先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状，对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论，对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析，根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果，综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响，探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

改性活性碳纤维电芬顿降解苯酚废水性能研究

采用微波改性、硝酸改性、磷酸改性及氨水改性等方法改性活性碳纤维(ACF-0),依次标记为ACF-1、ACF-2、ACF-3和ACF-4.以改性前后的活性碳纤维为阴极,电芬顿催化处理苯酚模拟废水,考察不同的改性方法对H2O2生成量、COD去除率、苯酚去除率及其中间产物的影响.结果表明,微波改性活性碳纤维的吸附性能及电催化活性最优,相比未改性活性碳纤维,经微波或酸碱改性后的活性碳纤维反应体系中,H2O2生成量均有所增加.苯酚在各电芬顿催化体系中的去除率大小依次是:ACF-1>ACF-3>ACF-4>ACF-2>ACF-0;COD去除率大小依次是:ACF-1>ACF-4>ACF-3>ACF-2>ACF-0,说明微波及酸碱改性有利于提高活性碳纤维的催化性能.此外,苯酚降解中间产物的生成也会受到改性方法的影响.     

电催化氧化降解大气中甲醛的研究

将有机废气通过高效微孔曝气转移到液相,采用活性碳纤维作为电极,研究不同鼓气速率和不同电压对处理效果的影响.结果表明,本方法适用于低浓度高气量有机废气的处理.在实验范围内,当曝气速率为20L·h-1,外加电压为5V的条件下,处理速率最稳定.     

MnOx/ACF负载型催化剂常温催化氧化二氯甲烷

采用浸渍法在活性碳纤维（ACF）上负载MnO_x制备了MnO_x/ACF催化剂,考察了将其用于常温催化氧化二氯甲烷的活性和稳定性。实验结果表明,MnO_x负载量（质量分数）为9%的9%MnO_x/ACF催化剂活性最高,在反应温度为25 ℃、二氯甲烷质量浓度为600 mg/m³时,反应90 min后9%MnO_x/ACF催化剂对二氯甲烷的去除率达71%。9%MnO_x/ACF催化剂重复使用5次后对二氯甲烷的去除率仍可达57%,具有较好的重复使用性能。催化剂表面的主要元素为C、O和Mn,且Mn主要以Mn⁴⁺形式存在。使用后的催化剂中存在二氯甲烷降解的中间产物甲酸盐和甲氧基物种,说明二氯甲烷已被成功降解。     

电化学微传感器检测水中痕量铜离子

为改善微电极在阳极溶出伏安法检测重金属离子过程中低电流响应和低电催化能力的缺点,提出了一种在碳纤维微电极表面合成还原氧化石墨烯/纳米金材料制得还原氧化石墨烯纳米金修饰碳纤维微电极（rGO/AuNPs CFMEs）的方法.通过SEM表征,所制备的rGO/AuNPs CFMEs具有比表面积高、吸附能力强和催化活性好的特点,因此改性微电极适合作为方波阳极溶出伏安法（SWASV）测定水中铜离子（Cu²⁺）的工作电极.在构建微传感器测试水中痕量铜离子系统后,对pH值、电导率、富集时间和富集电位等检测条件进行了优化.在pH值为4,电导率为36.1S/m,富集时间为360s,富集电位为-1.2V的最佳条件下,铜的线性范围和检出限分别0~1.0μmol/L和2.4nmol/L.此外,微传感器的可重复性、长期稳定性以及选择性也得到了验证.     

