国家自然科学基金(51206002)
- 作品数：42 被引量：239H指数：10
- 相关作者：张浩黄新杰刘秀玉张浩朱庆明更多>>
- 相关机构：安徽工业大学教育部中国科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金安徽省高等学校优秀青年人才基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程化学工程建筑科学动力工程及工程热物理更多>>
- 基于正交设计与BP神经网络优化制备Cu-Ce/TiO_2的预测模型被引量：13
- 2015年
- 采用过渡金属Cu和稀土金属Ce对TiO2进行改性。为获取高效的甲醛气体去除率,运用正交实验设计结合BP神经网络优化TiO2的改性方案。以Cu-Ce掺杂负载量、Cu-Ce摩尔比和烧结温度为正交实验设计因子,每个因子各取3个水平,以光催化甲醛气体的降解效率为目标因子,编制3因素4水平正交设计表。结合BP网络强大的函数拟合功能,以正交设计表中3因素为网络输入层,以光催化甲醛气体的降解效率为网络输出层,建立BP神经网络优化模型,并通过该模型进行预测和优选,得到最佳的活性炭改性方案。即Cu-Ce掺杂负载量为2.92%、Cu-Ce摩尔比为1∶1和烧结温度为517℃。此时光催化甲醛气体的降解效率为61.60%,与预测值59.47%的相对误差为3.46%。
- 张浩刘守城胡义黄新杰任崴
- 关键词：TIO2CUCE正交设计BP神经网络
- Cu-Ce/TiO_2的制备及其在室内甲醛气体中的光催化性能被引量：13
- 2014年
- 利用环境测试舱模拟室内环境,通过设计正交实验,采用"极差分析"法对制备出的一系列的Cu-Ce/TiO2光催化效果进行分析。利用X射线衍射仪、扫描电镜仪和紫外-可见分光光谱仪,对微晶尺寸、晶相结构与光学性能进行分析。结果表明:Cu-Ce掺杂负载量、Cu-Ce摩尔比和烧结温度三因素对Cu-Ce/TiO2光催化效果影响的程度相互独立,即:Cu-Ce掺杂负载量>Cu-Ce摩尔比>烧结温度,当A3=3%、B3=1∶1和C2=500℃,得到优方案A3B3C2。掺杂Cu、Ce可以在TiO2晶体内形成锐钛型和金红石型的混晶结构,提高吸附能力,减少表面光生电子与光生空穴的复合,并且促进锐钛矿相向金红石相的转变,抑制晶粒增长,使光吸收带边发生红移。
- 张浩何兆芳黄新杰
- 关键词：CUCE甲醛气体TIO2光催化
- 复合乳化剂作用下相变调湿复合材料的性能和机理被引量：1
- 2019年
- 以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠合成不同配方的复合乳化剂,与SiO 2为载体材料,棕榈醇-棕榈酸-月桂酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备一系列相变调湿复合材料。利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和动态水分吸附分析仪研究不同复合乳化剂配方对相变调湿复合材料粒度分布、微观形貌、组成结构、热性能与湿性能的影响,分析复合乳化剂对相变调湿复合材料热性能与湿性能的影响机理。结果表明:以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂制备具有良好热性能与湿性能的相变调湿复合材料,其相变材料质量分数达到70.34%~74.00%,在相对湿度为40%~60%之间的湿容量为0.0361~0.0390g/g。以司盘-80、吐温-80和十二烷基硫酸钠为复合乳化剂有效改善相变调湿复合材料的粒度分布与均匀程度,并且提高相变调湿复合材料的分散性。
- 张浩李海丽
