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炭黑对相分离合成橡胶混合物形态和力学性能的影响
摘要 在橡胶制品中,混合不同类型的弹性体并使用增强颗粒填料是实现所需性能平衡的重要策略。我们研究了一系列丁腈橡胶(NBR)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的相分离混合物,这两种橡胶的比例各不相同。研究了填充炭黑(CB)的化合物,并将其与未填充的化合物进行了比较。通过原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了其形态和纳米力学特性,并使用动态力学分析仪(DMA)研究了其在不同温度下的粘弹行为。与未填充的混合物相比,填充炭黑的混合物的相分离区域尺寸显著减小,表明炭黑在橡胶复合材料中起到了增容作用,但玻璃化转变温度没有明显变化或
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-11-20
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聚(醚-酮-酮)/短碳纤维复合材料的增材制造及其热物理性能
摘要 本研究探讨了添加了10%和20%质量百分比(wt%)短碳纤维(SCF)的3D打印高性能聚醚酮酮(PEKK)复合材料的导热系数、线性热膨胀系数(CTE)以及动态力学性能。这些PEKK/SCF复合材料通过两种不同的打印方式制备:一种是沿着纤维边缘方向打印,另一种是沿着纤维基体方向打印。结果表明,沿纤维边缘方向打印的复合材料具有更好的导热性能和储存模量。扫描电子显微镜观察发现,SCF在PEKK基体中分布均匀,并证实了纤维确实沿着打印方向排列。与纯PEKK相比,沿边缘方向打印且光栅角度为0°的PEKK/20% SCF复合材料的CTE
来源:Polymer Composites
时间:2025-11-20
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上篮动作和样品尺寸对Al/CF/PEEK混合材料V型部件回弹性能和强度的影响
摘要 回弹是高性能铝/碳纤维/PEEK(Al/CF/PEEK)混合结构中常见的成形缺陷。同时,提高这类混合构件的强度也显得十分迫切。本研究建立了一个热机械耦合模型和有限元模型,用于分析Al/CF/PEEK混合V形构件在成形-冷却-结晶-回弹过程中的性能。模型考虑了CF/PEEK的结晶收缩变形及其热膨胀系数和热导率的各向异性。研究探讨了不同层压结构(多层CF/PEEK层和多层铝合金层)以及试样长度对混合V形构件强度、成形过程中的应力-应变分布及回弹行为的影响。通过模拟与实验结果的对比(包括截面形状、温度、回弹程度及相对结晶度等方面)
来源:Polymer Composites
时间:2025-11-20
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基于可回收生物基香兰素热固性聚合物的可持续碳纤维复合材料
本研究探讨了一种利用天然来源的单体与动态硬化剂合成的新型生物基热固性树脂,以替代传统以双酚A(BPA)为基础的环氧树脂。由于BPA在环境和健康方面的负面影响,尤其是其难以降解、易造成污染以及对内分泌系统的干扰,近年来科学家们开始寻求更可持续的替代方案。生物基材料不仅能够减少对化石燃料的依赖,还可能提供更环保的制造和回收路径。本文聚焦于通过动态共价键网络(CANs)的引入,使热固性树脂具备可回收和可再加工的特性,从而解决传统热固性材料在使用后难以处理的问题。在研究中,研究人员从香草醛(vanillin)衍生出三种环氧单体:单官能团的甘油基香草醛(GEVA)、双官能团的二甘油基香草醇(DGEVA)
来源:Polymer Composites
时间:2025-11-20
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氧燃料二氧化碳发电厂的成本分析
摘要 本文提出了一种评估基于氧燃料二氧化碳发电循环的新技术资本投资的方法论。在计算的基础案例中,使用甲烷作为燃料。该方法利用幂律关系,能够以热力学参数、质量流量参数、功率参数等连续成本函数的形式得出结果。通过考虑任何热力学或能量因素的影响,可以获得计算出的依赖关系。该方法论被完整阐述,允许对发电厂的成本进行逐项评估。基于这一评估,计算了四种基于二氧化碳发电循环的技术的资本投资。研究考虑了Allam循环、带冷凝功能的Allam循环(Allam-Z循环)以及作者提出的其他循环,并对其进行了详细描述。这些技术的具体投资成本为950–1400美元/千瓦;对
来源:Energy Technology
时间:2025-11-20
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风力涡轮机驱动的液固摩擦电纳米发电机:一种用于便携式风能收集的紧凑且可靠的解决方案
