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- 2019
- A. 纳米复合材料 A. 木材 B. 紫外线屏蔽 B. 红外热屏蔽
- 材料科学与工程
- Northeast Forestry University
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不同掺杂比例单壁碳纳米管及外电场对向列相液晶三阶非线性光学性能的改善
摘要: 在本研究中,室温下将单壁碳纳米管(SWCNTs)以不同浓度(0-1%重量比)掺杂入向列相液晶(NLC),用于研究E5CN7@CNT单元的三阶非线性光学(NLO)特性。通过Z扫描技术测定了非线性极化率、非线性折射(NLR)和非线性吸收(NLA)等三阶非线性参数,实验采用波长632.8 nm的连续波(CW)氦氖激光器。向共晶单轴NLC(E5CN7)中掺杂SWCNTs可增强三阶非线性极化率??(3),从而提升复合体系的非线性特性。研究发现:当CNTs浓度较低(c<0.75%重量比)时,三阶非线性极化率增大;但在0.5<c<1%重量比浓度区间,该极化率反而降低。观测到的负值NLR指数表明E5CN7@CNT呈现自散焦型光学非线性,其负号NLA对应双光子吸收(TPA)行为。外加电场会增强样品分子的重新取向,进而提高非线性效应。
关键词: 复合材料,向列相液晶,碳纳米管,三阶非线性极化率,非线性光学,电场,Z扫描法
更新于2025-09-10 09:29:36
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TiO?/碳纳米管改性光催化膜在水包油乳液净化中的优势
摘要: 为有效净化含乳化油污染水体,必须采用膜过滤等深度处理方法——该方法能去除宏观乃至纳米级油滴,但膜污染仍是制约经济应用的主要难题,因此减缓污染是膜分离技术发展的关键环节。本研究制备了纯TiO?及TiO?/碳纳米管(CNT)复合改性PVDF膜用于油水乳液净化,对比了不同纳米材料修饰与未修饰PVDF膜的通量表现、可逆/不可逆过滤阻力、污染模型、过滤效率及光催化活性。单独使用TiO?或CNT涂层均显著降低总过滤阻力,而两者复合(含1wt% CNT的TiO?)实现了迄今最高的通量与最低的阻力,同时复合材料的增强型光催化效率也得以实现。据我们所知,本研究首次证实了TiO?与CNT纳米材料组合在油水乳液膜分离领域的增效作用。
关键词: 膜、二氧化钛、水包油乳液、增强通量、碳纳米管、复合材料
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于BFO-石墨烯复合电极的超级电容器功率性能
摘要: 在本研究中,我们考察了BiFeO3-石墨烯复合材料作为超级电容器电极材料在高功率应用中的电化学性能。该复合材料通过滴涂法涂覆在不锈钢基底上。超级电容器器件采用双电极构型,两电极间填充1M Na2SO4水系电解液。通过循环伏安曲线和恒流充放电过程测定其电化学性能。结果表明,BFO-石墨烯复合电极制成的超级电容器可输出18.75 kW/kg的功率,同时保持1.9 Wh/kg的能量密度。这些数值与文献报道值相当。采用扫描电子显微镜表征了电极的表面形貌,并利用X射线衍射对电极进行了结构分析。
关键词: 石墨烯、铁酸铋、超级电容器、复合材料
更新于2025-09-10 09:29:36
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g-C3N4/SrTiO3异质结的合成、表征及其对有机污染物降解的光催化活性
摘要: 钙钛矿结构的SrTiO3(STO)和石墨相氮化碳(g-C3N4,CN)因其独特性能在光催化技术领域备受关注,但也存在一定缺陷。当前光催化领域的主要趋势是开发能结合单一半导体特性并增强电荷分离的复合光催化剂。本研究采用超声混合法制备了不同比例(10%、20%、30%、40%和50% g-C3N4)的SrTiO3/g-C3N4(CNSTO)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2孔隙度分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(DRS)和动态光散射(DLS)进行表征。成功将STO球形颗粒负载于g-C3N4平面形成异质结复合材料。以模拟太阳光(SSL)照射下亚甲基蓝(MB)染料降解为探针反应(符合一级动力学),测得光催化活性顺序为:20CNSTO > 30CNSTO > 40CNSTO > 50CNSTO ≈ 10CNSTO,该趋势与荧光光谱测定的?OH自由基量一致。通过捕获剂实验提出Z型机理阐释MB增强降解机制。最终材料展现出优异的稳定性和重复使用性,表明此类复合材料在太阳光照射下的光催化处理中具有重要应用潜力。
关键词: 复合材料、异质结、Z型结构、g-C3N4/SrTiO3、光催化
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有时空调制的谐振弹性超材料的动态均匀化
摘要: 我们提出了一种遵循FE2方法理念的变分多尺度策略,用于模拟具有时空调制特性的共振弹性超材料的实时演化过程。所采用的隐式时间离散化方法保证了数值解的稳定性,其精度通过与直接数值模拟结果的直接对比进行量化。研究结果表明,即使当动态材料特性在等于宏观网格尺寸的长度尺度上发生剧烈变化,或在量级与外部激励相当的时间尺度上变化时,该方法仍展现出卓越的精度。我们进一步提出一种基于其实时响应来识别这些超材料带隙结构的策略。该方法的正确性已通过频域内的经典单胞分析,在空间周期、时间不变系统中得到验证。