- 关键词：复合乳化剂粒度分布微观形貌热性能
- 相变储湿复合材料及其应用研究进展被引量：3
- 2021年
- 人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平。因此,在大力发展新能源的同时,着力研发具有"自身被动调节能力"的新材料具有十分重要的意义。相变储湿复合材料是一种具有相变调温性能和储湿调湿性能的复合材料,它在建筑墙体材料领域具有大规模商业应用的潜力。本文首先对相变储湿复合材料的作用原理、相变材料的封装技术、调湿材料的分类与选择等方面作了简要的介绍;并就相变储湿复合材料在建筑墙体材料中的应用情况进行了具体的分析,详细指出了双壳微纳米相变胶囊、多元脂肪酸/SiO_(2)相变储湿复合材料和癸酸-棕榈酸@Ce-La/TiO_(2)复合材料的特点,详细评述了相变储湿复合材料存在的主要问题及其研究现状。在此基础上,指出优化相变储湿复合材料的耐久性、开发多功能型相变储湿复合材料是相变储湿复合材料未来的主要发展方向。
- 张浩臧君杰李海丽宗志芳
- 关键词：建筑墙体材料节能
- 基于FTIR与XRD的改性脱硫灰取代部分炭黑制备复合橡胶的补强机理研究被引量：3
- 2019年
- 脱硫灰是半干法脱硫的主要副产品,其利用难度大且成本高,导致大量脱硫灰以直接堆放和填埋的方式处理,不但造成环境污染,而且浪费潜在资源。炭黑(8000元·t^-1)与白炭黑(6000元·t^-1)是常用的橡胶补强填料,生产工艺繁杂,消耗大量能源和资源,导致成本较高。面对上述问题,如何利用脱硫灰开发一种价格低廉的无机橡胶补强填料,既是固体废弃物高附加值利用的重要途径之一,也是橡胶企业大幅降低填料成本提高经济效益的重要途径之一。由于脱硫灰属于无机材料,橡胶属于有机材料,为了更好的降低脱硫灰界面与橡胶界面(无机界面/有机界面)的不相容性,需要对脱硫灰进行化学改性处理,以提高脱硫灰代替部分炭黑制备橡胶的力学性能。该研究创新性以硅烷偶联剂Si69、硅烷偶联剂KH550与脱硫灰制备改性脱硫灰,然后以改性脱硫灰取代部分炭黑制备复合橡胶。根据国家与行业标准测试复合橡胶的力学性能,如拉伸强度、撕裂强度和硬度。利用扫描电子显微镜(SEM)对复合橡胶的微观形貌进行测试与分析,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性脱硫灰的组成结构进行测试与分析,X射线衍射仪(XRD)对改性脱硫灰的矿物组成进行测试与分析,以揭示硅烷偶联剂Si69与硅烷偶联剂KH550协同对脱硫灰的改性机理,以及改性脱硫灰对复合橡胶的补强机理。结果表明:采用硅烷偶联剂KH550与硅烷偶联剂Si69协同改性脱硫灰,其取代炭黑的增强效果最佳,即复合橡胶的拉伸强度为20.36MPa、撕裂强度为45.71kN·m^-1和邵尔A硬度为66;硅烷偶联剂KH550与硅烷偶联剂Si69协同改性脱硫灰,不仅保持脱硫灰依然良好的碱性,有利于对复合橡胶起到增强效果;而且可以改善脱硫灰的表面特性与结构,提高改性脱硫灰与丁苯橡胶的无机界面/有机界面相容性。
- 张浩张浩
- 关键词：复合橡胶炭黑FTIRXRD
- 基于傅里叶红外光谱的生物质环境协调功能材料制备机理及性能研究被引量：7
- 2017年
- 以废弃核桃壳为载体材料、癸酸为相变材料,采用微波加热法制备癸酸/多孔活性炭功能材料。采用傅里叶红外光谱仪对癸酸/多孔活性炭功能材料制备过程各阶段的合成物质进行测试,即活性炭前驱体制备阶段、多孔活性炭制备阶段和癸酸/多孔活性炭功能材料制备阶段。研究癸酸/多孔活性炭功能材料制备过程中多孔活性炭复杂网络结构形成机理、癸酸嵌入方式、癸酸与多孔活性炭的嵌合机理,阐明微波加热法制备癸酸/多孔活性炭功能材料的相关机理。同时采用动态水分吸附分析仪、差示扫描量热仪和环境测试舱对癸酸/多孔活性炭功能材料的湿性能、热性能和吸附性能进行测试。结果表明:癸酸/多孔活性炭功能材料具有发达的孔结构和复杂的网络结构,其中部分孔隙吸附癸酸,部分孔隙吸附甲醛分子,孔隙表面具有亲水性的官能团吸附水分子。癸酸/多孔活性炭功能材料具有较好的湿性能、热性能和吸附性能,其在相对湿度40%~60%,平衡含湿量为0.063 1~0.257 0g·g^(-1);相变温度为27.42~33.96℃,相变焓为52.14~52.67J·g^(-1);经过4h对甲醛气体的吸附效率为50.57%。