摘要 近年来,摩擦电纳米发电机(TENG)作为一种有前景的风能收集技术应运而生。传统固体-固体TENG的主要局限性在于长时间摩擦导致的磨损。液体-固体TENG(LS-TENG)通过使用液体作为摩擦电材料来应对这些挑战,从而减少了摩擦、增加了接触面积并提高了性能。本研究提出了一种创新的风能收集装置,将阿基米德涡轮机与液体-固体TENG结合在一起(称为ATLS-TENG)。ATLS-TENG采用曲柄滑块机构配合直线导轨将旋转运动转换为直线运动,利用本内特电路进行电荷存储,并通过新型磁簧开关齿轮系统实现自动能量释放以驱动电子设备。实验结果表明,当负载为2
来源:Energy Technology
时间:2025-11-20
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聚氨酯涂层中界面能与成分控制的自分层现象
自我分层聚合物系统在涂料领域具有重要研究价值,因其能够通过单一涂布步骤实现多层结构的形成,从而显著降低涂布时间、成本和对环境的影响。这类系统在固化过程中,会自发地将材料分为不同的层,每层具有特定的性能和功能。研究揭示了这种分层现象与材料表面能、化学结构以及固化条件之间的密切关系。通过深入分析这些因素,科学家们能够优化设计,使自我分层的聚合物体系更高效地应用于工业和日常产品中。在自我分层的聚氨酯系统中,研究者重点探讨了两种关键成分:亲水性和疏水性聚醚多元醇,以及亲水性和疏水性预聚物。这些材料在混合后会因化学结构的不同而发生相分离。疏水性成分由于其分子结构中包含较多的二级和三级碳原子,从而表现出更
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-11-20
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用电纺法制备的碳纤维,表面修饰有Sn₄P₃作为阳极材料,用于钠离子电池;这种碳纤维的形貌控制显著提升了电池的电化学性能
在当今能源存储技术飞速发展的背景下,水系锌离子电池(Aqueous Zinc-Ion Batteries, AZIBs)因其高安全性、低成本和环境友好性,正逐渐成为一种备受关注的替代能源存储系统。然而,锌负极在充放电过程中容易出现枝晶生长(dendrite formation),这不仅影响电池的循环稳定性,还成为限制其实际应用的关键障碍。为了解决这一问题,本研究提出了一种双电极配置方案,通过引入宏观三维铜(Cu)中间层作为辅助电极,从而显著提升锌负极的稳定性。该中间层采用简便的化学镀工艺进行制备,具备良好的可扩展性,为未来AZIBs的发展提供了新的思路。锌离子电池在近年来成为研究热点,特别是在
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-20
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多界面诱导的辐射热激活策略:实现基于太阳能的甲酸制氢
刘坤|王睿|涂正军|赵亮|王凤年|李寅石教育部热流科学与工程重点实验室,西安交通大学能源与动力工程学院,中国陕西省西安市710049部分内容摘要方法化学品与材料。所有材料均为市售产品,无需进一步纯化。Ti3AlC2粉末、TEOS溶液和氟化锂(LiF)购自Aladdin(中国)。MXene的制备。通过使用LiF和HCl对Ti3AlC2进行蚀刻来制备MXene(Ti3C2TX)。例如,将3.2克LiF与HCl(12 mol L−1)混合并搅拌15分钟,随后缓慢加入2.00克Ti3AlC2。混合物在40℃下保持48小时。结果与讨论如图1a所示,多界面热转换(MIH)由三层组成:催化层、蒸汽传输层和液
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-11-20
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综述:基于霍洛伊石纳米管的电化学储能材料:进展与未来展望的综述
徐培杰|于宇航|杜蓓蓓|曹永丹|刘阳|曹钊内蒙古科技大学矿业与煤炭工程学院,包头,014010,中国章节摘录碳纳米管(HNTs)的结构与特性碳纳米管(HNTs)外表面的硅氧烷具有相对较低的化学活性。然而,HNTs外表面的生长缺陷和断裂面暴露出一定量的羟基铝和羟基硅,使其外表面成为吸附和容纳离子的活性反应面[8]。HNTs内腔和层间表面的羟基铝在理论上具有较高的反应性。尽管如此,HNTs的管状结构碳纳米管作为电极在本综述中,所有研究的碳纳米管材料均为自然形成的纳米管。HNTs的结构由一层氧化铝和一层氧化硅组成,内部含有Al-OH基团,外部含有Si-O-Si基团。此外,为了满足实验和测试的要求,所
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-20
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在循环充放电过程中,拓扑优化电极中的电化学传输现象