CFRP加固混凝土梁不同防火材料保护设计方法北大核心CSCD

碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土结构是目前广泛应用的加固方法之一,但由于CFRP加固构件的耐火性能较差,需进行必要的防火保护。在课题组前期进行的不同防火材料保护的CFRP加固混凝土梁耐火性能试验研究基础上,运用ANSYS有限元分析程序,分别对采取厚型防火涂料、超薄型防火涂料和水泥砂浆作防火保护材料的CFRP加固混凝土梁进行了耐火性能计算分析,结果表明,防火保护层厚度、荷载比、跨高比是影响CFRP加固混凝土梁耐火性能的主要因素,而加固量对耐火性能的影响相对较小。在此基础上,以满足一级耐火极限(≥2.0h)要求的梁跨中挠度限值为标准,根据试验研究及有限元参数分析结果,拟合得到不同防火材料在一级耐火极限要求下的防火保护层厚度计算公式,并给出了3种材料防火保护的合理构造措施,为CFRP加固混凝土梁的防火保护提供了设计方法。     

板缝嵌埋CFRP筋的组合石板受弯性能试验研究

在相邻条石板板缝间嵌埋CFRP筋并填入高强粘结材料,形成了一种新型的组合石板构件。开展了包含三板两缝的组合石板的受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、受弯承载力、变形性能、石材及CFRP筋应变分布。试验结果表明,开裂前各条石板与CFRP筋及嵌缝材料变形一致,协同工作性能良好;达到开裂弯矩后,各条石板在跨中同一位置逐次开裂;开裂后由CFRP筋和嵌缝材料组成的增强带有效防止了石板的塌落。基于试验结果,分析了组合石板开裂前后的不同受力机制。研究成果可为新型组合石板的进一步研究及既有石板楼盖的鉴定加固提供参考。     

醋酸溶胀回收废弃碳纤维增强聚合物基复合材料

针对废弃碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)在机械法回收过程中碳纤维长度和强度损失较高的难题,采用醋酸溶胀法改善CFRP机械加工性能,以降低碳纤维长度和强度损失,提高CFRP机械回收产物再利用价值。结果表明,CFRP中的固化环氧树脂(CEP)能够在醋酸介质中快速溶胀并发生轻微降解。CFRP在140 °C醋酸中浸泡1 h会发生软化现象(树脂溶胀率和降解率分别为78.88%和4.49%),当温度提升至160~220 °C后CFRP会发生分层现象(树脂溶胀率为101.54%~147.00%,降解率为9.08%~14.40%)。这些软化或分层产物易于被机械裁切成细条状、薄片状或其他各种形状。将烘干后的裁切产物或分层产物与适量未固化环氧树脂混合,采用热压法可重新制备CFRP。新制备的CFRP的抗弯强度可达到原始CFRP的47%~89%。本研究结果可为热固性环氧树脂复合材料绿色回收提供参考。     

“二级厌氧-微氧-好氧”组合工艺处理模拟碳纤维生产废水

对模拟碳纤维生产废水进行“厌氧-好氧”静态小试,根据COD的去除效果确定该碳纤维废水的可生化性。采用“二级厌氧-微氧-好氧”组合工艺进行动态中试,考察废水的处理效果及系统的抗冲击性能。试验结果表明：该工艺对碳纤维生产废水的处理效果较好;系统具有厌氧池出水pH增大的特点,且抗冲击能力较强;在厌氧池水温为28~38 ℃、好氧池水温不低于15 ℃、废水流量为100 L/h、进水COD为660 mg/L、进水ρ（氨氮）为4.9 mg/L的条件下,出水COD稳定在50 mg/L以下,ρ（氨氮）稳定在5 mg/L以下,能够满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》的要求。     

载银活性碳纤维对大肠杆菌吸附作用的研究

以大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）为对象，通过细菌吸附实验研究了载银活性碳纤维（ＡＣＦ（Ａｇ））对大肠杆菌的吸附特性．借助扫描电子显微镜（ＳＥＭ）进行细菌分布形态的观察和细菌数量的计算．结果表明，大肠杆菌易分布于ＡＣＦ（Ａｇ）表面的沟槽处；ＡＣＦ（Ａｇ）吸附的细菌数量随银含量、比表面积的增加而增大．此外，细菌吸附量还与ＡＣＦ（Ａｇ）表面银颗粒的大小有关．对吸附细菌的动力学亦进行了研究．