热分析联用技术在含能材料热分析研究中的应用进展 被引量：2

1

作者 王晨 万冲 +3 位作者 陈苏杭 马海霞 赵凤起 徐抗震 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期411-423,共13页

热分析联用分析技术包括同步联用技术、串级联用技术和间断联用技术,常见的有热重⁃差示扫描量热联用(TG⁃DSC)、热重⁃红外/质谱联用(TG⁃FTIR/MS)、固相原位热红外检测技术(Thermolysis/RSFTIR)和热重⁃红外⁃质谱联用(TG⁃FTIR⁃MS)等,是研... 热分析联用分析技术包括同步联用技术、串级联用技术和间断联用技术,常见的有热重⁃差示扫描量热联用(TG⁃DSC)、热重⁃红外/质谱联用(TG⁃FTIR/MS)、固相原位热红外检测技术(Thermolysis/RSFTIR)和热重⁃红外⁃质谱联用(TG⁃FTIR⁃MS)等,是研究含能材料热行为和分解机理的有效方法,对研究其燃烧和爆炸性能有重要意义。相较于单一的热分析技术,联用技术可以更加充分、高效和全面地评价含能材料热行为和热安定特性、揭示热分解机制。通过热分析联用技术全面深入研究含能材料的物化特性,对改善和提高其应用性能具有重要的现实意义和价值。本文全面综述了TG⁃DSC、TG⁃MS、TG⁃FTIR⁃MS、TG⁃FTIR⁃GC⁃MS和Thermolysis/RSFTIR热分析联用技术在含能材料研究中的应用进展,分析了其研究的相关内容、重要结果、特点及优势,并进行了相关展望,可开发高性能的计算分析软件,解决如质谱分析中重叠质谱峰的解析等问题,在热分析仪中引入新的扩展系统,拓展其应用范围,为新型含能材料的热分析研究提供技术上的支持。 展开更多

关键词 含能材料 热分析 TG⁃MS TG⁃FTIR⁃MS Thermolysis/RSFTIR

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介孔碳纳米球/RDX主客体含能复合材料的制备及热分解性能 被引量：1

2

作者 金戊静 耶金 +2 位作者 曾见有 安静 马海霞 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期18-25,共8页

为探究介孔碳纳米球(MCS)对氧化剂环三亚甲基三硝铵(RDX)热分解性能的影响,通过双模板法制备出粒径约350 nm的MCS,利用主客体化学技术将RDX晶体引入MCS孔内及表面,得到MCS/RDX复合物。采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)对MCS和MCS/... 为探究介孔碳纳米球(MCS)对氧化剂环三亚甲基三硝铵(RDX)热分解性能的影响,通过双模板法制备出粒径约350 nm的MCS,利用主客体化学技术将RDX晶体引入MCS孔内及表面,得到MCS/RDX复合物。采用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)对MCS和MCS/RDX复合物的形貌和结构进行表征;通过傅里叶红外变换光谱(FTIR)研究了MCS与RDX之间的界面相互作用;利用差示扫描量热⁃热重分析(DSC⁃TG)研究MCS/RDX复合物的热行为,相比纯RDX,MCS/RDX复合物的分解温度降低13℃,放热量增加,表观活化能从234.87 kJ·mol^(-1)降低到126.48 kJ·mol^(-1)。采用落锤撞击感度仪和静电火花装置测试所得材料感度。与纯RDX相比,MCS/RDX复合物的撞击感度和静电火花感度明显降低。这些结果表明,MCS对RDX的热分解具有较好的催化性能,并能降低RDX的感度。 展开更多

关键词 介孔碳纳米球 RDX 主客体含能复合物 热分解 感度

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密度泛函理论研究富勒烯C_(70)对偏二甲肼与NO_(2)的抽氢反应机制

3

作者 赵子航 慕晓刚 +1 位作者 王生辉 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期237-244,I0004,共9页

