王婵
,
俞健
,
胡小娟
,
黄彦
新型炭材料
炭膜以其出色的气体分离性能和良好的稳定性受到广泛关注，但其制备难度大、渗透率低、强度差等缺点制约着工业化应用。将炭膜负载于多孔基体材料形成复合膜，是解决这些问题的有效方法之一，但也对基体材料(特别是其表面性能)提出了较高要求，其中，高效、低成本的基体表面修饰技术成为关键。综述紧密结合多孔材料负载型炭膜的特点，从材料选择、常规孔径测量、表面孔径分析、表面修饰工艺等方面对炭膜基体材料进行评述，并依次对炭膜前驱体材料、前驱体涂层、炭化、后处理等关键制备工艺环节进行了总结。
关键词:
复合炭膜
,
多孔基体
,
孔径分析
,
表面修饰
,
炭化
冯泽荣
,
张俊英
,
张中太
,
唐子龙
,
黄彦
,
吉双泽
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.03.015
以氧化铁和磷酸二氢锂为原料,采用碳热还原法制备磷酸铁锂正极材料.用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法来表征反应中间产物性质,分析研究碳热还原制备磷酸铁锂的反应机制,并通过分光光度法测定反应过程中亚铁离子含量.研究结果表明:该反应过程主要可分为三个阶段,第一为室温～200℃低温阶段,在此阶段Fe203被还原成Fe304;第二为200～600℃中温阶段,在400℃左右Fe3O4进一步被还原为FeO;第三为600～800℃高温阶段,在600℃之后F∞与磷酸二氢锂发生置换反应生成磷酸铁锂.
关键词:
碳热还原法
,
磷酸铁锂
,
铁碳还原
,
亚铁含量
胡小娟
,
严文俊
,
丁维华
,
俞健
,
黄彦
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60636-6
以多孔A12O3陶瓷为基体材料,采用浸渍法担载NiO后用2B铅笔修饰NiO/Al2O3表面,通过化学镀法沉积约5μm厚的金属钯,还原后成功制得Pd/Pencil/Ni/A12O3膜.为进行对比,还制备了未担载镍的Pd/Pencil/Al2O3膜.膜的表面和断面形貌分别采用扫描电镜和金相显微镜观测,膜的透氢动力学通过H2/N2单气体法测试,并以成分为H2 77.8％,CO 5.2％,CO2 13.5％和CH4 3.5％的原料氢测定了膜的氢分离效果.结果表明,未载镍的Pd/Pencil/A12O3膜只具有氢分离作用,而Pd/Pencil/Ni/A12O3膜还可以有效地将钯膜泄漏的CO和CO2转化为甲烷,因而成为双功能型钯膜.这种双功能膜尤其适用于面向质子交换膜燃料电池(PEMFC)的氢气分离,既有效解决了PEMFC对氢燃料中CO格外敏感的难题,又提高了对钯膜缺陷的容忍度,因而延长了钯膜的使用寿命.
关键词:
钯膜
,
氢分离
,
一氧化碳甲烷化
,
双功能
,
镍催化剂
,
质子交换膜燃料电池
王婵
,
黄彦
新型炭材料
以钛酸丁酯为原料、聚乙二醇为稳定剂,采用溶胶-凝胶法制备含球形TiO2纳米粒子的溶胶,将其与碳前驱体聚糠醇均匀混合后涂敷于多孔Al2 O3基体表面,最后经炭化处理制得TiO2-C/Al2 O3复合膜。采用SEM、TEM、XRD、粒径分析等手段对样品进行表征,并测定炭膜对CO2、N2和CH4的渗透性能。结果表明,聚乙二醇能有效控制钛酸丁酯的水解,不仅有利于形成粒径小而均匀的球形纳米TiO2粒子,而且可促进TiO2粒子在聚糠醇中的均匀分散。 TiO2粒子的掺杂明显提高了炭膜的CO2渗透率及渗透选择性。其中,CO2渗透率、CO2/N2选择性和CO2/CH4选择性分别可达7.0′10-8 mol·m-2·s-1· Pa-1、34和64。 TiO2的掺杂有利于产生更多渗透通道,但也会阻断炭材料本身的渗透通道,因此TiO2的掺杂量存在最佳范围。
关键词:
炭膜
,
纳米TiO2
,
CO2分离
,
溶胶-凝胶法
,
掺杂
江光裕
,
伏燕军
,
黄彦
,
万生鹏
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2009.05.018
从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,以双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得线性啁啾自相似脉冲为基础,采用窗口为1550 nm的色散光纤构成梳状色散光纤(CDPF),并给出了相应的理论模型.通过数值模拟的方法研究和分析了脉冲在接近于色散渐减光纤的色散变化趋势的梳状色散光纤中演化成自相似脉冲及其自相似指数变化.结果表明,中心波长为1550 nm的双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,梳状色散光纤可以产生抛物线型自相似脉冲且具有很好的线性啁啾特性.
