超材料复合吸波体的设计与研制

目的研制一种比传统吸波材料雷达波衰减更强、合格频带更宽的新型吸波材料。方法设计超材料谐振单元图案及其组合排列方式,采用丝网印刷工艺在介质基板上制作超材料吸波体,与传统吸波材料复合形成超材料复合吸波体。通过对比分析不同介质基板、谐振单元图案及组合方式、导电炭黑含量对复合吸波体的性能影响规律。结果超材料复合吸波体能实现比传统吸波材料,在12～17 GHz峰值反射率最大降低-20 dB;在2～18 GHz反射率低于-20 dB的带宽拓展17.7%。结论新研制的超材料复合吸波体实现了峰值衰减更强与合格带宽拓宽的研究目的,对未来吸波材料的发展极具研究价值与方向指引。     

吸波结构聚氨酯泡沫基体材料耐老化性能评估试验设计

目的针对吸波结构的基体材料——一种软质聚氨酯泡沫耐老化性能的考核,设计一种环境适应性试验,确定施加的环境应力和产品老化性能的表征参数。方法通过吸波结构的聚氨酯泡沫材料的特征性能参数分析,根据产品应用要求和预试验结果,确定合适的老化性能的主要表征指标,通过多应力水平试验和方差分析,确定采用的主要加速老化环境应力。结果通过预试验与分析认为,吸波结构用聚氨酯泡沫材料耐老化性能可采用断裂伸长率来作表征,由于防水覆膜能很好地阻隔水汽对聚氨酯材料的影响,采用单温度应力便可以来考核其老化性能。结论针对具有防水覆膜的吸波结构用聚氨酯泡沫材料,采用单温度应力作用下的断裂伸长率变化可以对其耐老化性能进行有效评估。     

花状氧化铜催化降解甲苯的性能研究

利用不添加表面活性剂和模板的水热法合成了纳米结构的花状氧化铜。产物通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)进行了表征,并探讨了NaOH浓度和水热反应时间对产物形貌、物相和催化活性的影响。由FE-SEM结果可知制备的CuO的形貌是由纳米片组成的花状结构,NaOH浓度和水热反应时间对产物形貌有影响,NaOH浓度越大反应时间越短,越有益于花状结构的生成;XRD结果可知花状CuO具有单斜晶型,NaOH浓度和水热反应时间不影响产物的晶型;制备的CuO的催化活性通过甲苯在空气中的催化氧化反应来验证,选择性通过CO_2生成率来表示。所制备的纳米结构CuO都展示出良好的催化活性、选择性和使用寿命,表明CuO对减少挥发性有机物具有潜在的应用前景。     

雷达吸波涂层海洋大气环境适用性试验研究

目的 分析一种雷达吸波隐身涂层在海洋大气自然环境下性能的变化规律。方法 对12个月不同阶段涂层的常规物理性能和电性能进行检测,其中常规物理性能包括宏观形貌、金相形貌、微观性能、附着力、抗冲击强度和红外光谱。结果 从宏观形貌看,涂层明度和色差值呈上升趋势,12个月明度增加1.22,色差值增加2.91,颜色向绿色和蓝色发展,失光率先增大、后减小,最大失光率为9个月时的34%。涂层附着力和试验时间呈现非线性关系,6个月时,附着力降低了18%,12个月时增大了24%。涂层在2～18GHz的频率范围内,吸波曲线大体呈“U”形,最低反射率随时间向低频方向偏移。涂层金相形貌、微观性能、抗冲击强度和红外光谱特征总体变化不明显。结论 在1a内,自然海洋大气环境对雷达吸波隐身涂层常规物理性能和电性能产生了一定影响,但在试验时间相对较短情况下,海洋大气环境对涂层老化的影响作用尚未充分显示,需要结合更长周期的试验数据进一步分析。     

武器装备吸波材料及谐振型吸波体设计

从隐身技术的国内外研究动态入手,分析了当前电磁波吸波材料的研究现状和发展方向,对不同种类吸波材料的特性和用途进行了分析和比较。在国内外吸波球体的研究基础之上,对谐振型吸波球体的吸波原理和成形工艺进行了分析。     

