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中国材料进展
中国材料进展

周廉

月刊

1674-3962

rml@c-nin.com

029-86226599

710016

西安市未央路96号

中国材料进展/Journal Materials ChinaCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
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    石墨相氮化碳的改性及其在光催化中的应用进展

    李俊马丹丹邹雅珺石建稳...
    565-578页
    查看更多>>摘要：石墨相氮化碳(graphitic carbon nitride,g-C3N4)因其独特的电子结构、可见光响应能力以及优异的化学稳定性,被认为是新一代最有发展前景的光催化材料之一.但原始的块体g-C3N4存在比表面积小、电子传导率低、可见光吸收能力有限、光生载流子复合速率快等缺点,极大地限制了它在光催化领域的大规模应用.为了提高g-C3N4的光催化性能并拓展其应用领域,科研人员进行了大量的研究工作并取得了重大进展.针对g-C3N4在光催化领域的研究现状,从分子结构调控、微观结构优化、助催化剂负载、半导体异质结和同质结的构建等方面概述了基于g-C3N4材料的改性方法,介绍了 g-C3N4基材料在光催化分解水产氢、污染物降解、CO2还原、有机合成4个领域的应用,论述了 g-C3N4基材料在光催化领域面临的机遇和挑战,并展望了其应用前景.

    g-C3N4改性方法异质结同质结光催化应用

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    用于VOCs消除的功能材料研究进展

    冯远杨振钰刘雨溪戴洪兴...
    579-592页
    查看更多>>摘要：随着经济快速发展,人类活动产生的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)不仅会破坏大气环境,还会严重危害人体健康.在治理VOCs废气的典型技术中,吸附法、等离子体法、催化燃烧法、光催化氧化法等均具有良好的应用前景.材料性能是影响VOCs治理效率的关键因素,不同的技术原理使材料制备和优化方向存在差异,如吸附法需重视所选材料的孔道结构等与VOCs分子尺寸、性质的关系;等离子体法要强化催化剂与等离子体的协同作用;催化燃烧法涉及材料的氧化还原能力;光催化氧化法则是材料对光能的有效转化能力等.所以,明确各类技术中所用功能材料的改进重点,才能为相关材料的设计提供思路,大幅改善VOCs消除的效率.最后,对用于VOCs消除的材料研发提出了更高要求,包括具有良好抗中毒性能的材料、可协同消除多组分污染物的材料、取长补短的组合技术以及资源化利用技术.

    挥发性有机物吸附等离子体催化燃烧光催化功能材料

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    光热催化还原二氧化碳研究综述

    韩梦丽王建海沈岳松
    593-602页
    查看更多>>摘要：以化石能源为主体的能源消耗不仅造成严重的大气污染,还产生大量的CO2,加剧了气候恶化."减污降碳"成为全球绿色高质量发展的重大战略需求.其中,将CO2催化转化为高附加值碳基化合物成为当前能源与环境领域研究的热点.目前,CO2催化还原的技术主要有热催化、光催化、电催化、光热催化和光电催化等.其中,光热耦合的光驱动光热协同催化技术不但克服了单一光/热催化技术的不足,而且能充分发挥二者的优势,在低(无)能耗的条件下实现高效高选择性催化还原CO2制备碳基化合物,是一种理想的催化还原路径.针对光热催化的分类、机理以及光热催化还原CO2催化剂的优化设计分别做出了概述,并论述了光热催化还原CO2的工业应用以及现存的问题,最后对光热催化还原CO2技术的未来发展进行了展望.

