全部分类/
科学普及/
中国粉体技术

中国粉体技术

2026年01期

扫码免费借阅

目录

快速导航

颗粒性能 | 多孔材料吸附分离氟代烃的研究进展

颗粒性能 | 多孔材料吸附分离氟代烃的研究进展

摘要：【目的】为了突破限制我国半导体产业发展的电子特种气体（特气）的高效、低成本生产等关键“卡脖子”问题，开展多孔材料吸附分离氟代烃的研究，实现关键氟代烃体系的提纯。【研究现状】总结通过活性炭、碳分子筛、金属有机框架等多孔材料对 CF4,C2F6,C3F8 等氟代烃体系进行吸附分离的最新研究进展；多孔材料吸附分离具有操作简单、条件温和、对痕量杂质去除效率高等优点，能够满足氟代烃电子特气的现有纯度要求，多孔材料吸附分离法可以在较低能耗的情况下获得高纯度的氟代烃。【结论与展望】多孔材料在单组分的吸附量和混合气体的选择性2项关键参数上能够取得良好的效果；理论计算为寻找合适的多孔材料吸附剂提供指导，理论计算的工作重点集中于 CF4 分离体系，缺少针对双碳或多碳氟代烃分离体系的研究；虽然有一些国内外学者尝试将多孔材料用于氟代烃电子特气的工业化生产，但还处于比较初级的阶段；后续研究须加强与理论计算的结合，实现多孔材料的理性设计与选择，同时应逐渐偏向于工业生产背景，实现多孔材料吸附分离氟代烃的工业应用。
颗粒性能 | 聚偏氟乙烯压电粉体改性方法及其在柔性可穿戴传感器件领域的应用

颗粒性能 | 聚偏氟乙烯压电粉体改性方法及其在柔性可穿戴传感器件领域的应用

摘要：【目的】为了使聚偏氟乙烯（polyvinylidenefluoride,PVDF)更好地应用于可穿戴电子领域，分析提高PVDF粉体压电系数 d₃₃ 的方法，以推动改性PVDF粉体在可穿戴传感中的应用。【研究现状】综述利用化学共聚和物理共混手段对PVDF进行改性的方法，在化学共聚方面，主要通过偏氟乙烯与三氟乙烯、六氟丙烯等单体进行共聚，利用空间位阻诱导偶极取向提高PVDF粉体压电系数 d₃₃ ；在物理共混方面，主要通过向PVDF基体中引入钛酸钡、锆钛酸铅、氧化锌等具有高压电系数 d₃₃ 的纳米颗粒或陶瓷粉体提高PVDF粉体压电系数 d₃₃ ；此外，通过3D打印、静电纺丝、高压极化等工艺也可进一步提高PVDF粉体压电系数 d₃₃ ；探讨基于改性PVDF粉体制备的柔性可穿戴传感器件的应用领域。【结论与展望】提出通过化学共聚、物理共混及先进加工工艺的协同优化，可有效提升PVDF粉体的压电系数 d₃₃ 并实现功能集成，为开发高性能PVDF基柔性传感器奠定了材料基础；认为通过PVDF粉体压电系数 d₃₃ 的提高，具有高压电性的PVDF基多模态柔性可穿戴传感器在运动监测、健康管理等方面具有巨大的潜力。
颗粒性能 | 基于MXene与还原氧化石墨烯的石英晶体微天平氨气传感器

颗粒性能 | 基于MXene与还原氧化石墨烯的石英晶体微天平氨气传感器

摘要：【目的】研究石英晶体微天平氨气传感器，实现对食物腐败产生的氨气的快速、高响应检测。【方法】设计并制备基于MXene与还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)复合薄膜的石英晶体微天平（quartzcrystal microbalance，QCM)传感器，采用扫描电子显微镜对MXene-rGO复合敏感膜的表面形貌与微观结构进行分析；使用石英晶体微天平传感平台测试技术对该传感器对氨气的灵敏度、线性度、长期稳定性等动态响应特性进行测试分析，并进一步研究其在实际食物腐败检测中的应用效能。【结果】MXene-rGO复合薄膜表征显示MXene与rGO复合良好，MXene-rGO复合薄膜传感器的响应拟合直线斜率达11.7356，线性度拟合系数 R² 达0.98925，在35d的测试中传感器响应未发生明显变化，长期稳定性优异。【结论】MXene-rGO复合薄膜对氨气吸附性强，具有良好的重复性和长期稳定性，能够应用于食物腐败检测中。
颗粒性能 | 颗粒声凝并微观动力学离散元模型及数值模拟