为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的... 为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的活化能和反应热。结果表明,UDMH分子在C_(70)表面表现为两种吸附构型,主要发生物理吸附且吸附能较小,C_(70)分子的加入并未改变UDMH分解的初始和次级反应位点,在与NO_(2)抽氢反应时表现为在NH _(2)基团上依次发生。与纯UDMH分解相比,A、B两种吸附构型中UDMH分解初始基元反应的反应活化能分别下降了19.4 kJ/mol、21.1 kJ/mol,反应热分别降低了24.2 kJ/mol和27 kJ/mol。因此,C_(70)对于UDMH分解的前两步反应具有催化能力,能够促进UDMH的分解。 展开更多

关键词 量子化学 富勒烯C_(70) 偏二甲肼 UDMH 密度泛函理论 DFT

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十四面体氧化铁/石墨烯纳米复合材料的制备及对CL-20热分解性能的影响

4

作者 党佳 高蓉 +1 位作者 张婷 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期761-768,共8页

采用水热法合成出十四面体氧化铁,然后自组装制备出十四面体氧化铁/石墨烯纳米复合材料(tFe_(2)O_(3)/rGO);采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对tFe_(2)O_(3)/rGO纳米... 采用水热法合成出十四面体氧化铁,然后自组装制备出十四面体氧化铁/石墨烯纳米复合材料(tFe_(2)O_(3)/rGO);采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对tFe_(2)O_(3)/rGO纳米复合材料进行了表征;利用差示扫描量热法(DSC)研究了tFe_(2)O_(3)和tFe_(2)O_(3)/rGO对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)热分解行为的影响,分析了tFe_(2)O_(3)/rGO复合材料对CL-20的热分解催化效果及其对CL-20的热分解动力学和热安全性的影响。结果表明,引入石墨烯可有效降低tFe_(2)O_(3)颗粒大面积的团聚程度,并且tFe_(2)O_(3)/rGO具有更大的比表面积;石墨烯的引入降低了tFe_(2)O_(3)/CL-20热分解反应的活化能及热分解温度,但未改变其热分解机理;tFe_(2)O_(3)/rGO和tFe_(2)O_(3)使得CL-20的放热分解峰温分别提前了5.35℃和4.79℃,热稳定性降低,表明所制备的tFe_(2)O_(3)/rGO复合材料能有效催化CL-20的热分解。 展开更多

关键词 物理化学 tFe_(2)O_(3)/rGO纳米复合材料 石墨烯 CL-20 热行为

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DNTF与高聚物相容性的分子动力学模拟 被引量：1

5

作者 王生辉 巨荣辉 +2 位作者 罗一鸣 肖继军 马海霞 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期61-69,共9页

为确定高分子聚合物钝感剂和3,4⁃二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的相容性,采用分子动力学(MD)模拟方法,分别构建了DNTF与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟橡胶(F2603)、顺丁橡胶(BR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合的熔铸炸药模型,在COMPASS力场下,从... 为确定高分子聚合物钝感剂和3,4⁃二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的相容性,采用分子动力学(MD)模拟方法,分别构建了DNTF与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟橡胶(F2603)、顺丁橡胶(BR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)混合的熔铸炸药模型,在COMPASS力场下,从径向分布函数、溶度参数和Flory⁃Huggins相互作用参数3方面研究了DNTF与上述4种高分子聚合物钝感剂的相容性,揭示了共混物分子间相互作用力本质。采用真空安定性实验法对4种共混物体系的相容性进行了实验验证。结果表明:共混物中同组分的分子间径向分布函数值比两组分的分子间值低,体系溶度参数均小于3 J^(1/2)·cm^(-3/2),体系的相互作用参数值小于临界作用参数值,体系放气量均小于0.6 mL,说明DNTF与PMMA、F2603、BR和PVDF均相容,且数值模拟结果与实验结果相吻合。 展开更多

关键词 熔铸炸药 高分子聚合物 分子动力学模拟 真空安定性 相容性 DNTF

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高能稠环四嗪的性能及与硝酸酯类化合物的相容性

6

作者 郭艳 张聪 +5 位作者 肖立柏 高红旭 赵凤起 杨爱武 马海霞 黄洁 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期688-695,I0001,共9页