- 张浩
- 关键词：傅里叶红外光谱生物质环境协调功能材料
- FTIR与XRD的均匀粒度分布Ce-Cu/TiO2空心微球制备机理研究被引量：2
- 2019年
- 随着社会经济的发展,环境空气品质已经成为研究热点。 TiO 2是一种化学稳定性高,耐腐蚀性强,对人体无毒无害的N型半导体材料。利用TiO 2的光催化性能提高室内环境空气品质已经成为研究焦点,但是由于TiO 2只能在紫外光源下才具有较高的光催化效率,而在可见光源下的光催化效率较低,从而极大的限制了TiO 2在室内环境领域的发展。因此,研发在可见光源下具有良好光催化性能的TiO 2复合材料势在必行。利用元素掺杂改性技术与提高比表面积方法可以改善光催化反应过程中量子效率和对光能的利用率,以加快电子和空穴向表面迁移的速率同时降低光生载流子的复合机率。以二氧化硅SiO 2为模板、聚乙烯吡咯烷酮为成膜剂、硝酸铈Ce(NO 3) 3·6H 2O和硝酸铜Cu(NO 3) 2·3H 2O为改性剂采用溶胶-凝胶法制备均匀粒度分布的Ce-Cu/TiO 2空心微球,并将制备过程分为四个阶段,即纳米SiO 2球模板的制备、 Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球凝胶的制备、 Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球的制备和Ce-Cu/TiO 2空心微球的制备。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)与X射线衍射仪(XRD)对Ce-Cu/TiO 2空心微球的制备过程各阶段生成物进行测试与分析,即在纳米SiO 2球模板的制备阶段从微观角度研究纳米SiO 2球模板的搭建过程,在Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球凝胶的制备阶段研究TiO 2附着于纳米SiO 2球模板的过程,在Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球的制备阶段研究煅烧工艺对Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球中晶相与结构的影响,在Ce-Cu/TiO 2空心微球的制备阶段研究氢氧化钠溶液对Ce-Cu/TiO 2-SiO 2复合微球中纳米SiO 2球模板洗涤效果的影响。利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对Ce-Cu/TiO 2空心微球的光响应性能进行测试与分析,以研究Ce-Cu/TiO 2空心微球对可见光源的利用效率。利用激光粒度分析仪(LPSA)与扫描电子显微镜(SEM)对Ce-Cu/TiO 2空心微球的粒度分�
- 张浩张浩刘秀玉
- 关键词：空心微球FTIRXRD
- 基于XRD与SEM研究风淬渣微粉用于重金属污染土壤的修复机理被引量：12
- 2021年
