钛铁矿制备Fe_3O_4/TiO_2及光催化降解罗丹明B

以价廉易得的钛铁矿为原料,采用溶液法制备Fe_3O_4/TiO_2复合物.对该复合物的晶型、带隙宽度、比表面积及孔径分布等进行表征:产物为由面心立方结构Fe_3O_4和锐钛矿型TiO_2构筑的Fe_3O_4/TiO_2复合物,比表面积为29.26 m~2/g.以罗丹明B溶液的光催化降解为模型反应,研究了Fe_3O_4/TiO_2复合物的光催化性能及循环稳定性,结果表明,该复合物对罗丹明B有较好的催化降解效果,且优于纳米TiO_2;在外磁场作用下,可实现催化剂的分离、回收及再利用;通过磁性分离,催化剂重复利用5次后降解效果仍然达到95%以上.     

Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列的超电容性能研究

作为解决当前能源问题的新型储能设备,超级电容器正在被广泛应用到各个领域。而作为超级电容器核心部分的电极材料的优化成为实验研究的重点。为此,进行了Co-Mn复合杂化纳米阵列的制备以及其超电容性能的探索。通过水热合成法,以泡沫镍为基底材料,将硝酸钴、硝酸锰和尿素按一定比例配好,采用控制单一变量的方法,以反应物的配比、水热温度及水热时间为研究对象进行探索性实验。通过XRD、SEM分析所制备样本的结构和形貌特征,并在电化学工作站对其进行循环伏安测试和充放电测试。研究结果表明:按照实验方案可以制备得到Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列;在90℃、硝酸钴100 mmol·L~(-1)、硝酸锰50 mmol·L~(-1)、水热反应10 h时制备得到的杂化纳米线阵列的超电容性能最好。     

水热法制备微球SrWO_4及其光催化性能的研究

以硝酸锶和钨酸钠为原料、水为介质、通过水热反应合成法制备SrWO_4光催化剂。采用XRD及SEM对钨酸锶的结构和形貌进行表征。用罗丹明B溶液模拟废水研究SrWO_4在酸性条件下(pH值为3)的光降解性能;改变催化剂本身及外界环境的条件(反应温度、前驱液的pH值等),研究在这些影响因素下SrWO_4对罗丹明B溶液的降解效果。结果表明:反应温度为140℃、反应时间为24 h且前驱液pH值为3时合成的钨酸锶对罗丹明B溶液的降解效果最佳,降解率达到90.75%。     

Fe3O4@TiO2壳核结构微球的制备及其光催化性能

以水热法合成的Fe3O4为磁载体,合成了Fe3O4@TiO2磁性光催化剂。使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱(UV-vis)等对样品进行分析表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2均匀地包覆在纳米Fe3O4颗粒表面,形成核壳结构。以Fe3O4@TiO2为光催化剂,降解亚甲基蓝(MB)水溶液,分析了Fe3O4@TiO2的光催化性能,结果表明:紫外光照射下,MB水溶液在15min后降解率约为93%,Fe3O4@TiO2重复利用5次后,MB的降解率仍能达到87%。     

高能球磨法制备铁掺杂TiO_2及其光催化性能研究

本文以P-25TiO_2和Fe_3O_4粉末为前驱体,通过高能球磨法直接合成了Fe掺杂的TiO_2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、透射电镜、紫外-可见光分光光度计等,对样品的相变及结构进行了表征.利用亚甲基蓝系统研究其光催化性能.结果表明:与纯TiO_2相比,Fe掺杂的纳米TiO_2光催化剂的紫外吸收光谱,吸收带边发生了红移,光响应范围拓展到可见光区域;Fe掺杂可以提高TiO_2的光催化性能,其中铁掺杂5mol%的TiO_2对亚甲基蓝的光催化活性最高,降解率达81.6%.     

响应面优化桑叶无花果功能饮料的制备

以桑叶、无花果为主要原料制备功能饮料.通过单因素以及响应面方法优化桑叶无花果功能饮料制备工艺,并测定饮料的理化性质.结果表明功能饮料的最优制备工艺为：桑叶浸提液量为40.70%,无花果浸提液量为44.37%,白砂糖为6.22%,柠檬酸量为0.20%;该功能饮料的pH值为4.03,可溶性物质含量为7.8%,总酸为1.27 g/L,总糖为9 g/100mL.饮料颜色呈棕黄色,明亮清透,酸甜可口,口感绵滑细腻,喉咙清爽舒畅.     

静电纺丝法制备SnO2多孔纳米管及其光催化性能研究

通过静电纺丝法制备了一种氧化锡一维多孔纳米管材料,获得的光催化剂用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见（UV-Vis）漫反射光谱表征,所制备的氧化锡多孔结构纳米管光催化剂表现出紫外光下（λ＜ 400 nm）增强光催化降解甲基橙的性能,光催化活性的增强是因为其巨大的比表面积和较小的晶粒尺寸.这一方法可以用于制备其他类型的一维多孔纳米管材料.     