为了进一步研究高能稠环四嗪的应用性能,采用差示扫描量热(DSC)法和真空安定性实验(VST)对3-硝铵基-6-(1H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(TATTN)及肼盐(TATTN·N_(2)H_(4))、铵盐(TATTN·NH_(4))和羟胺盐(TATTN&#... 为了进一步研究高能稠环四嗪的应用性能,采用差示扫描量热(DSC)法和真空安定性实验(VST)对3-硝铵基-6-(1H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4,5]四嗪(TATTN)及肼盐(TATTN·N_(2)H_(4))、铵盐(TATTN·NH_(4))和羟胺盐(TATTN·NH_(3)OH)与硝酸酯类含能黏结剂的相容性进行初步研究;采用DSC法对上述相容性好的混合体系的热分解动力学进行研究。DSC研究结果表明,TATTN及其铵盐与硝化棉(NC)均相容;TATTN及其铵盐与吸收药(硝化棉和硝化甘油混合物,NC/NG)均相容;TATTN及其盐与N-硝基二乙醇胺二硝酸酯(DINA)的相容性较差,敏感,不适合使用。VST实验结果表明,TATTN及其铵盐与NC、吸收药相容。由此可见,TATTN及其铵盐能与NC和NC+NG体系相容。利用氧弹量热法测量获得TATTN、TATTN·N_(2)H_(4)、TATTN·NH_(4)和TATTN·NH_(3)OH的燃烧能,进而计算获得生成焓,分别为903.08、1175.76、902.16和1020.6kJ/mol,表明TATTN、TATTN·N_(2)H_(4)、TATTN·NH_(4)和TATTN·NH_(3)OH是具有高的正生成焓的化合物。 展开更多

关键词 物理化学 相容性 差示扫描量热法(DSC) 硝酸酯 稠环四嗪 生成焓

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DNTF与PMMA热稳定性和力学性能的分子动力学模拟

7

作者 王生辉 巨荣辉 +3 位作者 罗一鸣 肖继军 李媛媛 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期518-526,I0003,共10页

为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)热稳定性和力学性能的影响,利用分子动力学模拟(MD)研究了不同温度下DNTF(111)体系和DNTF(111)/PMMA复合体系的热稳定性(引发键长和内聚能密度)和力学性能[弹性系数(C_(ij... 为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)热稳定性和力学性能的影响,利用分子动力学模拟(MD)研究了不同温度下DNTF(111)体系和DNTF(111)/PMMA复合体系的热稳定性(引发键长和内聚能密度)和力学性能[弹性系数(C_(ij)),拉伸模量(E),体积模量(K),剪切模量(G),柯西压(C_(12)—C_(44))和泊松比];使用差示扫描量热法(DSC)进一步研究了两种体系的热稳定性。结果表明,在298~398K内,PMMA的加入使DNTF(111)体系的引发键键长减小0.016,CED(内聚能密度)增大0.05kJ/cm^(3),热分解峰温和活化能升高2℃和1.59kJ/mol。因此,PMMA被认为是改善DNTF热稳定性的有效高分子钝感剂。此外,力学性能模拟研究表明,PMMA使DNTF(111)的E、K和G降低0.58、0.32和0.22GPa,K/G提高0.04,说明PMMA也可以有效改善DNTF的力学性能。 展开更多

关键词 物理化学 DNTF PMMA 分子动力学模拟 PBX 熔铸炸药载体

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花球形DNTF的制备和性能表征

8

作者 张怡婧 陈元开 +4 位作者 王煜 李媛媛 南海 刘博 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期889-896,I0008,共9页

为提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的机械安全性,采用溶剂-非溶剂法对原料DNTF进行形貌调控并进行性能表征;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和BAM感度测试仪对DNTF... 为提高3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)的机械安全性,采用溶剂-非溶剂法对原料DNTF进行形貌调控并进行性能表征;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和BAM感度测试仪对DNTF的形貌、结构、热分解性能和安全性能进行了研究。结果表明,在非溶剂温度为20℃、搅拌速率为300r/min、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)质量浓度为2.5~3.5g/L时得到形貌规整、粒径分布均匀的花球形P-DNTF,其表观活化能相比于原料DNTF提高约28kJ/mol,热稳定性有所提高;P-DNTF的撞击能量和摩擦能量较原料DNTF分别提高2.5J和88N,表明经形貌调控后的花球形P-DNTF的机械感度降低,安全性能提高。 展开更多