一种吸油泡沫材料的吸油性及吸油机理探讨

吸油泡沫作为一种新型吸油材料,其吸油性能在应用于溢油应急处置领域有待系统开发研究。文章通过对该吸油泡沫材料在动静态条件下、不同温度条件下对油类的吸附性能测试,以及对不同形状泡沫吸附油类性能的测试,主要分析了该吸油泡沫吸油性能的宏观影响因素,并进一步结合材料自身的扫描电镜结构、官能团组成等,对该吸油泡沫材料的吸油机理进行初步探讨,以期为其吸油性试验方法提供参考,也为该吸油泡沫材料下一步在溢油应急实践中的应用提供一定的理论依据。     

纳米二氧化钛制备与表征

通过水热反应法合成出了两种纳米二氧化钛粉体材料,通过差热分析、X衍射分析、扫描电镜分析,粉体的平均直径小于100nm,通过光催化试验分析,纳米二氧化钛的光催化性能可以达到47%.     

α-Fe_2O_3的水热合成及其光催化性能研究

文章以硝酸铁、草酸为原料,采用水热反应法成功制备α-Fe2O3。利用X射线粉末衍射(XRD)与激光拉曼光谱(Raman)对产物的物相结构进行表征,并通过紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分析α-Fe2O3光降解甲基橙(MO)溶液来研究其光催化活性。结果表明:在光催化性能测试中,随着光照时间的延长和水热反应时间的延长,α-Fe2O3对MO的降解率不断提高。在180℃下水热反应20 h后,制备的α-Fe2O3具有较高的光催化降解MO活性,其降解率可达71%。     

烧结脱硫灰制备胶凝材料强度影响因素研究

通过正交及单因素试验方法研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣,辅之外加剂,制备生态胶凝材料的可行性。结果表明采用分别预磨钢渣、矿渣及水泥熟料再与经低温煅烧的改性脱硫灰混磨制备的复合生态胶凝材料,具有良好的安定性、水化性能和力学性能;初凝时间、终凝时间合格。正交试验确定了一定比例和掺量的矿渣和钢渣复掺15%改性脱硫灰、15%水泥熟料和0.5%激发剂时胶凝材料的各项性能较好,通过单因素试验对方案进行了优化,用SEM对两组配方的水泥净浆体进行晶形微观分析,验证了不同水化产物在不同龄期对水泥体的强度影响。     

镍铁合金/铁包云母粉复合吸波涂层材料的频散特性

目的探究不同质量分数配比的镍铁合金/铁包云母粉复合吸波涂层材料的频散特性。方法利用扫描电镜(SEM)观察镍铁合金和铁包云母粉的微观形貌,并使用仪器附带的能谱分析仪对样品所选区域的各元素含量进行测量。用矢量网络分析仪研究了不同质量分数下的镍铁合金/石蜡、铁包云母粉/石蜡同轴样品的介电常数与磁导率。用弓形法测试在2~18 GHz频段内镍铁合金和铁包云母粉以不同质量比加入环氧树脂-聚酰胺体系中制备的不同厚度的单层吸波涂层的反射损耗。结果镍铁合金频散特性较好,对电磁波损耗较大,将其作为吸波涂层的填料,减少吸收剂的用量同时降低了涂层的厚度。铁包云母粉的介电常数的实部较低,与自由空间的阻抗匹配较好,拓宽了吸波频带。镍铁合金和铁包云母粉作为填料,以质量分数30%/30%制备厚度1.2 mm的单层吸波涂层,在2~18 GHz其最小反射值达到了-21.8 d B,小于-10 d B的带宽达到10.5 GHz。结论镍铁合金与铁包云母粉以合适质量比复合,制备的吸波涂层材料厚度薄、吸波频带宽。     

Efficient microwave-assisted photocatalytic degradation of endocrine disruptor dimethyl phthalate over composite catalyst ZrOx/ZnO