在运动科学和生物力学领域,骨骼肌的结构和功能研究一直受到高度重视。其中,股二头肌长头(Biceps Femoris Long Head, BF)因其在运动中的重要作用,特别是其在高力矩的离心收缩中的表现,成为研究的重点。BF的形态学特征,如肌束长度(Fascicle Length, FL)、肌束角度(Pennation Angle, PA)以及肌肉厚度(Muscle Thickness, MT)等,不仅影响其运动性能,还与肌肉损伤风险密切相关。研究表明,这些变量的变化可以反映出肌肉的适应性改变或损伤的潜在风险,因此,准确评估BF的形态学特征对于理解其功能状态和预防运动损伤具有重要意义。然而,B
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-20
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基于势能驱动的精确选择性调节,用于在NiCu-BDC金属有机框架上进行氨的电氧化反应
电化学氨氧化反应(AOR)在构建未来无碳能源系统和可持续化学生产中展现出巨大的潜力。这种反应不仅可以解决环境问题,还能满足可再生能源的需求,因此在多种关键能源转换技术中占据重要地位,包括氨电解 [1]、直接氨燃料电池 [2]、电化学传感器 [3] 以及绿色化学合成 [4]。然而,AOR涉及复杂的反应路径,其中包含多个质子和电子的转移,通常表现出较慢的反应动力学,并产生多种产物,如氮气(N₂)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO₂)、肼(N₂H₄)、亚硝酸根离子(NO₂⁻)和硝酸根离子(NO₃⁻)。这些产物的多样性显著降低了AOR的能效和经济可行性 [5,6]。因此,开发能够引导反应朝向期望产物的
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-11-20
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通过调控电解质的锁定-解离动力学,开发出可扩展的阻燃聚合物保护层,用于确保热安全性的锂金属电池
刘洋|王一莎|孙浩腾|张明通|杨天翔|张汉奇|朱金鑫中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽省合肥市230026章节摘录材料聚丙烯腈(PAN,平均分子量Mw为50000)由上海麦克莱恩生化科技有限公司提供。乙氧基(五氟)环三磷氮烷(PFPN,纯度≥98%)、三乙基磷酸酯(TEP,纯度≥99.5%)和聚磷酸铵(APP,n≥1500)购自上海阿拉丁生化科技有限公司。二甲基亚酰胺(DMF)由中国上海新华制药试剂有限公司提供。商用磷酸铁锂(LFP)正极则从深圳科景星科技有限公司采购。阻燃聚合物膜的制备基于理论计算,通过静电纺丝法制备了含有阻燃剂(TEP、APP和PFPN)的PAN基复合膜,并对其物
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-11-20
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Mn/Fe双原子催化剂通过选择性提升d轨道能量来加速锂硫电池中的硫氧化还原反应动力学
锂-硫(Li-S)电池因其独特的正极材料——基于多电子转化反应的硫——展现出巨大的应用潜力。这种材料具有理论比容量高(1675 mAh g⁻¹)、能量密度大(2600 Wh kg⁻¹)、环境友好且资源丰富等优点,使得Li-S电池成为下一代储能系统的重要候选之一。然而,其商业化进程却受到多种固有缺陷的限制,例如硫元素的电子导电性较低、可溶性锂多硫化物(LiPSs)的穿梭效应、硫的氧化还原反应动力学缓慢,以及Li₂S产物的沉淀/活化过程需要较高的能量壁垒。这些问题共同导致了电池容量迅速衰减、库仑效率低以及循环寿命受限。为了解决这些限制,研究人员致力于开发催化方法,以改善LiPSs的吸附性能并加速其
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-11-20
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具有显热储存功能的双通道太阳能空气加热器的实验研究:储砂单元数量的影响
太阳能技术在全球能源需求增长和环境问题日益严峻的背景下变得尤为重要。太阳能系统在应对低温度应用如空间加热、农作物干燥和水预热方面展现出巨大潜力。然而,太阳能资源的间歇性限制了其在实际应用中的连续性和可靠性。因此,引入热能储存(TES)技术成为提升太阳能系统性能的关键。本文研究了一种双通道太阳能空气加热器(DP-SAH)与鳍状吸热板的结合,同时使用沙漠沙作为可持续的热能储存介质,以提高系统在非高峰时段的热能利用效率。研究团队通过实验测试,评估了不同鳍密度(4至16鳍)和沙漠沙储存单元对系统性能的影响。实验结果表明,16鳍配置(16F-SSU)的热效率从67%提升至78%,而热力学效率(exerg
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-20
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利用树种信息和遗传算法优化的广义混合最小误差熵基平方根立方atures卡尔曼滤波器对锂离子电池的电量进行估算
