刘亚子
,
丁珊珊
,
徐坚
,
张华阳
,
杨绍贵
,
段晓光
,
孙红旗
,
王少彬
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62845-6
化石燃料的迅速消耗导致环境污染与能源危机日益加剧.太阳能高效利用与转换是解决该难题的有效途径之一.在众多光催化剂中,TiO2因其高催化活性、高稳定性、低毒性以及低成本等优势而普遍受到关注,但TiO2存在着带隙过宽而无法利用可见光的缺陷,严重制约了其在光催化方向的实际应用.核壳型复合纳米材料具有较大的比表面积、较高的光吸收能力以及所吸附的污染物分子易于从吸附面扩散到光致降解面等特点,而表现出较强的有机污染物吸附性能以及良好的光催化活性.以磁体材料为核将TiO2包覆于磁体表面,可以制备具有磁分离特性的磁载光催化剂.而铁酸铋作为一种在室温下同时具有铁电性和铁磁性的钙钛矿型材料,由于其较窄的带宽(2.1 eV)在可见光催化氧化方面也受到了极大的关注.本文首先通过柠檬酸自燃烧法制备了可磁性分离的BiFeO3粉体,再以水解沉淀法将TiO2包裹在BiFeO3前驱体上形成了不同质量比(1:1,1:2,2:1)的核壳结构的BiFeO3@TiO2复合粉体,并以甲基紫为例,对其在紫外光和可见光照射下的光催化性能分别展开了研究.结果表明,BiFeO3@TiO2复合粉体的光催化性能较单独的BiFeO3或TiO2均有所提升.其中质量比为1:1的BiFeO3@TiO2复合粉体(TiO2壳层厚度为50–100 nm)展现出最强的光催化氧化活性,且在可见光下有更高的光催化效率.经表征分析,该复合粉体光催化性能高的原因可能归结于BiFeO3与TiO2两者之间形成了p-n异质结界面,有效地提高了电荷载流子的传输分离效率,同时BiFeO3较窄的禁带宽度拓展了纳米TiO2的光谱吸收范围,增强其光吸收能力.光电化学Mott-Schottky测试结果进一步证实:BiFeO3粉体在与TiO2复合之后,其电荷载流子传输与供体密度均有显著提升.自由基猝灭实验表明,在甲基紫光催化降解中起主要作用的为羟基自由基与光生电子,并结合能带理论与自建电场理论对降解机理进行了阐述.进一步研究表明,甲基紫降解效果最优条件为:复合粉体的投加量为1 g/L,甲基紫初始浓度为10 mg/L,初始pH为5.另外,质量比1:1的BiFeO3@TiO2对甲基橙和刚果红染料废水也具有较好的降解效果,表现出良好的工业应用前景.
关键词:
铁酸铋
,
二氧化钛
,
核壳结构
,
降解
,
光催化
,
可见光
梁向雨
,
林莉
,
陈军
,
丁珊珊
,
李喜孟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.3.015
针对孔隙率为4.08％和4.20％,孔隙长度尺寸范围分别为6.34 ～ 216.78μm,6.34 ～ 722.25μm的两组碳纤维增强复合材料试样,依据基于随机介质理论和统计学方法建立随机孔隙模型(Random Void Model,RVM)的思想,研究了孔隙建模原理和方法.将孔隙按照长度进行分级,分别建立对应不同尺寸级别的孔隙模型,然后将各个级别的孔隙模型进行叠加.与金相照片对比结果表明,采取分级孔隙建模思想得到的孔隙模拟结果与实际孔隙形貌之间的几何相似度很高,为后续数值计算提供了模型基础.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
孔隙
,
随机孔隙模型
,
分级
丁珊珊
,
罗忠兵
,
陈军
,
刘欢
,
林莉
复合材料学报
针对超声波在含有多孔隙的复合材料中传播时,邻近孔隙超声散射波之间相互作用和散射衰减机制尚未澄清的问题,对孔隙率为7.47％的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)采用时域有限差分方法进行数值计算,对比研究了CFRP层板中不同尺寸范围二维真实形貌孔隙及圆形孔隙对应的超声散射衰减系数.结果表明,对于横向尺寸m≤λ/8、λ/8＜m≤λ/3的小孔隙及中孔隙,其散射波之间的相互作用可削弱整体超声散射衰减,而尺寸为λ/3＜m＜ 2λ/3大孔隙的存在则会使超声波散射衰减增强.相同孔隙率情况下,圆形孔隙对应的超声散射衰减系数αs普遍小于真实形貌孔隙的αs.对于孔隙横向尺寸满足m＜ 2λ/3的情况,大尺寸孔隙以及长条形孔隙的存在,整体上会使超声波散射衰减加重.
关键词:
CFRP
,
孔隙
,
真实形貌
,
数值模拟
,
超声散射衰减