关键词 物理化学 3 4-二硝基呋咱基氧化呋咱 DNTF 溶剂-非溶剂法 花球形 热分析 机械感度

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S-四嗪类含能化合物研究进展 被引量：4

9

作者 马海霞 陈湘 +3 位作者 张聪 郑婉婉 田汉文 白杨 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期407-419,共13页

综述了目前国内外S-四嗪类含能化合物的研究情况,对国内外具有代表性的研究工作进行了介绍,主要分为含能有机物、含能有机盐、含能金属盐与配合物3个方面,其中有机物和有机盐研究较多,金属盐研究较少。总结了四嗪含能化合物的设计思路... 综述了目前国内外S-四嗪类含能化合物的研究情况,对国内外具有代表性的研究工作进行了介绍,主要分为含能有机物、含能有机盐、含能金属盐与配合物3个方面,其中有机物和有机盐研究较多,金属盐研究较少。总结了四嗪含能化合物的设计思路、应用前景和待解决的问题。对称取代的1,2,4,5-四嗪化合物是目前绝大多数工作的研究目标,设计这些化合物主要依靠四嗪环上易发生亲核取代反应的特点而引入不同的含能取代基来对整体化合物的性能进行修饰和调控。通过设计合成离子盐,利用阴阳离子间的氢键相互作用可对含能化合物的稳定性进行优化。四嗪类含能材料氮含量高、分解产物清洁,在微推力和低特征信号推进剂、汽车安全气囊气体发生剂组分、绿色起爆药等方面具有良好的应用前景。不足之处在于这些化合物的放大合成研究很少,工业化基础较薄弱,且对非对称取代的1,2,4,5-四嗪化合物研究较少,在未来需要加大这些方面的研究。附参考文献70篇。 展开更多

关键词 有机化学 S-四嗪 高氮含能材料 四嗪类化合物

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石墨双炔/RDX复合物的热分解性能 被引量：6

10

作者 曾见有 赵宁宁 +4 位作者 张婷 姚二岗 赵凤起 任莹辉 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期474-483,共10页

为探究石墨双炔(GDY)对RDX热分解性能的影响,采用液相法制备出GDY,对其进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重(TG)、红外(IR)表征;采用物理混合法将不同质量分数的GDY与环三亚甲基三硝胺(RDX)复合,用差示扫描量热仪... 为探究石墨双炔(GDY)对RDX热分解性能的影响,采用液相法制备出GDY,对其进行扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)、热重(TG)、红外(IR)表征;采用物理混合法将不同质量分数的GDY与环三亚甲基三硝胺(RDX)复合,用差示扫描量热仪(DSC)测试其热行为,并用Kissinger和Ozawa法进行动力学计算;用热重/红外/质谱联用仪(TG/IR/MS)研究GDY质量分数为5%的复合样品的热分解机理;根据GJB772A-97,采用DSC法进行相容性分析;从热分解峰温和活化能角度,比较了不同炭材料对RDX热分解的影响。结果表明,升温速率10℃/min、GDY质量分数为5%时,RDX热分解峰温升高2.97℃,活化能降低10.75kJ/mol;TG/IR/MS研究表明,加入GDY后,主要气体产物种类没有发生改变,但是CH2O和N_(2)O气体产物在较低的温度下即会产生,表明GDY的加入能够促进C—N键的断裂,从而促进RDX的热分解;相容性测试表明GDY与RDX不相容;相比纯RDX,石墨烯和多壁碳纳米管(CNT)使RDX的热分解活化能分别降低59.76kJ/mol和25.6kJ/mol,降低程度高于GDY,而富勒烯(C60)则使RDX的活化能升高37.17kJ/mol。 展开更多

