程为具体例子，获得了一些新的具有Painleve性质的高维“Moebiours”变换下不变的方程及模型近似解,顺某些特殊情况下，某些近似解可以成为精确解。     

Non-classical correlation between a single photon and the collective spin excited state of a cold atomic ensemble

We experimentally establish a non-classical correlation between a single Stokes photon and the collective spin excited state of a cold atomic ensemble by using a spontaneous Raman scattering process. The correlation between them can be proved by transferring the spin excited state of the atomic ensemble into an anti-Stokes photon and checking the Cauchy-Schwarz inequality between the Stokes and the anti-Stokes photons. The non-classical correlation can be kept for at least 300 ns.