颗粒性能 | 颗粒声凝并微观动力学离散元模型及数值模拟

摘要：【目的】为了弥补现有声凝并微观动力学模型的不足，构建在多机制耦合作用下的改进的颗粒声凝并动力学离散元模型，提高颗粒微观动力学行为预测的准确性。【方法】采用离散元方法研究驻波声场中颗粒间相互作用的过程；对在声尾流与互散射效应耦合作用下的气相速度进行修正，建立改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型；将基于传统模型和改进模型得到的模拟结果与实验结果进行对比，验证所提出的改进模型的准确性，进而探究颗粒初始位置对2个颗粒声凝并时间的影响。【结果】改进模型不仅能够准确预测颗粒碰撞时间，还能完整再现实验中观测到颗粒相互靠近直至声凝并形成稳定颗粒团并继续运动的全过程；对于初始位置在2个相邻波节点之间的颗粒，粒径较大的颗粒发生声凝并的初始位置区间更大，声凝并时间更短；颗粒的声凝并时间随初始位置的变化呈对称性，颗粒初始位置越靠近波腹点，声凝并时间越短。【结论】与传统模型相比，改进的颗粒声凝并微观动力学离散元模型具有更高的精度。
颗粒性能 | 三维锌阳极在水系锌离子电池中的研究进展

颗粒性能 | 三维锌阳极在水系锌离子电池中的研究进展

摘要：【目的】为了解决水系锌离子电池中锌金属阳极存在的枝晶生长、析氢反应以及锌金属腐蚀等副反应，研究可以实现水系锌离子电池的高可逆性和稳定循环性能，进一步促进水系锌离子电池实现更广泛的商业应用。【研究现状】概括锌阳极在锌离子水溶液中的储能机制，综述水系锌离子电池中三维锌阳极的设计构型、枝晶的抑制作用机制及其电化学性能等方面的研究进展。【结论与展望】提出不同三维锌阳极的构建策略，认为构建三维锌阳极是显著提高电化学性能的有效策略，能够解决锌阳极存在的枝晶生长、析氢反应以及锌金属腐蚀等问题。
流态化 | 片帮落煤堆积对煤破碎及链传动影响的仿真

流态化 | 片帮落煤堆积对煤破碎及链传动影响的仿真

摘要：【目的】分析片帮落煤冲击作用机制，探讨片帮落煤堆积对煤料破碎及刮板输送机链传动系统动态性能的影响，以实现复杂工况下刮板输送机运行特性的全面评估。【方法】基于离散元法与多体动力学耦合仿真，建立刮板输送机刚散耦合模型；通过模拟不同强度的片帮落煤和下落姿态，探究片帮落煤堆积后煤岩颗粒破碎规律；结合链传动系统的动力学响应，分析刮板及链条张力波动原因。【结果】片帮落煤强度越低，片帮落煤破碎越严重；在片帮落煤岩体完整性(龟裂)系数为0.15时，造成系统z方向受力达3601.3N，冲击波动显著；破碎颗粒进入刮板与上下槽帮缝隙，导致x方向受力波动；片帮落煤垂直下落煤料碎裂程度最轻，下落姿态对动力学响应的影响表现为不同方向的冲击程度变化，正常与反转下落造成刮板与链环z方向受力较大；片帮落煤垂直下落冲击中板，会导致链条向两侧扩张，小颗粒破碎后堵塞中板与链环缝隙是引发 x 方向受力波动的主要原因。【结论】低强度片帮落煤及不对称下落姿态均会显著加剧系统受力波动，研究有助于优化煤矿输送系统设计及降低运维成本。
流态化 | 自动补气提升低处理气量下的旋风分离器效率

流态化 | 自动补气提升低处理气量下的旋风分离器效率

摘要：【目的】探讨旋风分离器因生产负荷的大波动及装置开、停阶段处理气量大幅降低，以及分离效率显著下降问题的解决方案。【方法】基于旋风分离器效率、压降与处理气量之间的关系，提出如下方案：按生产的最大负荷气量设计旋风分离器，并在生产中根据旋风分离器的波动压降在旋风分离器进气口处自动补气，使旋风分离器始终维持在最大效率点附近工作；采用实验室模拟试验检验该方案的可行性和有效性。【结果】当处理气量低于设计值时（实验中气量低至 30% 的设计气量，体积分数，下同），通过进口自动补气可使旋风分离器的分离效率始终维持在最高效率，且系统结构简单、易于实现。【结论】该自动补气方案能有效解决旋风分离器在气量下降时分离效率降低的问题，保障旋风分离器的节能减排效果，能够显著提升旋风分离器的自动控制及智能化操作水平。
颗粒制备 | 复合法制备石墨烯纳米片

