摘要：大气中CO_(2)浓度的快速增加对气候变化和人类生存环境造成严重威胁,亟需开发新的方法与技术来捕获CO_(2)并将其转化为高附加值产品.传统的热催化技术通过选择性加氢和环加成等技术路线可将CO_(2)转化为低碳烷烃、醇类和碳酸二甲酯等化工品.与之相比,洁净的催化技术如CO_(2)电还原(CO_(2)RR)具有反应条件温和、操作简单、能量利用率高和产品类型可控等特点而备受关注.将CO_(2)电还原为各种气体或液体产物是CO_(2)转化的理想策略,具有广阔的应用前景.然而,实现CO_(2)的高效电还原需要克服以下瓶颈,包括CO_(2)还原的电位过高、产物选择性差和竞争性析氢反应严重等问题.为了在低过电位、高选择性、高稳定性和大电流密度下进行CO_(2)RR,人们研究了不同类型的杂化纳米催化剂,包括无金属碳材料,金属/金属氧化物和金属硫化物电催化剂等.最近研究人员报道了CoPc(NH_(2))_(4)和CoPc(CN)_(8)分子催化剂并应用于CO_(2)RR,但缺乏对取代基的位阻分布和电子推拉效应对CO_(2)RR性能影响的相关研究.因此,开发具有特定官能团取代基和明确结构的新型分子基催化剂,进而深入研究其对CO_(2)RR的影响显得极为重要.本文通过两步合成策略构建了一系列具有不同官能团和位置取代的酞菁镍(NiPc)分子衍生物(α-NO_(2),α-NH_(2),β-NO_(2)和β-NH_(2)).将这些NiPc分子衍生物通过简单的机械混合固定在氧化碳纳米管(CNTs)表面,得到分子级分散的电催化剂(MDEs).深入探讨了NiPc基分子催化剂的几何效应和电子效应对CO_(2)RR催化性能的影响规律,从根本上了解CO_(2)RR的活化路径、反应机理和构效关系.结果表明,NiPc(α-NO_(2))_(4)/CNTs催化剂对CO_(2)RR具有最佳的催化性能,在相对可逆电压-1.0V时电流密度为7.01 mA cm^(-2)和FECO为99%,在宽电势范围-0.7~-1.2 V,FECO超过91.1%,与密度泛函理论计算结果一致,表明NiPc(α-NO_(2))_(4)/CNTs吸电子和邻位取代-NO_(2)是CO_(2)RR生产CO最合适的催化剂.通过红外谱图证实了具有不同空间取代基团的NiPc衍生物的成功制备.透射电镜结果表明,碳纳米管载体具有均匀的管状结构.球差电镜显示有大量的亮点,说明金属Ni以单原子的形式存在,结合同步辐射结果表明Ni的价态在0和+2之间,进一步证明Ni物种是原子分散的,并且与N原子配位.NiPc/CNTs的高分辨率N 1s XPS谱可以分峰为吡啶N(398.5 eV)和Ni-N(399.6 eV).相比之下,NiPc(α-NO_(2))_(4)/CNTs中的Ni-N(400.9eV)的结合能高于NiPc/CNTs,而NiPc(α-NH_(2))_(4)/CNTs中的Ni-N(399.4 eV)结合能低于NiPc/***/CNTs的Ni 2p XPS谱包括以872.3和854.9 eV为中心的两个峰,分别对应于Ni2_(p1/2)和Ni 2_(p3/2).Ni 2p在NiPc(α-NO_(2))_(4)/CNTs(Ni 2_(p1/2)873.3 eV和Ni 2p3/2855.9 eV)中的结合能高于NiPc/CNTs.结果表明,吸电子的-N0_(2)基团从Ni-N_(4)活性位点得到电子,从而使结合能转移到更高的位置.反之,NiPc(α-NH_(2))_(4)/CNTs(Ni 2_(p1/2)872.2eV和Ni 2_(p3/2)854.1 eV)的结合能低于NiPc/CNTs的,表明供电子基团使结合能向较低的位置移动.此外,通过Mulliken电荷分析,计算了不同NiPc基分子催化剂中Ni原子与邻近原子之间的电荷转移,与NiPc分子基团的推拉电子效应和外围取代基的空间位置密切相关.电催化结果表明,NiPc(α-NO_(2))_(4)/CNTs的FECO在-1.0 V时最大,为99.0%,这与计算结果α-NO_(2)取代的NiPc可以使*COOH形成的能垒最小,显著提高了CO_(2)RR性能结果一致.综上,本研究在分子水平上为精准设计和制备具有较好的CO_(2)RR催化活性和选择性的电催化剂提供参考.

摘要：采用桩核修复技术对牙体残根残冠缺损进行修复是口腔修复中的重要治疗方法。通过整合修复体的CAD数字模型、一体化纤维桩的应力有限元分析等,指导完善桩核材料的结构设计,并通过多向纤维增强复合材料的成型加工技术研究,完成了用于残根残冠桩核一体修复的可切削多向纤维增强复合材料的制备,基于CAM数字化精密加工,实现了桩核一体修复体的精确化和个性化制备。

摘要：采用Moldflow软件对聚醚醚酮(PEEK)型材接头的注射成形进行了设计与模流分析,从注塑流动过程和成型件质量等角度,研究了PEEK物料中填料种类与含量对注射压力、锁模力、成型件纤维取向张量分布、成型件翘曲量等的影响。结果表明,添加填料可以改善物料流动特性,玻璃纤维填料可以优化其力学阈值,高模量碳纤维可以显著增强成型件刚度、降低翘曲度,增加填料含量可以优化成型件刚度;通过本研究可以有针对性地搭配PEEK型材的填料种类和含量,保证注射成型质量。