A highly active ZrOx/ZnO catalyst for microwave-assisted photocatalytic (MW/PC) degradation of endocrine disruptor dimethyl phthalate (DMP) has been prepared via cetyltrimethylammonium assisted hydrothermal method. The ZrOx/ZnO was characterized by XPS, XRD, UV-Vis, BET and SEM techniques. The XPS result showed that Zr oxides with different valences (+2, +3, +4) co-existed in ZrOx/ZnO. By using the ZrOx/ZnO (0.1 g), the TOC removal efficiency of DMP (100 mL of 50 mg/L) was 88% after 30 min reaction, which was about 15% higher than P25 TiO2. It was found that the removal process of DMP by MW/PC followed pseudo first-order kinetics in all cases, and ZrOx/ZnO significantly accelerated the degradation of DMP. The degradation half-life time of DMP was shortened 45% compared with P25 TiO2. A possible catalytic mechanism was proposed based on microwave response and interfacial charge transfer. ZrOx/ZnO could be reused for six times without obvious decrease in catalytic activity. The study offers new insights into designing highly efficient catalysts for MW/PC process and is applicable for MW/PC environmental remediation.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

纳米ZnO光催化剂的制备及性能研究

以Zn(CH3COO)2·H2O和NH4HCO3为原料,以室温固相反应和微波辐射技术相耦合的方法制备出粒径在19nm左右的ZnO光催化剂,同时以活性艳兰KN-R为模拟染料废水考察了所制备纳米ZnO的光催化性能。结果表明,所制备纳米ZnO具有良好的光催化活性,在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率在96%以上,COD的去除率在69%以上。此外,在染料的浓度为30～100mg/L时,ZnO/UV体系光催化降解活性艳兰KN-R符合一级反应动力学模型。     

Study on preparation and microwave absorption property of the core-nanoshell composite materials doped with La

Microwave absorbing material plays a great role in electromagnetic pollution controlling, electromagnetic interference shielding and stealth technology, etc. The core-nanoshell composite materials doped with La were prepared by a solid-state reaction method, which is applied to the electromagnetic wave absorption. The core is magnetic fly-ash hollow cenosphere, and the shell is the nanosized ferrite doped with La. The thermal decomposition process of the sample was investigated by thermogravimetry and differential thermal analysis. The morphology and components of the composite materials were investigated by the X-ray diffraction analysis, the microstructure was observed by scanning electron microscope and transmission electron microscope. The results of vibrating sample magnetometer analysis indicated that the exchange-coupling interaction happens between ferrite of magnetic fly-ash hollow cenosphere and nanosized ferrite coating, which caused outstanding magnetic properties. The microwave absorbing property of the sample was measured by reflectivity far field radar cross section of radar microwave absorbing material with vector network analyzer. The results indicated that the exchange-coupling interaction enhanced magnetic loss of composite materials. Therefore, in the frequency of 5 GHz, the reflection coefficient can achieve -24 dB. It is better than single material and is consistent with requirements of the microwave absorbing material at the low-frequency absorption.     

Study on preparation and microwave absorption property of the core-nanoshell composite materials doped with La

Microwave absorbing material plays a great role in electromagnetic pollution controlling, electromagnetic interference shielding and stealth technology, etc. The core-nanoshell composite materials doped with La were prepared by a solid-state reaction method, which is applied to the electromagnetic wave absorption. The core is magnetic fly-ash hollow cenosphere, and the shell is the nanosized ferrite doped with La. The thermal decomposition process of the sample was investigated by thermogravimetry and differential thermal analysis. The morphology and components of the composite materials were investigated by the X-ray diffraction analysis, the microstructure was observed by scanning electron microscope and transmission electron microscope. The results of vibrating sample magnetometer analysis indicated that the exchange-coupling interaction happens between ferrite of magnetic fly-ash hollow cenosphere and nanosized ferrite coating, which caused outstanding magnetic properties. The microwave absorbing property of the sample was measured by reflectivity far field radar cross section of radar microwave absorbing material with vector network analyzer. The results indicated that the exchange-coupling interaction enhanced magnetic loss of composite materials. Therefore, in the frequency of 5 GHz, the reflection coefficient can achieve ?24 dB. It is better than single material and is consistent with requirements of the microwave absorbing material at the low-frequency absorption.     