颗粒制备 | 复合法制备石墨烯纳米片

摘要：【目的】针对石墨烯制备过程面临的污染多、成本高、工业化难度大等问题，寻找一种绿色节能、易工业化的高效石墨烯制备方法。【方法】采用球磨剥离的方式，在水相体系中制备石墨烯纳米片；采用单因素变量法探讨工艺条件对石墨烯纳米片产量的影响，并以高温煅烧法研究此工艺中的表面活性剂去除方式。【结果】在较优的工艺条件下，可生产固含物质量浓度为 2.42g/L 的石墨烯纳米片分散液，约有数量分数为 70% 的石墨烯纳米片粒径为 400～800nm ，较优工艺生产的产品层数为5\~12，Raman光谱的D峰强度 (I_p) 与G峰强度 (I_G) 之比为0.318，缺陷较少；在氮气氛围下 400^°C 煅烧30min 可去除产品中的大部分表面活性剂， 950°C 时煅烧可更彻底地去除表面活性剂，此温度处理后的石墨烯纳米片电导率可达 1.3×10⁴S/m 。【结论】建立一种绿色环保、易工业化的高效石墨烯纳米片制备工艺，并提供一种表面活性剂的去除方式，大幅提升工艺产品的电导率，拓宽应用领域。
颗粒制备 | 利用氮元素调控的纳米酶

颗粒制备 | 利用氮元素调控的纳米酶

摘要：【目的】探讨氮元素对纳米酶的调控作用，从氮空位、氮掺杂、氮配位和氮化物等调控策略展开研究，实现对纳米酶性能的精准调控，推动其在生物医学和环境领域的应用。【研究现状】聚焦于氮元素对纳米酶的调控，综述氮元素调控纳米酶活性的机制；详细讨论氮元素对纳米酶的调控策略，包括氮空位、氮掺杂、氮配位和氮化物，这些机制对于调控纳米酶的催化活性和特异性具有关键作用；重点阐述氮元素调控纳米酶在传感检测、抗感染治疗、肿瘤治疗及污染物降解等领域的实际应用。【结论与展望】提出未来的研究应拓展氮元素调控纳米酶在抗炎治疗和组织再生等领域的应用；认为通过对氮元素调控纳米酶的深入研究，有望实现对其性能的精准调控。
颗粒制备 | 原位负载稀土镜对氮化硅陶瓷烧结性能的影响

颗粒制备 | 原位负载稀土镜对氮化硅陶瓷烧结性能的影响

摘要：【自的】为了制备高性能的 Si₃N₄ 陶瓷，研究原位负载稀土Yb对 Si₃N₄ 陶瓷烧结性能的影响。【方法】将稀土金属Yb溶于液氨中，通过溶解-析出机制将Yb包覆于 Si₃N₄ 粉体表面，经过热处理得到 YbN@Si₃N₄ 核壳结构粉体，并对该粉体进行热压烧结；分析负载稀土金属Yb的 Si₃N₄ 的粉体形貌和元素分布，并研究负载金属Yb的含量对 Si₃N₄ 陶瓷致密度、显微结构和导热性能的影响。【结果】通过热压烧结，成功制备出高性能的 Si₃N₄ 陶瓷；随着金属Yb的质量分数的增加，Si₃N₄ 陶瓷密度呈上升趋势，致密度则逐渐降低； β-Si₃N₄ 的晶粒粒径随着Yb质量分数的增加呈现先增大后保持不变的趋势；将试样在 1850^°C 下加热 5h,Si₃N₄ 陶瓷的热导率从热处理前的 36.8W/(m?K) 提高到 66.8W/(m?K) ，提高 82% ；负载的金属Yb在热处理后形成YbN，YbN优先与 Si₃N₄ 粉体表面固有的 SiO₂ 反应，提高烧结液相中氮原子与氧原子的数量比，降低 Si₃N₄ 陶瓷内晶格的氧含量，从而提高 Si₃N₄ 陶瓷的导热性能。【结论】在液氨介质中，将具有高氧亲和力的稀土金属Yb作为烧结助剂，原位负载在 Si₃N₄ 粉体表面，有助于降低 Si₃N₄ 陶瓷晶格中的氧含量，提高 Si₃N₄ 陶瓷的烧结性能。
工程技术 | 磷酸镁水泥基材料改性研究进展