摘要：针对Ⅳ型储氢瓶塑料内胆在成型过程中的冷却收缩问题,在现有的工艺条件相对成熟的情况下,很难得到改善。提出一种Ⅳ型储氢瓶在成型过程中塑料内胆冷却收缩变形补偿方法,该方法通过对塑料内胆成型冷却过程的数值模拟,计算塑料内胆在成型冷却过程中的收缩变形量,并以模拟结果为基础,确定塑料内胆不同位置的反向补偿值,对塑料内胆形状尺寸进行预变形处理,实现了最终成型尺寸和设计尺寸的一致性。通过使用该变形补偿方法,实现了外径676 mm、壁厚8 mm、长度1932 mm的塑料内胆成型尺寸和设计尺寸的一致性保持,最大变形量控制在2 mm之内。采用有限元模拟方法降低了储氢瓶塑料内胆的生产成本,并且为模具设计提供了可靠的依据。

摘要：利用一定质量的聚合物熔体在密封容器内其压力-比容-温度(P-V-T)状态变量符合理想气体P-V-T状态方程的特点,通过自行设计加工的基于P-V-T原理的实验装置,得到了基于物理定义的聚合物熔体密度和熔体体积弹性模量的数学表达式,验证了聚合物熔体密度和熔体体积弹性模量在理论上存在的一致性变化的特性;在此基础上由聚合物熔体密度、熔体体积弹性模量和超声波传播声速三者之间相互关系,推导出超声波声速与聚合物熔体密度存在单值性的数学表达式,并通过实验验证了聚合物熔体密度与超声波声速存在一一对应性,为超声波技术应用于聚合物熔体密度的在线测量提供理论基础和实验数据。

摘要：为了体现“科技冬奥”理念,北京冬奥会在赛事运动装备方面投入了许多科研力量。其中,在冰雪运动装备方面,研制了国内首台双人碳纤维雪车样机,突破了雪车外形结构一体化设计、高抗冲复合材料、高质量整体成型制造以及个性化定制等多项关键技术,解决了雪车低风阻、高可靠等技术难题,实现了国产雪车装备“从0到1”的突破。国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项--冬季项目碳纤维复合材料高性能器材关键技术项目负责人杨小平,介绍了国产高性能雪车的研发之路。

摘要：采用加速腐蚀实验方法,研究了聚酯改性丙烯酸聚氨酯有机涂层在模拟海洋环境中的腐蚀过程和失效机制。结果表明:聚酯改性的丙烯酸聚氨酯涂层的失光率随加速实验周期的延长而逐渐增大,其附着力实验前后变化并不明显。在涂层的失效过程中,因腐蚀介质在涂层中的渗入,涂层的介电常数和孔隙率随着时间逐渐增大,电化学阻抗值逐渐减小,但是最终仍然保持在10~8Ω·cm^2左右。说明这种涂层在紫外辐射和周期浸泡的交互作用下仍然具有较好的耐蚀性和附着力,能够有效阻挡腐蚀介质的侵入,起到良好的耐蚀作用。

摘要：电催化方法还原二氧化碳制备高附加值化学品,在降低二氧化碳浓度、平衡碳循环和储存可再生途径产生的电能等方面展现较大潜力。通过设计高效电催化剂来降低二氧化碳电催化还原过程所需的过电位并提高产物的选择性和电流密度,对电催化还原二氧化碳的发展和应用具有重要意义。本文总结了金属氧化物基材料作为电催化剂在二氧化碳电还原中的最新研究进展,深入探讨了金属氧化物在催化反应中的作用、稳定性及结构性能关系,并对金属氧化物基材料在二氧化碳电还原中未来的设计和研究方向做出思考。

摘要：SF6/N2混合物的高效分离,对SF6气体的回收与减弱其直接排放所导致的温室效应,具有重要的实际意义。合成了一种具有不同性质孔道结构的金属-有机骨架材料,Cu-MOF-OMe。该材料具有含不饱和配位金属位点和甲氧基双功能化的特征,且表现出良好的水热稳定性和再生性能。该材料表现出优异的综合分离性能,298 K和105 Pa下的分离选择性(361)和吸附剂选择性参数(SSP)值(780)均远高于文献报道值。理论计算发现,亲水性孔道中的不饱和金属位和疏水性孔道中丰富的甲氧基的协同作用,为该MOF材料具有优异SF6/N2分离性能的主要原因。研究结果可为SF6/N2高效分离材料的设计与开发提供参考依据。

摘要：液体弹珠是由微小液滴与外部非润湿性松散颗粒组成的稳定的液固复合体。非润湿性颗粒的隔离作用不仅能有效隔绝内部微量液体与外部固体或液体基底的直接接触,还能通过给予多种外界刺激使其以滚动的形式实现微量液体的运输、降低表面的摩擦及提高液滴的操控性,在微量流体控制和微型化学/生物反应器方面具有广泛的应用前景。本文介绍了近年来国内外基于液体弹珠的微型反应器基础研究进展,综述了这类新兴微流体单元的基本性质、设计与制备的典型案例,并结合本文作者课题组在多刺激响应液体弹珠、液体中液体弹珠及其作为微型化学/生物反应器应用的研究工作,对该研究领域的问题和未来前景作了展望。