    光热催化CO2还原催化机理优化设计工业化应用

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    整体式催化剂的制备及其催化净化发动机尾气的研究进展

    陈思源高思宇周生冉张春雷...
    603-626页
    查看更多>>摘要：随着世界工业规模的不断扩大以及社会的不断发展,越来越多的发动机应用于工业生产中,但发动机排放的尾气造成的环境污染问题也越来越严峻.如何将发动机尾气污染物消除或净化逐渐成为研究热点.目前,催化净化技术是处理大气污染物最有效、应用最广泛的技术之一.如何将开发的粉体催化剂有效地应用到汽车尾气催化净化器并实现工业化应用,其中最关键的因素是整体式催化剂的研发.介绍了整体式催化剂常用的制备工艺,如溶胶-凝胶法、水热法、浸渍法等,并对相关的制备原理进行了描述;同时,对整体式催化剂催化净化发动机尾气如一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)及炭烟颗粒(PM)等的研究进展进行了详细的介绍;最后,对整体式催化剂在催化净化发动机尾气污染物中存在的问题和未来发展趋势进行了总结和展望.

    整体式催化剂制备工艺发动机尾气催化净化

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    CoCrFeMnNi高熵合金组织与力学性能研究进展

    谢马冲杨坤李来平
    627-636页
    查看更多>>摘要：等原子比CoCrFeMnNi合金是目前研究最为深入的高熵合金之一,具有许多超越传统合金的优异性能,包括良好的室温塑性、稳定的相结构、优异的低温力学性能等,具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景.总结梳理了不同制备工艺下CoCrFeMnNi高熵合金的组织特点,简要讨论了现有制备工艺的优缺点.重点分析论述了该合金的力学性能和变形行为,主要包括各种强化手段对合金力学性能的影响规律,以及合金在高温和低温下的力学性能和变形机制,介绍了合金相稳定性的相关研究进展.最后探讨了限制该合金发展的主要问题,对其未来发展方向进行了展望.

    高熵合金CoCrFeMnNi制备工艺力学性能相稳定性

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    Pd/MoS2花状超结构的制备及其光热催化铃木偶联反应性能研究

    林敏吕函函刘子潇王海风...
    637-643页
    查看更多>>摘要：Pd作为高活性的贵金属催化剂广泛用于铃木偶联反应等有机反应.为提高Pd催化剂对铃木偶联反应的催化性能,采用具有光热效应的MoS2作为载体,设计并制备Pd/MoS2复合纳米催化剂.首先通过水热法合成MoS2花状超结构,该结构由纳米片(片径为200～300 nm,厚度约为7 nm)组装而成.利用还原法在MoS2花状超结构的表面负载Pd纳米颗粒,其直径约为11nm.随后,以Pd/MoS2花状超结构为催化剂研究了激光加热和油浴加热两种条件下的铃木偶联反应效率.随着波长808 nm的激光的强度从1增加到4 W/cm2,激光加热使溶液平衡温度从29.4升高到60.8 ℃,相应的光热催化产率从30.5％提高到86.3％,明显高于油浴加热同等温度下的热催化产率(24.3％～60.4％).当反应温度为40 ℃时,光热催化速率是热催化的1.5倍.综上,Pd/MoS2花状超结构展现了较好的光热催化性能,为设计高活性的铃木偶联反应催化剂提供了新思路.

    二硫化钼纳米片钯纳米颗粒铃木偶联反应光热催化

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    助磨剂及RO相分选对钢渣胶凝活性的影响

    嵇鹰白龙朱刚刘玺...
    644-651页
    查看更多>>摘要：针对钢渣易磨性差、活性低的问题,采用加入助磨剂和RO相分选的方法以降低能耗和提高其活性.通过加入6种助磨剂后对钢渣进行粉磨,探究助磨剂对钢渣粉比表面积、粒度分布、RO相解离度的影响;并对粉磨后的钢渣粉进行RO相分选,研究分选对钢渣RO相含量、活性和水化微观性能的影响.结果表明:助磨剂和RO相分选对钢渣的胶凝活性提高作用明显.助磨剂的加入改善了钢渣粉的粒度分布均匀性,增加了粒径为3～32 μm的颗粒含量,提高了钢渣粉的比表面积和RO相解离度,分选降低了钢渣粉中RO相的含量.助磨剂TD(三异丙醇胺和二乙二醇按质量比1∶1复配)的助磨效果最好且对RO相的解离效果达到最大,分选后钢渣粉中RO相含量降低了 38.58％,钢渣粉掺量为30％时7和28 d活性指数相较于空白组分别提高了 27.32％和21.48％.