工程技术 | 磷酸镁水泥基材料改性研究进展

摘要：【目的】为了提升磷酸镁水泥（magnesiumphosphatecement，MPC)的韧性，解决MPC凝结过快、脆性破坏等不足，进一步提升MPC强度，研究掺加不同矿物掺合料和高性能纤维对MPC进行改性的效果，以期在工程应用中结合实际情况选择最佳改性方式。【研究现状】分别总结掺加粉煤灰、偏高岭土、工业废渣等矿物掺合料对MPC工作性能、力学性能的影响规律，概括掺加钢纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等纤维对MPC力学性能的影响规律，基于影响规律给出改性建议。【结论与展望】提出掺加矿物掺合料能够明显优化MPC的工作性能和基本力学性能；掺加纤维主要提升MPC的韧性与抗裂能力，改性效果与纤维自身种类、长度等因素密切相关，对MPC的抗折强度提升明显，但对于MPC抗压强度的提升幅度较小；认为未来应不断完善MPC制备工艺、性能标准等的规范化与统一化，同时探索多种矿物掺合料以及多种纤维共同交叉作用对MPC性能的影响，建立综合性能更强、更稳定、更标准的磷酸镁水泥基材料的制备方法与行业普遍认可的相关指导规程。
工程技术 | 硅灰或纳米二氧化硅对磷酸钾镁水泥耐水性的影响

工程技术 | 硅灰或纳米二氧化硅对磷酸钾镁水泥耐水性的影响

摘要：【目的】为了提高磷酸钾镁水泥（magnesium potassium phosphate cement,MKPC)的耐水性能,掺入硅灰或纳米二氧化硅，实现MKPC在水下工程、海洋工程及潮湿环境中的应用。【方法】分别在MKPC中掺入硅灰和纳米二氧化硅，并分别在空气养护和水中养护2种固化条件下进行实验，以抗压强度和孔结构作为MKPC耐水性能的评价指标，探讨MKPC耐水性能的提升效果及作用机制。【结果】掺入质量分数为 5% 的硅灰或质量分数为 1% 的纳米二氧化硅可有效改善MKPC的耐水性能；特别是添加质量分数为 1% 纳米二氧化硅时，MKPC在水养7d条件下的抗压强度高于空气养护7d下的抗压强度；掺入质量分数为 1% 的纳米二氧化硅后，MKPC在水养7d时形成的孔隙主要为孔径为 5nm 的凝胶孔，这种微孔结构不会降低MKPC的力学性能。【结论】添加硅灰或纳米二氧化硅能够改善MKPC的孔结构和其在水中的抗压强度。
工程技术 | 生物质衍生活性炭制备方法及对活性炭性能的影响

工程技术 | 生物质衍生活性炭制备方法及对活性炭性能的影响

摘要：【目的】为了拓展生物质衍生活性炭在多元领域的应用范围，开展高效制备生物质衍生活性炭方法的探索研究，实现通过优化制备工艺提升活性炭性能和明确活化过程对活性炭性能影响机制的目标。【研究现状】综述生物质衍生活性炭制备的物理活化与化学活化方法：物理活化主要通过高温气体与生物质发生气化反应，从而增大活性炭的比表面积并优化孔隙结构，化学活化则利用化学试剂与碳前驱体反应，以增大比表面积并引入官能团优化结构；概述活化过程能够显著影响活性炭的性能，如比表面积、孔隙结构、官能团分布及其吸附性能等。【结论与展望】提出未来研究应持续致力于优化生物质活性炭的制备流程，探索创新且环保的活化技术；认为通过深化对活化机制的理解，有望开发出性能更加卓越的生物质活性炭，以更好地满足多元化应用需求。
工程技术 | 氧化镁活性对油井水泥膨胀性能的影响