- 钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物,其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。由于技术的局限,导致我国钢渣利用率较低,仅为年钢渣产量的10%,同时加之管理制度的不健全,导致钢渣大量露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量形成严重影响。面对上述问题,利用钢渣开发一种价格低廉的固化药剂用于重金属污染土壤的修复,既是冶金固体废弃物可持续发展的重要途径之一,也是大幅降低重金属污染土壤修复成本的重要途径之一。该研究创新性是用风淬渣微粉作为固化药剂对含有Cd,Cu,Pb,Ni和Zn的重金属污染土壤进行修复。研究了风淬渣粉磨时间、风淬渣微粉掺量和养护时间对修复重金属污染土壤效果的影响。利用激光粒度分析仪测试风淬渣微粉的粒度分布、比表面积与孔隙度吸附仪测试风淬渣微粉的孔结构、扫描电子显微镜测试风淬渣微粉-重金属污染土壤混合物的微观形貌、X-射线衍射仪测试风淬渣微粉的矿物成分,分析风淬渣微粉修复重金属污染土壤的机理。结果表明,风淬渣的性质安全,对生态环境不存在污染,可以用于修复重金属污染土壤的固化技术。当风淬渣粉磨时间为100 min、风淬渣微粉掺量为20%、养护时间为14 d时,风淬渣微粉对重金属污染土壤中Cu,Cd,Ni,Zn和Pb的固化效果均达到91%以上。随着风淬渣粉磨时间的延长,风淬渣微粉的粒径尺寸减小、粒度分布趋向均匀。风淬渣的多孔结构破坏、比表面积提高,有利于提高风淬渣微粉对重金属污染土壤的修复效果。随着风淬渣微粉掺量的增加,风淬渣微粉形成的水化凝胶(C—S—H)数量增加,有利于提高风淬渣微粉包裹重金属污染土壤的效果,以达到固化重金属污染土壤中Cd,Cu,Pb,Ni和Zn的目的。风淬渣微粉对固化重金属污染土壤中Cu,Cd,Ni,Zn和Pb具有选择性,在不同养护时间下,重金属分别以Cd2SiO4,Cu
- 张浩于先坤徐修平杨刚
- 关键词：重金属污染土壤
- 不同宽度及密度的保温材料EPS的火焰蔓延及燃烧特性被引量：6
- 2016年
- 对密度为18和25 kg/m^3的保温材料模塑聚苯乙烯(EPS),在不同宽度下进行小尺寸燃烧特性实验,考察了池火区长度、火焰高度及火蔓延速度等.结果表明,EPS火焰蔓延过程中,火焰形态包括典型形态、逆向形态及重合形态;宽度为8 cm的试样火焰蔓延稳定性较差,逆向形态及重合形态更多.不同宽度、密度18 kg/m^3的EPS的平均池火长度均大于密度25 kg/m^3的EPS,主要是由于EPS密度越小其火蔓延速度越大.密度18 kg/m^3的EPS由于孔隙中空气的助燃作用,火蔓延速度约为密度25 kg/m^3的EPS的2倍.EPS材料表面火焰区平均火焰高度主要受宽度影响,而池火区平均火焰高度主要受池火区长宽比影响.
- 赵杰黄新杰刘伟张英孙金华
- 不同宽度及放置角度下聚甲基丙烯酸甲酯的燃烧传热特性被引量：5
- 2017年
- 研究了宽度分别为2 cm、3 cm、5 cm和8 cm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在放置角度为0°、15°、30°和45°的情况下燃烧传热特性。通过图像分析、红外热像、热电偶测温等技术对火焰形态及燃烧特性参数(火蔓延速度、火焰倾角、火焰高度以及火焰温度等)进行了表征。研究发现,有机玻璃燃烧过程中,热解前锋呈现出U型的特点,宽度越大,其U型演变时间越长。放置角度越大时,火蔓延速度对宽度的敏感性越大,即宽度越大火蔓延速度越大。这主要由于,随着宽度和放置角度的增加,火焰倾角变得越来越小,火焰与材料表面更加贴近,从而促进热量的传递。研究同样发现,在相同放置角度下,平均火蔓延速度受平均火焰高度以及上下波动程度的影响;火焰温度基本上不受宽度影响等特点。
- 黄新杰刘伟陈功建张英孙金华
- 关键词：聚甲基丙烯酸甲酯