关键词 物理化学 石墨双炔 GDY RDX 热分解 热重/红外/质谱(TG/IR/MS) 相容性

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2D/2D BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结光催化性能 被引量：18

11

作者 张彬 胡晓云 +1 位作者 刘恩周 樊君 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第9期1519-1529,共11页

近年来,能源短缺和环境污染严重威胁人类的可持续发展.光催化技术具有绿色环保、成本低等优势,被认为是解决上述问题的最佳途径之一,其实用化的核心是开发高效可见光催化材料.石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因其物理化学性质稳定、无毒、... 近年来,能源短缺和环境污染严重威胁人类的可持续发展.光催化技术具有绿色环保、成本低等优势,被认为是解决上述问题的最佳途径之一,其实用化的核心是开发高效可见光催化材料.石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因其物理化学性质稳定、无毒、廉价及能带适宜等特点,广泛应用于光催化领域.然而,光生载流子易复合、比表面积小等问题不利于其实际应用,构建g-C_(3)N_(4)基2D/2D异质结不仅能促进载流子有效分离,而且能为反应提供更多表面空间环境,是提高g-C_(3)N_(4)催化活性的有效途径.目前,Ⅰ型和Ⅱ型异质结虽能促进电荷分离,但降低了电荷参与表面反应的电势;而S型异质结电荷转移机制遵循热力学和动力学规律,能很好保留高氧化还原能力的电子和空穴,因而备受关注.当前,开发S型g-C_(3)N_(4)基2D/2D异质结有助于发展高效光催化体系.本文首先以三聚氰胺为前驱体,通过二次高温煅烧得到2D g-C_(3)N_(4)纳米片;随后,以Bi(NO3)3·5H2O和KBr为反应物,乙二胺和水为溶剂,借助室温原位自组装法获得一系列不同质量比的BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结.研究表明,BiOBr均匀分布于g-C_(3)N_(4)表面形成具有良好接触界面的2D/2D异质结,而且BiOBr/g-C_(3)N_(4)比表面积可提高至g-C_(3)N_(4)的2.4倍.当BiOBr与g-C_(3)N_(4)质量比为1.5:1时,可见光照射30 min,30 mg复合样品可将浓度为10 mg·L^(-1)的RhB(100 mL)几乎全部降解,降解过程符合一级反应动力学,降解速率是g-C_(3)N_(4)的48.2倍.此外,该体系具有一定的光催化析氢活性及良好的循环稳定性.X射线光电子能谱、紫外光电子能谱、莫特肖特基、电化学阻抗谱分析及活性物种捕获等实验结果表明,由于还原性半导体g-C_(3)N_(4)与氧化型半导体BiOBr费米能级不同,二者接触时,电子从费米能级高的g-C_(3)N_(4)转移至费米能级低的BiOBr,在复合材料界面产生强的内建电场,借助带边弯曲和库仑力共同作用,形成了具有S型电荷转移途径的2D/2D BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结.在光照条件下,g-C_(3)N_(4)价带空穴能与BiOBr导带电子快速复合(一般认为是无用的电荷),从而使具有高反应活性的g-C_(3)N_(4)导带电子与BiOBr价带空穴参与表面反应,有效提高了体系的催化活性.综合本文及其他相关研究可知,在由氧化型和还原型半导体组成的异质结中,S型电荷转移机制具有一定普适性,可指导开发高效光催化体系以解决能源和环境问题. 展开更多

关键词 BiOBr/g-C_(3)N_(4) 2D/2D 光催化降解罗丹明B 光产氢 S型异质结

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等离子体共振协同S-scheme电荷转移促进W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S高效光催化产氢 被引量：3

12

作者 薛文华 孙红莉 +3 位作者 胡晓云 白雪 樊君 刘恩周 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第2期234-245,共12页