随着全球对环境保护和能源短缺问题的关注不断加深,零排放的可再生能源逐渐取代了传统能源,成为未来发展的主要方向。在此背景下,锂离子电池因其高能量密度、环保性和宽泛的工作温度范围,成为广泛应用的储能设备之一。然而,电池管理系统(BMS)需要确保电池能量的最优分配,以维持系统长期的安全性和效率。准确估计电池的荷电状态(SOC)对于电池系统至关重要,因为它有助于防止过充并提升整体性能。但锂离子电池内部的非线性特性使得直接测量SOC变得困难,因此通常需要借助电压、电流和温度等数据进行间接估计。目前,SOC估计方法主要分为三类:传统状态估计、数据驱动(DD)方法和模型驱动(MD)方法。传统方法中的开路电压
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-11-20
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一种用于垃圾填埋场沼气脱硫的试点规模生物洗涤器的长期性能及运行因素
在当今全球对可持续能源解决方案日益增长的需求背景下,垃圾填埋场产生的沼气作为一种可再生资源,具有巨大的潜力。然而,这种沼气的利用往往受到氢硫化物(H₂S)这一有害且具有腐蚀性的成分的限制。为了应对这一挑战,研究者们探索了厌氧生物脱硫技术,利用硝化后的垃圾渗滤液作为可持续的硝酸盐来源,从而提供了一种成本效益高且符合循环经济理念的解决方案。本研究在实际条件下对一个1立方米的试点规模生物洗涤器进行了长达61周的测试,处理了264,812立方米的沼气,平均H₂S去除效率(RE)达到了85.2±10.1%。在最佳操作条件下,即H₂S进水负荷为7.71±0.16 gS-H₂S/m³·h,pH值为7.98±
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-11-20
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由熵调控形成的超细PdSnPtAgBi纳米颗粒作为高性能电催化剂,在酒精氧化过程中对一氧化碳(CO)的耐受性显著增强
Pd基电催化剂被认为是提高直接醇燃料电池(DAFCs)中阳极醇氧化反应性能的极具前景的候选材料。然而,其实际应用受到两个主要问题的严重限制:一是活性位点上容易积累毒性的CO*中间体,二是对C-C键的断裂能力较弱,导致醇氧化反应不完全以及催化稳定性较低。本研究通过熵驱动调控成功合成了平均尺寸约为2.63纳米的超细PdSnPtAgBi合金纳米颗粒。较高的构型熵有效抑制了相分离,促进了单一相结构的形成,同时抑制了晶体生长。这一结果导致了高度分散的纳米结构,从而显著提升了醇氧化活性。实验与理论研究揭示了Pd和Pt在反应中作为直接的活性中心,而Ag的引入有效降低了CO*的吸附。同时,Sn和Bi的氧化亲和
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-11-20
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评估厌氧共消化和沼气生产在军事设施中保障能源安全方面的潜力
美国国防部(DOD)的军事设施通常被视为封闭社区,它们为驻扎人员提供生活和工作所需的基本服务,包括水和电力。然而,这些设施在能源供应方面依赖于外部电网,这使得它们在面对电网中断时显得尤为脆弱。因此,提升军事设施对电网故障的韧性已成为一项重要的战略目标。为此,许多军事设施正在探索在基地内部生产可再生能源的解决方案。本研究重点评估了利用厌氧共消化(ACoD)技术将污水污泥与食品废弃物结合进行能源生产的可行性,以实现经济、环境和能源韧性的多重目标。通过收集60个美国陆军基地的人口、污水特性及污水处理设施的数据,研究团队采用随机建模(蒙特卡洛模拟,共进行50,000次迭代)来分析经济、能源产出和碳排放
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-11-20
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单因素分析与多目标优化:针对PFI氢内燃机的氢注入策略及化学计量控制
氢气作为一种零碳燃料,在汽车发动机领域正逐渐受到重视。随着全球环境问题的加剧,尤其是温室气体排放对气候变化的深远影响,传统化石燃料的使用正面临越来越多的挑战。交通运输行业是全球碳排放的重要来源,其中道路运输占据了相当大的比例。因此,寻找替代能源成为实现碳中和目标的关键。氢气因其燃烧后几乎不产生二氧化碳,且具有高热值和良好的能量密度,被视为一种理想的清洁能源载体。然而,氢气发动机在实际应用中仍然面临诸多技术难题,如燃烧控制、性能优化以及排放管理等。本文旨在探讨氢气发动机中空气-燃料比(λ)、喷油时刻(SOI)和氢气喷射压力(P_H2)等关键参数对发动机性能和排放的影响,并通过实验研究揭示这些参数
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-11-20