有序TiO2纳米管阵列膜材料的研究进展

综述了近年来有序TiO2纳米管阵列薄膜的制备、性质及其在能源、环境、生物组织工程等领域应用的研究进展.     

电解液对生物钛合金表面上纳米多孔层的影响

分别在1%HF+3%HNO_3水溶液和0.25%HN_4F+1%H_2O的乙二醇溶液中电化学阳极氧化Ti-5Zr-3Sn-5Mo-15Nb (TLM)合金(HF、HNO_3、H_2O为体积分数;HN_4F为质量分数,下同),结果在其表面上获得氧化物纳米多孔层.阳极氧化时所用的溶液对纳米多孔层的形貌(孔径、孔长和孔的有序性等)有明显影响.在1%HF+3%HNO_3水溶液中获得异向结构的氧化物纳米多孔层,其拥有较宽范围的孔径,在50～200 nm之间;孔长约500 nm.而在乙二醇溶液中,在不同的氧化电压和时间的条件下,可获得高度有序、垂直的氧化物纳米多孔层,即氧化物纳米管阵列层,管径在80～120 nm之间;管长可达190 μm.在TLM合金表面获得具有大的比表面积、以及几何结构为管状的氧化物纳米多孔层,其在TLM合金与相关的生物材料,如细胞和蛋白作用时,可提供新的作用环境.     

硝酸和草酸混合介质中应用的钛滤管研制

用粒径为38～90μm的钛粉末在1.0～2.0 Pa的成形压力下进行冷等静压成形,而后真空烧结制成多孔金属钛管.多孔钛过滤管对粒径为5μm草酸亚铁颗粒的截留率达到99.5%,初次过滤速度为14.12 L/min,滤后清液中铁含量为1.22 g/L.     

SP700钛合金表面纳米孔结构制备

采用电化学阳极氧化法在SP700钛合金表面制备了纳米多孔结构膜。电解质为含F-离子和不含F-离子的乙二醇溶液体系。研究了低压条件下纳米多孔结构的形成机制。利用EG&GPARM273恒电位仪测量动态电势极化曲线和阳极极化曲线,利用场发射扫描电子显微镜(JSM-6700FESEM)初步表征了自组装纳米孔的形貌和尺寸。分析表明,纳米孔形成的临界电压为2V,F-离子影响着最终纳米孔的孔深和孔壁厚度,导致孔加深和孔壁的减薄。     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管形成机制

采用阳极氧化法在纯Ti表面制备了TiO2纳米管。根据电流-时间(I-t)曲线,结合不同阶段Ti表面的FE-SEM照片,将TiO2纳米管的形成过程分为4个阶段,即氧化膜生成阶段、氧化膜化学溶解和生成阶段、纳米管生成阶段、纳米管稳定阶段。整个过程中发生两个基本的反应,其中TiO2的生成为电化学反应过程,而TiO2的溶解为化学反应过程。通过这两步反应,完成TiO2纳米管形成的一个基本周期。循环发生这两步反应,有序的TiO2纳米管形成。TiO2纳米管成节状,结合上升的生长反应可知,每一节的形成代表上述两个反应循环发生一个周期。     

多工序零件加工参数的优化方法

具有高的生产效率,低的生产成本是多工序金属加工过程中的关键问题,要想达到上述目标,对金属加工参数进行优化设计是实现上述目标的重要措施之一.从企业生产经营的多目标这个特点出发,建立了一个对每道工序都通用的非线性多目标规划数学模型,并进行了运算,获得了每道工序的最佳加工参数.     

机械联合作业时间控制模型研究

针对机械联合作业过程中,型号不同多台辅助施工机械与主导施工机械配合施工,完成单次土方作业循环时间参差不齐的情况,利用优化方法,建立了不同型号辅助施工机械完成单次土方作业循环时间控制模型.获得了不同型号辅助施工机械与主导施工机械配合施工的最佳序列和循环时间.     

新工科背景下化工专业人才联合培养模式的探索与实践——以武汉理工大学化工专业为例

作为传统工科专业之一,化学工程与工艺专业普遍存在应用型人才培养流于形式、培养方案对人才培养目标支撑不足,新工科特征不强等问题。根据新工科建设要求,武汉理工大学与山东京博控股集团于2020年7月共同创建武汉理工-京博N1N联合培养平台。于2021年4月起,化工专业开始选派学生前往联合培养平台,采用“边学习,边实践”的培养模式,提升学生工程实践能力。与此同时,对培养方案进行调整,强化对人才培养目标的支撑,加强学生实验和实践能力的培养。相关举措可为传统工科专业学生工程实践能力培养方面的改革提供参考。     

2种聚羧酸盐类分散剂在氟吡菌酰胺颗粒表面的吸附性能

[目的]通过研究聚羧酸盐类分散剂在氟吡菌酰胺颗粒表面的吸附性能,为氟吡菌酰胺悬浮剂的开发提供理论依据。[方法]利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外-可见分光光度计(UV)分析了氟吡菌酰胺与2种聚羧酸盐类分散剂Atlox Metasperse 550S (550S)和Agrilan 700(A700)之间的吸附作用力以及吸附量的影响因素。[结果]2种分散剂与氟吡菌酰胺颗粒间的吸附为物理吸附,主要的吸附作用力为范德华力;在298、308、318 K的试验温度下,达到饱和吸附量90%(或95%、99%)时分散剂550S和A700的质量浓度分别约为20 000、25 000 mg/L,吸附量随着温度的升高而降低;吸附等温线模型均符合Langmuir模型;在298 K的试验温度下,分散剂550S和A700在氟吡菌酰胺颗粒表面饱和吸附量达到90%(或95%、99%)时的时间分别为30、70 min左右,吸附动力学均符合准一级动力学模型(R20.94),拟合饱和吸附量与试验值相近;在试验质量浓度范围内随着NaCl质量浓度的增加,分散剂在氟吡菌酰胺颗粒表面的吸附量增加,当NaCl的质量浓度为10 g/L时吸附量达到限值;随着pH值的增加,吸附量表现出下降的趋势,当pH值小于6时,2种分散剂在氟吡菌酰胺颗粒表面的吸附量较大。[结论]分散剂550S和A700加工氟吡菌酰胺悬浮剂时为充分发挥分散剂效果,体系酸碱度要保持中性或弱碱性,适当添加NaCl保持低温提高悬浮剂的稳定性。推荐20%氟吡菌酰胺悬浮液添加分散剂550S和A700的量分别为2%和2.5%。     

工艺温度对F2604/HMX复合粒子包覆效果及撞击感度的影响

为了解工艺温度对PBX炸药性能的影响,采用相分离法将氟橡胶(F2604)包覆在奥克托今(HMX)表面,制备了F2604/HMX复合粒子;通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合粒子的微观形貌和元素含量变化进行表征;采用分子动力学模拟不同工艺温度下F2604对HMX包覆效果的影响;采用特性落高法测试了F2604/HMX复合粒子的撞击感度。结果表明,随着温度的升高,样品中的N元素含量先降低后升高,包覆度先升高再降低;当工艺温度为50℃时,复合粒子的表面平滑、规整,N元素含量最低,包覆度为58.25%,包覆效果最好;分子动力学模拟结果表明,50℃时F2604/HMX复合体系结合能最高,为197.24 kJ/mol,形成的F2604/HMX体系最稳定;随着温度的升高,撞击感度特性落高H 50先升高后降低,50℃时样品的特性落高最高,为81.7 cm,与20℃时相比提高了78.8%;50℃时,F2604和HMX之间的相互作用力最强,形成的复合体系稳定性最好,使得包覆和粘结效果增强,从而降低了撞击感度。