硫化锌镉(Cd_(1-x)Zn_(x)S,0<x<1)固溶体作为一种可见光响应光催化剂,因能带结构可调和光解水产氢活性优异而备受关注.如何进一步拓展Cd_(1-x)Zn_(x)S太阳光响应范围,提高光生电子与空穴利用效率是当前的研究热点.本文采用溶剂热... 硫化锌镉(Cd_(1-x)Zn_(x)S,0<x<1)固溶体作为一种可见光响应光催化剂,因能带结构可调和光解水产氢活性优异而备受关注.如何进一步拓展Cd_(1-x)Zn_(x)S太阳光响应范围,提高光生电子与空穴利用效率是当前的研究热点.本文采用溶剂热法分别制备了Cd_(0.5)Zn_(0.5)S纳米棒和W_(18)O_(49)纳米颗粒,然后借助超声辅助静电自组装策略成功获得具有紫外-可见-近红外光响应的W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S异质结.分析表明,W_(18)O_(49)晶格氧空位周围过量自由电荷的集体振荡,引起强烈的局域表面等离子体共振(LSPR)吸收现象,使其对500~800 nm范围的光产生明显吸收,使体系具有紫外至近红外光响应能力;而且W_(18)O_(49)作为一种氧化型半导体材料,可与还原型Cd_(0.5)Zn_(0.5)S半导体之间形成S-scheme异质结,在内建电场、能带弯曲和静电相互作用下有效促进了光生电子和空穴的分离,并能保留强的氧化还原能力.对比实验发现,常温下以Na_(2)S/Na_(2)SO_(3)为牺牲剂,全光谱照射下,20%-W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S的产氢速率可达147.7mmol·g^(-1)·h^(-1),是Cd_(0.5)Zn_(0.5)S纳米棒单体的2.1倍;可见光下,复合样品的产氢活性约为Cd_(0.5)Zn_(0.5)S单体的1.89倍;近红外光下,Cd_(0.5)Zn_(0.5)S单体无产氢活性,而异质结的产氢速率约为0.2 mmol·g^(-1)·h^(-1).进一步对样品波长依赖性研究发现,当365、400、450 nm的入射光仅能引起W18O49和Cd0.5Zn0.5S的带间激发时,它们的复合样品比Cd_(0.5)Zn_(0.5)S表现出更优异的产氢活性;当λ=550、600、650 nm以及>800 nm的入射光仅能引起W_(18)O_(49)的LSPR效应时,Cd_(0.5)Zn_(0.5)S单体无活性,而W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S仍具有较高的催化性能、但随着波长的增大产氢速率逐渐降低,与复合样品瞬态光电流强度的变化趋势吻合良好.以上结果表明,W_(18)O_(49)与Cd_(0.5)Zn_(0.5)S二者形成的S-scheme界面异质结有效抑制了光生载流子的表面复合,且当入射光不足以引起带间激发时,W_(18)O_(49)的LSPR效应产生的"热电子"可有效注入到Cd_(0.5)Zn_(0.5)S,从而引起表面催化反应.进一步研究发现,当将反应温度从25提高到60°C时,20%-W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S在全光谱下的产氢速率可提高到306.1mmol·g^(-1)·h^(-1),表明温度对光催化产氢过程具有不可忽视的影响,可通过增强表面反应速率显著提高产氢活性.总之,本文通过一种简便方法获得了具有紫外-可见-近红外响应的S型W_(18)O_(49)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S异质结光催化剂,详细对比了不同波段下样品的光电特性及催化活性,最终在S-scheme电荷转移机制和LSPR"热电子"注入过程的协同作用下,复合样品活性比Cd_(0.5)Zn_(0.5)S单体有了明显提高. 展开更多

关键词 S型异质结 氢气 等离子体材料 W_(18)O_(49) 硫化锌镉

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Al/PVDF-Al/CuO/PVDF层间堆积多层膜的制备及其燃烧性能研究 被引量：1

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作者 陈苏杭 秦钊 +3 位作者 李辉 马海霞 赵凤起 徐抗震 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期745-752,共8页