静电纺丝法制备SnO_2多孔纳米管及其光催化性能研究

通过静电纺丝法制备了一种氧化锡一维多孔纳米管材料,获得的光催化剂用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱表征,所制备的氧化锡多孔结构纳米管光催化剂表现出紫外光下(λ<400 nm)增强光催化降解甲基橙的性能,光催化活性的增强是因为其巨大的比表面积和较小的晶粒尺寸.这一方法可以用于制备其他类型的一维多孔纳米管材料.     

基于响应面法的蓄能器壳体工艺优化

为消除蓄能器壳体在冷挤压过程中的表面皱纹,提高表面质量,降低零件的成型载荷,课题组对原有的工艺方案进行改进,提出了一种新的成型工艺方案。方案的第1道工序为反挤压制胚;第2道冷挤压工序改为温挤压工序进行减径成型,以提高金属在成型过程中的流动性。采用响应面优化法对第2道温挤压工序进行实验分析,并找到最佳的工艺参数,即坯料加热温度为792 ℃、模具预热温度为292 ℃、液压机下压速度为18 mm/s。结合DEFORM数值模拟的结果,进行实际的工艺验证,获得了合格的零件,为同类型零件提供参考,对实际生产实践具有一定的参考意义。     

机油降解菌降解机油的响应面法优化及其动力学研究

从石油烃污染土壤中筛选出一株能够降解机油的菌株ML-1,对其进行ITS测序分析,ML-1被鉴定为硬孔菌属真菌。在单因素实验的基础上采用响应面法中的Box-Behnken设计,研究了pH值、温度和机油初始浓度3个因素对机油生物降解的影响及各因素之间的交互效应,通过响应面法优化得到的最优降解条件为温度为26℃,pH值为7.4,机油浓度为4600mg/L,在最优条件下实际降解率为94.74%。同时,在最优条件下建立动力学模型,ML-1降解机油的过程符合一级动力学模型,其R~2为0.9767,反应速率常数为0.941mg/(L·d~(-1)),半衰期仅为0.74d。     

响应面法优化超声辅助提取凤仙花色素工艺

应用响应面法优化凤仙花色素的提取工艺,在单因素实验的基础上,利用Box-Behnken试验设计原理,考察了液料比、提取温度、提取时间、超声功率等因素对提取效果的影响.结果表明:以超纯水作为提取剂,最佳提取工艺为:液料比为24mL·g-1,提取时间为65min,提取温度为53℃,超声功率为160 W.此条件下得到的凤仙花色素溶液吸光度为0.417,与理论预测值0.422之间误差较小,说明采用响应面法优化凤仙花色素的提取工艺是合理可行的.     

基于响应面法的地震仪调整平台结构优化

为便于实现地震仪调整平台的无人化安装及其水平度的调节,课题组采用响应面法对调整平台进行结构轻量化的设计。在对地震仪调整平台进行静力学分析以及结构参数化基础上,借助参数敏感度分析获得影响其质量、最大等效应力和最大位移形变的关键参数;利用二次多项式响应面法对调整平台进行相关响应面拟合;并采用 MOGA遗传算法全局寻优;对优化前后的调整平台各指标进行对比分析。结果表明：优化后最大等效应力降低41%、薄弱方向的最大位移形变下降56%,同时质量降低了12.8%。该响应面优化设计不仅达到轻量化的效果,又提升了装置刚度和强度。     

基于响应面法的除沙料斗优化研究

料斗作为除沙车最重要一部分,影响着清理积沙的效率。为了增大料斗式除沙车的除沙量及降低最大除沙阻力,对料斗的工作参数进行响应面优化。首先,采用Box-Benhnken设计方法对料斗转速、料斗张角及除沙深度等主要因素进行三因素三水平试验设计;然后,创建关于响应目标的回归模型并进行方差分析;最后,分析各因素交互作用对响应目标的影响,通过响应面法对料斗工作参数加以优化。结果表明,对响应目标影响程度从大到小依次为除沙深度、斗张角与转速;当料斗转速为25 r/min,料斗张角为125°,除沙深度为105 mm时,除沙量达到最优值43.375 7 kg,最大除沙阻力达到最优值335.135 N。该研究可对料斗式除沙车相关设计提供参考。     

前驱体预烧-共沉淀法制备SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)发光粉体及其发光性能

采用助熔剂预烧-共沉淀法制备初始荧光亮度较高的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光粉体,并利用XRD、SEM、PL光谱等表征手段研究了预烧结过程与硼酸掺杂对发光粉体的结构与荧光性能的影响。结果表明:在硼酸摩尔分数为0.3和300℃空气气氛下对前驱体预烧结2 h后,粉体的结晶性能得到改善,其初始荧光强度相对于未预烧的产品,提高了2倍多。初步研究了其发光机理,发现初始强度提高的原因是经过预烧结处理能够在Eu2+周围产生更多的氧缺陷,从而提高了发光中心的发光效率和强度。     