Highly efficient reduction of aqueous Cr(VI) with novel ZnO/SnS nanocomposites through the piezoelectric effect

In this work, novel ZnO/SnS nanocomposites were successfully synthesized via a hydrothermal approach, which is developed for piezoelectric catalytic reduction of hexavalent chromium (Cr(VI)) in an aqueous solution. The constructed ZnO/SnS nanocomposites exhibited higher catalytic efficiency for Cr(VI) reduction under a mechanical force (e.g., ultrasonic vibration) compared to pristine ZnO and SnS. In particular, the ZnO/SnS (with 30 wt.% of SnS) heterojunctions revealed an optimal degradation activity among all the prepared samples, which completely removed the Cr(VI) (20 mg/L) solution within 35 min. Moreover, the piezoelectric catalytic activity of ZnO/SnS remained stable after four consecutive cycling experiments. The results of the morphology observations indicated that the SnS nanoparticles adhere to the surface of the ZnO nanorods. The improved piezoelectric catalytic performance of the ZnO/SnS heterojunctions can be attributed to the formation of an intimate interfacial between ZnO and SnS, which effectively inhibits the electron-hole recombination and speeds up the rate of charge transfer. The study reveals a new design of ZnO/SnS heterojunctions as a high-performance and eco-friendly piezoelectric catalyst and provides a promising strategy for addressing environmental problems and energy crises.     

UiO-66/UiO-66-PYDC的制备及其对UO22+吸附性研究

通过水热法合成了两种锆基有机骨架材料,采用XRD、SEM、IR、TG、EDS、BET等技术对材料的结构和形貌进行了表征,并通过静态吸附实验在不同条件下测试所制材料对UO2+2的吸附性能,考察了时间、温度、初始铀浓度、pH、CO2-3对吸附的影响.结果表明:Ui O-66体系对铀酰离子的吸附以化学吸附为主,通过表面的羧基官能团与铀酰离子结合从而达到吸附的目的.此外,本实验中材料的比表面积对吸附的影响不明显.在初始最佳pH为10.5的条件下,通过热力学模型拟合发现,低浓度下Ui O-66拥有更大的吸附量.随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,Ui O-66-PYDC展现出更好的吸附效果.     

新型MIL-100(Fe)基MOFs材料的制备及其对Sr2+的吸附

采用水热法和溶剂热法制备了金属有机骨架材料——MIL-100(Fe)和MIL-100(Fe)-DMA.利用FTIR、XRD、SEM、XPS和N₂吸附/脱附对材料结构进行了表征.通过静态吸附实验,探究了初始Sr²⁺浓度、吸附时间、溶液pH值和不同共存阳离子对材料吸附性能的影响,研究了两种材料对Sr²⁺吸附过程的吸附动力学和吸附等温线模型.表征结果表明:两种材料基本骨架一致,吸附Sr²⁺对材料骨架影响均可忽略;虽然MIL-100(Fe)-DMA比表面积小于MIL-100(Fe),但由于晶粒尺寸小,堆积形成的介孔结构更有利于Sr²⁺的扩散.吸附实验结果表明:随着反应时间和初始Sr²⁺浓度的增加,两种材料对Sr²⁺的吸附量先迅速增大再逐渐达到平衡;随着pH值的增大,两种材料对Sr²⁺的吸附量增大,且碱性条件下吸附效果好;两种材料吸附过程均符合准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型;采用三价铁盐作为铁源以及DMA作为有机溶剂可提高MIL-100(Fe)材料对Sr²⁺的吸附效果.     

AgCl/ZnO/GO光催化降解甲基橙的性能研究

为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO（氧化石墨烯）作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO（甲基橙）为目标污染物,探究其在可见光下的催化降解性能,考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明:①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力,提高了光生电子-空穴产生、分离效率,同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率,因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加,随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势,溶液pH对其降解效果有一定影响,但不显著.③当AgCl/ZnO（二者物质的量的比）为2:1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后,AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%;此外,该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率,显示出良好的稳定性.因此,AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂,在废水净化方面具有良好的应用前景.