为了研究Al/CuO铝热剂的高能量释放速率对Al/PVDF薄膜燃烧性能的影响,采用静电喷雾沉积法将Al/CuO/5%PVDF或Al/CuO/10%PVDF铝热剂与Al/PVDF薄膜原位层间堆积得到多层复合薄膜,通过调控Al/CuO/PVDF铝热剂的组成结构和厚度来调控该薄膜的... 为了研究Al/CuO铝热剂的高能量释放速率对Al/PVDF薄膜燃烧性能的影响,采用静电喷雾沉积法将Al/CuO/5%PVDF或Al/CuO/10%PVDF铝热剂与Al/PVDF薄膜原位层间堆积得到多层复合薄膜,通过调控Al/CuO/PVDF铝热剂的组成结构和厚度来调控该薄膜的燃烧性能,获得了该多层薄膜的线性燃速、可视化火焰温度和归一化热密流随铝热剂组成和厚度的变化规律。结果表明,铝热剂的组成和厚度直接决定薄膜的燃速大小和燃烧传热方式,除了Al/PVDF-Al/CuO/5%PVDF 3层薄膜表现为对流燃烧,燃速(104±10)cm/s,火焰温度2700K,其他多层薄膜的燃速只有5.5~12.0cm/s、火焰温度只有1570~1700K,Al/PVDF层对Al/CuO/5%PVDF或Al/CuO/10%PVDF层的紧密约束将铝热剂燃烧的对流传热方式可能转化为热传导和热辐射传热。Al-PVDF反应和Al-CuO反应之间的相互作用削弱了Al/CuO/PVDF铝热剂的高能量密度和高能量释放速率优势。 展开更多

关键词 物理化学 Al/PVDF Al/CuO/PVDF铝热剂 纳米铝粉 静电喷雾沉积 可视化火焰温度

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顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO相互作用的密度泛函研究

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作者 贾睿 杨秀荣 +2 位作者 金波 赵凤起 徐抗震 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期602-609,共8页

为了考察[60]富勒烯衍生物的抗氧化性能,采用密度泛函理论计算方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO之间的相互作用;对7种不同相互作用体系构型进行几何优化、能量计算、电子性质分析、Wiberg键级... 为了考察[60]富勒烯衍生物的抗氧化性能,采用密度泛函理论计算方法,在6-311G(d,p)基组水平上研究了顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO之间的相互作用;对7种不同相互作用体系构型进行几何优化、能量计算、电子性质分析、Wiberg键级分析和独立梯度模型分析。结果表明,NO与顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物相互作用的本质是由色散力主导的范德华弱相互作用;NO以物理形式吸附在顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物表面和笼型结构内部,且以N原子端为主;结合能绝对值排序为VII′>IX′>II′>IV′>III′>I′>V′>VI′>VIII′,相比[60]富勒烯,顺-2双(苯并呋喃)[60]富勒烯衍生物与NO分子发生更强的物理吸附,[60]富勒烯的化学修饰显著提高了其抗氧化性能。 展开更多

关键词 量子化学 密度泛函理论 顺-2双(苯并呋喃)60富勒烯衍生物 NO 富勒烯衍生物

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光伏相变系统温控特性及散热结构优化设计

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作者 李昊琦 魏利平 +1 位作者 庄子贤 郑茂盛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期57-63,共7页

针对光伏相变(PV-PCM)热管理系统建立数值模型,与实验结果对比验证模型的有效性。在此基础上,研究24 h内不同复合PCM物性参数(相变温度、膨胀石墨质量分数和厚度)对太阳电池温度的变化规律,利用正交实验法和直观分析法研究最高温度、高... 针对光伏相变(PV-PCM)热管理系统建立数值模型,与实验结果对比验证模型的有效性。在此基础上,研究24 h内不同复合PCM物性参数(相变温度、膨胀石墨质量分数和厚度)对太阳电池温度的变化规律,利用正交实验法和直观分析法研究最高温度、高于45℃与41℃的时长和入夜后低于35℃的时长的影响。进一步模拟不同类型和数量的散热翅片对太阳电池工作温度的影响,优化PV-PCM系统的散热结构。研究显示,使用内向翅片的散热结构和相变温度为40.2℃、膨胀石墨质量分数为15%、厚度为40 mm的复合PCM,可使太阳电池的最高工作温度最小,其值约为42℃。 展开更多

关键词 太阳电池 相变材料 数值模拟 温度 散热

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