掺铈TiO2光催化剂的制备及其光催化性能

以TiCl4为原料,稀土盐Ce(NO3)3·6H2O为掺杂剂,采用水解法制备了Ce4+掺杂光催化剂,并用TG-DTA、XRD和BET等手段对其进行了表征.以草酸为目标降解物,考察了其光催化性能.结果表明,Ce4+的掺杂增加了TiO2粉体的比表面积,减小了晶粒尺寸;适量Ce4+的掺入,可有效提高催化剂的光催化活性.     

ZnO@Fe3O4多级孔结构的制备及其性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了具有磁性的ZnO@Fe3O4多级孔结构。采用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对ZnO@Fe3O4结构的物相及微观形貌进行分析,采用N2吸附脱附（BET）分析其孔径分布,采用物理测试系统（PPMS）测定了其磁性。结果表明:所制备的ZnO@Fe3O4结构仍属于纤锌矿,颗粒的粒度约20 nm;整个结构的孔径分布范围较广,最大孔径达到了主要集中在20～100 nm范围内,属于多级孔范畴。PPMS测试结果表明制备的多级孔结构具有铁磁性,最大饱和磁矩可达5.18 emu/mg。     

微波合成纳米TiO_2/MnO_2/Fe_2O_3复合材料及其光催化性能研究

将微波加热水解法制备的纳米TiO2/MnO2浸入Fe(OH)3胶体中,加热反应3h,制备了纳米TiO2/MnO2/Fe2O3复合材料.通过XRD,DTA,SEM,US-Vis等方法表征了其结构,并研究了其光催化活性.实验结果表明,纳米TiO2/MnO2/Fe2O3复合材料在UV-Vis光谱上的吸收阈值显著红移;在日光下,该纳米复合材料对有机染料直接湖蓝有很好的降解活性,当日光照射45 min后,对直接湖蓝的降解率可达到98.3%.     

Fe_3O_4@SiO_2-TiO_2磁性介孔复合材料光催化降解亚甲基蓝的性能研究

染料废水处理是水污染治理中非常重要内容之一,针对染料废水带有极高的色度、可生化性差和含"三致"物等特点。本文采用水热法制备复合材料用于染料废水处理。通过XRD、TEM、SBET等表征手段证实制备材料为核-壳Fe3O4@SiO2-TiO2复合材料。将此材料用于染料废水处理,选用亚甲基蓝(Methylene Blue,简称MB)作为染料废水典型目标物,测定催化剂Ti:Si摩尔比、催化剂用量、染料溶液pH值和催化剂重复利用对染料废水降解效果影响。研究结果表明,染料废水浓度为14mg/L,双氧水用量为2mL,催化剂用量为2g/L,脱色90min时,溶液脱色率能达到98.6%。催化剂重复使用4次,其脱色效果仍然保持在90%左右。由此可见,用此方法制备的核-壳材料是比较有效且实用的一种染料废水处理非均相Fenton催化剂。     

稀土Ce掺杂纳米Cr_2O_3粉体的制备及光催化活性研究

氧化铬是工业颜料重要产品之一,超细Cr_2O_3的研究能使其广泛应用于无机颜料、磁性材料、记录材料以及有机合成反应催化剂等方面。稀土Ce元素的掺杂量对纳米Cr_2O_3的物相、微观形貌具有一定的影响,随着Ce掺杂量的增加,纳米Cr_2O_3的结晶度降低,晶粒尺寸变小。但当Ce掺杂量为2. 0%时,纳米Cr_2O_3的微观形貌发生变化,由更加细小的颗粒组装形成,其且颗粒尺寸有所增加;另外,稀土Ce元素的掺杂会使Cr_2O_3晶体发生晶格畸变,增加导带中电子浓度,提高电子和空穴的分离效率,能够有效提高纳米Cr_2O_3的光催化活性,当Ce掺杂量为1. 0%时,纳米Cr2O3的光催化降解效率最佳。     

基于响应面法的报警器上盖注塑工艺优化

为降低某报警器上盖注塑的翘曲变形,课题组在分析不同尺寸浇口的翘曲量和剪切力结果后,选用了较优的13 mm浇口。在此基础上建立了响应面方案,对工艺参数进行优化。选择注塑时间、保压时间和保压压力为优化参数,以翘曲量为响应目标,利用Moldflow进行模拟,结合Design Expert软件对方案结果进行分析,利用回归方程拟合预测值。得到了最优工艺参数为：注塑时间1.5 s,保压时间9.6 s ,保压压力70 MPa。根据最优方案获得了合格的产品,证明了优化结果的可靠性。