关键词: 粗?;?、惯性效应、复合材料、FE2方法
更新于2025-09-10 09:29:36
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使用碘来提高X射线断层扫描的相位定量效果
摘要: X射线计算机断层扫描(CT)已被用于量化胶凝材料中的孔隙结构和裂缝特征。然而,重建图像体积中水化产物相似的对比度(灰度值)限制了这些相的量化能力,这仍是进一步发挥该实验方法影响的重要需求。本研究的目标是通过引入对比剂来提高对波特兰水泥中四种主要水化产物(C-S-H、氢氧化钙(CH)、单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和钙矾石(AFt))的分割能力,从而提升合成水化产物的量化能力。为通过X射线CT进行研究,合成了纯C-S-H、CH和AFt,以及含碘对比剂的纯AFm和改性AFm。利用同步辐射设施的多能量扫描来分离各个相。使用碘作为对比剂实现了对四种主要水化产物的准确量化。
关键词: 复合材料(E)、水化产物(B)、图像分析(B)、X射线断层扫描、水泥(D)
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用微编织技术优化光纤以实现结构健康监测
摘要: 结构健康监测是一个快速发展的领域,通过适当的数据处理和解读来评估飞机、建筑、桥梁、风力涡轮机、管道、汽车等各类结构的状况。本文提出了一种优化传统光纤用于结构健康监测的新技术,通过微编织工艺提升其机械性能并改善制造过程中的操作性。研究通过单轴拉伸试验对比分析了微编织光纤与传统光纤的拉伸特性。实验结果表明,与普通光纤相比,微编织光纤在断裂应变方面提升了85%。此外,还通过微粘接测试比较了光纤与微编织光纤编织纱线的界面剪切强度。另外,采用三点弯曲试验研究了复合结构中嵌入微编织光纤和传统光纤的效果。总体而言,复合材料的力学性能未受微编织光纤存在的影响。本文还将讨论微编织光纤在结构健康监测中的工艺流程及其优势。
关键词: 编织角、微编织光纤、结构健康监测、复合材料、常规光纤
更新于2025-09-10 09:29:36
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《AIP会议录》[作者 第六届生产、能源与可靠性国际会议2018:世界工程科技大会(ESTCON)-马来西亚吉隆坡(2018年8月13-14日)] - 碳点的水热合成及其发光特性
摘要: 研究了以葡萄糖、柠檬酸、桦树皮烟灰、越橘、蓝莓、红加仑和黑鸟樱桃等为前驱体,通过外加热的水热法合成碳点。对这些碳点在不同激发波长下的光致发光特性进行了测试。结果表明,随着激发波长的增加,发光光谱强度峰会发生位移。这一现象为开发由碳点、淀粉和环氧树脂组成的复合材料提供了新思路,该材料能将蓝光LED转化为绿光。
关键词: 复合材料、发光光谱、水热合成、碳点、光致发光
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有增强光催化活性的Bi2S3/2D-Bi2WO6复合材料的合成
摘要: 通过离子交换法制备了由二维Bi2WO6与Bi2S3纳米颗粒复合而成的Bi2S3/2D-Bi2WO6复合材料。通过改变硫代乙酰胺(TAA)的用量可调控Bi2S3纳米颗粒的质量比。在该复合材料中,Bi2S3纳米颗粒分散于Bi2WO6纳米片表面。以可见光下光降解罗丹明B(RhB)评估其光催化活性:经5小时可见光照射后,BWS-2样品几乎完全降解了RhB,而Bi2WO6纳米片仅降解67%。光学和电化学测试表明,该复合材料具有更长的载流子寿命、更高的载流子分离效率及更低的载流子复合效率,这些特性赋予其优异的光催化性能。
关键词: Bi2S3/2D-Bi2WO6、离子交换法、光催化活性、可见光、复合材料
更新于2025-09-10 09:29:36
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热处理对Ba<sub>1.5</sub>Sr<sub>0.5</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>5</sub>复合材料的晶体结构、电导率及表面特性的影响
摘要: 采用粉末冶金技术合成了Ba1.5Sr0.5Fe2O5复合材料。该材料由BaCO3、SrCO3和Fe2O3原料按特定重量比制备而成。三种原料在800°C、900°C和1000°C下经5小时热处理通过粉末冶金法合成。所有样品均通过X射线衍射(XRD)分析晶体结构和晶粒尺寸,LCR仪测定导电性,扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的形貌。相分析结果表明该复合材料包含BaO2、SrO2和Fe2O3等少量次要相。随着烧结温度升高,Ba1.5Sr0.5Fe2O5复合材料的晶粒尺寸减小而晶体应变增大,其晶粒尺寸范围为3.55纳米至7.23纳米,应变值介于8.47%至3.90%之间。电导率测试显示该复合材料的导电性随烧结温度升高而降低,同时随频率增加而升高,电导率范围为6.619×10?? S/cm至65.659×10?? S/cm。能谱(EDS)分析表明主要元素组成与相分析结果高度吻合。
关键词: 表面,Ba1.5Sr0.5Fe2O5,导电性,复合材料,X射线衍射
更新于2025-09-10 09:29:36