关键词:
非线性光学
,
梳状色散光纤
,
自相似脉冲
,
啁啾
魏磊
,
俞健
,
胡小娟
,
黄彦
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13334
以多孔不锈钢片为基体、以氧化铝粉体(平均粒径0.5μm)为膜材料,用三种工艺制备了Al2O3/不锈钢微滤膜.采用扫描电子显微镜和金相显微镜分别对样品表面和断面形貌进行了表征,用毛细流动法测定了Al2O3/不锈钢膜的孔径分布,并通过超声震荡法考察了膜的附着力.研究表明,在基体与氧化铝涂层间预洗引入一层不锈钢细粉作为过渡层再进行共烧结,有效地解决了Al2O3膜层易于剥落的问题,并成功制备了Al2O3/不锈钢复合微滤膜,膜厚为40～50 μm.该不锈钢粉末过渡层不仅可以修饰基体表面,还能够缓冲Al2O3层在热处理过程中产生的热膨胀和烧结收缩应力,并对Al2O3层和不锈钢基体产生粘结作用,提高了膜的附着力.本工作所采用的共烧结法既简化了制备工艺,又节约了能源.共烧结温度是影响膜附着力与孔径分布的关键因素,经1100、1150、1200和1250℃共烧结,所制备的Al2O3/不锈钢膜平均孔径为0.2、0.3、0.5和3.9 μm,其纯水通量分别为3.8、4.1、6.9和20.5 m3/(m2·h·bar).
关键词:
Al2O3/不锈钢微滤膜
,
烧结应力
,
过渡层
,
共烧结
魏磊
,
黄彦
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140531
提出了一种炭辅助的固态粒子烧结工艺,可在大孔烧结金属载体表面直接制得无过渡层的多孔陶瓷膜。以纳米TiO2为成膜粒子,以大孔不锈钢滤管为载体,以聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,采用浸渍提拉法在载体表面涂覆。考察了不同烧结气氛(氮气和空气)对陶瓷膜制备的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析和孔径测试对材料进行表征。实验发现,试样在空气中烧结后膜层发生严重剥落,而在氮气中烧结后膜层完整。这是由于PVA在氮气中高温碳化生成炭,所形成的 TiO2和炭的混合结构削弱了因载体表面状况差和陶瓷—金属间热膨胀系数不匹配而引起的陶瓷层烧结应力。待陶瓷颗粒烧结后,涂层中的炭经空气热处理脱除。所制备的多孔TiO2/不锈钢膜的膜层厚度约10mm,平均孔径为0.21mm,室温下氮气通量为1.72 m3/(m2·h·kPa)。
关键词:
固态粒子烧结
,
大孔不锈钢载体
,
多孔TiO2/不锈钢膜
,
烧结气氛
,
烧结应力
陈亚军
,
黄彦
,
薛程丹
,
洪建国
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2016.03.009
通过VIC-3D技术测量静态拉伸全场二维应变及应力,基于航空载荷谱进行动态载荷疲劳试验,利用扫描电子显微镜对试件断口进行观察,研究航空2024铝合金的力学性能.结果表明,利用Y方向应变随时间变化云图,可以探究裂纹出现及发展规律,疲劳试样在第34周循环,总第169 973次循环后发生疲劳断裂.疲劳断口可观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬时断裂区,并呈扇形向外扩展.疲劳裂纹萌生于试件表面,裂纹扩展区二次长裂纹方向和裂纹扩展方向垂直,并存在疲劳辉纹,瞬时断裂区呈现出塑性断裂韧窝状形貌,局部存在冲击面形貌.
关键词:
铝合金
,
VIC-3D技术
,
航空载荷谱
,
疲劳失效