    钢渣助磨剂RO相解离活性指数

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    基于机器学习的羰基铁/四氧化三铁复合吸波材料的优化设计

    仲陆祎权斌车仁超陆文聪...
    652-657页
    查看更多>>摘要：吸波材料多为复合材料,在抵御电磁干扰和电磁辐射等方面发挥着重要作用,其磁导率与材料对磁能的储存和消耗以及材料的阻抗匹配有关.以羰基铁/四氧化三铁复合吸波材料为研究对象、6个球磨工艺参数为特征变量,分别运用随机森林回归(random forest regression,RFR)算法和支持向量回归(support vector regression,SVR)算法,构建了磁导率实部积分值和虚部积分值的机器学习模型.通过两步高通量筛选,设计了3个兼顾磁导率实部积分值和虚部积分值的虚拟样本,并对其中一个样本进行了实验验证.结果表明,磁导率实部积分值和虚部积分值的相对预测误差分别为3.14％和-6.56％.该研究方法能够挖掘工艺参数和材料吸波性能之间的关系,加快新材料的研发,为运用机器学习优化设计吸波材料提供了思路.

    吸波材料磁导率实部积分值磁导率虚部积分值机器学习高通量筛选

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    氢键/二硫键协同的室温修复聚氨酯的制备及性能研究

    童永仲潘绍武朱美芳
    658-665页
    查看更多>>摘要：自修复材料作为一类新兴的智能材料,具有广泛的应用前景,然而此类材料难以兼具良好的力学性能与自修复能力.以聚四氢呋喃(PTMEG)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和双(4-羟苯基)二硫醚(4-HD)为扩链剂共同构成硬段,通过两步扩链反应制备了室温自修复聚氨酯(PUHD),并分别研究了单体配比与扩链剂的分子结构对PUHD的力学与自修复性能的影响.结果表明:当R值(R=[IPDI]/[PTMEG])为1.5时,PUHD的综合性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率与韧性分别为7.53 MPa、1447.80％与31.98 MJ/m3.PUHD-1.5具有良好的流变性能,在25与60 ℃下的特征弛豫时间分别为23.45与7.10 min,在25℃下修复6 h,断裂伸长率与拉伸强度的修复效率分别为95.29％和89.95％.扩链剂的分子结构对PUHD的自修复性能有显著影响,弱氢键作用与松散堆积的硬段有利于提高PUHD的自修复性能.

    室温自修复聚氨酯硬段力学性能氢键二硫键

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    亚麻植物纤维与树脂动态润湿及其表面浸润粗糙水平分析

    杨浩邈
    666-672页
    查看更多>>摘要：分析了作为复合材料增强体使用的天然亚麻植物纤维的动态润湿过程,观测了植物纤维及其预浸渍纤维纱线表面形貌,探讨植物纤维与不同液体体系(去离子水,环氧树脂)的润湿特征,并与使用广泛的玻璃纤维动态润湿过程进行比较.基于Wilhelmy法,通过在极低速率下建立纤维与树脂动态润湿系统及浸润力学模型,结合流场函数和表面轮廓中线平均算术偏差粗糙度理论方法,运用方差分析技术提出了定量判断增强体纤维表面固有粗糙水平的新方法.分析探讨了亚麻植物纤维和玻璃纤维与浸润液体的粘附功.结果表明:作为复合材料增强体,亚麻植物纤维表面粗糙因子更大,亚麻植物纤维动态润湿过程润湿力、粘附功较小,同等条件下,相比玻璃纤维具有较差的润湿性能.

    复合材料亚麻纤维动态润湿粗糙水平粘附功

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