工程技术 | 氧化镁活性对油井水泥膨胀性能的影响

摘要：【目的】探索氧化镁 (MgO 活性与油井水泥膨胀性能之间的关系，研究 MgO 作为膨胀剂在固井工程中的应用情况。【方法】选取7种不同活性的 MgO 掺入油井水泥，分析 MgO 活性对油井水泥工作性能、力学性能和膨胀性能的影响；利用水化热分析油井水泥的水化进程、X射线衍射(X-ray difraction,XRD)分析产物变化；利用扫描电子显微镜(scan-ningelectronmicroscopy,SEM)对水泥的微观结构进行分析。【结果】较未添加 MgO 的油井水泥空白试样，添加 MgO 后油井水泥的流动度和游离液含量降低，油井水泥试样的抗压强度提升，3、7d龄期的强度最高分别提升 28.5% 和 33.1% ，油井水泥试样的膨胀率随着 MgO 活性的降低而升高，最高可达到 0.553% 。【结论】掺入不同活性的 MgO 均可加快油井水泥的水化进程，细化试样的孔隙结构，提高油井水泥的膨胀性能和抗压强度。
工程技术 | 球磨法制备石油沥青基多孔碘蒸气吸附材料

工程技术 | 球磨法制备石油沥青基多孔碘蒸气吸附材料

摘要：【目的】为实现固体废弃物石油沥青的回收再利用，以石油沥青为原料制备具有丰富孔道结构的有机多孔聚合物（porous organic polymers,POP)，并用于高效碘蒸气吸附研究。【方法】利用球磨法简便、快捷、高效的优点，以石油沥青（petroleumasphalt,，PA)为原料，采用高能行星式球磨机球磨2h成功制备3种具有丰富连续纳米级孔道且比表面积大的有机多孔聚合物PA-POP-A、PA-POP-B和PA-POP-C，在密闭体系内通过碘单质升华模仿放射性碘蒸气环境，分别测试多孔材料的碘蒸气吸附性能。【结果】3种多孔材料的碘蒸气吸附质量分数分别可达 623%.652% 和 582% ，均在约8h后达到饱和吸附量，且经5次循环使用后，各材料的吸附性能仅出现轻微下降。【结论】以廉价易得的石油沥青为原料，可通过球磨法制备有机多孔材料，材料具有优良的碘蒸气吸附性能。
第二十七届中国科协年会专稿 | 改性ZIF-67对高氯酸铵热分解的催化性能

第二十七届中国科协年会专稿 | 改性ZIF-67对高氯酸铵热分解的催化性能

摘要：【目的】采用二茂铁甲酸（ferrocene carboxylic acid，FcA）改性咪唑酸锌骨架-67（zinc imidazolate framework,ZIF-67），部分替换ZIF-67中低活性的有机配体2-甲基咪唑，利用钴、铁双金属协同效应，探究ZIF-67对高氯酸铵（ammoniumperchlorate,AP)热分解催化特性影响。【方法】基于对高燃速推进剂的需求，采用搅拌法和超声法制备不同Fe含量的改性ZIF-67(ZIF-67@25%FcA、ZIF-67@50%FcA、ZIF-67@100%FcA)，以提高固体推进剂的燃速；通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱对改性ZIF-67的微观形貌、晶体结构进行表征；采用差示扫描量热仪研究改性ZIF-67对AP的热分解性能的影响，使用激光点火装置测试改性ZIF-67对AP基固体推进剂燃速的影响。【结果】改性ZIF-67颗粒粒径约为 2μm ，呈正十二面体结构； ZIF-67@100%FcA 具有最佳的催化性能，可使AP高温分解峰温降至 312°C ，表观分解热提高约1.5倍，在压强为 7MPa 的氩气气氛中AP基固体推进剂燃速提升 13.3% 。【结论】FcA的引入使改性ZIF-67的燃速调控性能得到有效提高，在不明显影响固体推进剂机械感度的情况下有效提升其燃速。
第二十七届中国科协年会专稿 | 燃烧调节剂对高能固体推进剂高压燃烧性能的影响机制

第二十七届中国科协年会专稿 | 燃烧调节剂对高能固体推进剂高压燃烧性能的影响机制

摘要：【目的】探讨适用于高能固体推进剂高压燃烧性能调控的燃烧调节剂的设计与催化机制，解决高能推进剂在高压强型号发动机中的应用问题。【方法】采用高压四视透明窗结合高时空分辨彩色高速摄影技术，开展含铜燃烧速率调节剂（copper-containing bumingrate regulator，CuL1）对高能固体推进剂高压燃烧性能的影响规律、推进剂火焰结构、燃烧温度及分布、凝相粒子分布的作用机制研究；采用MATLAB软件进行火焰图像处理，获得推进剂温度场重构模型。【结果】燃烧调节剂CuL1能够降低硝胺热分解温度，提高推进剂燃温，增强火焰温度场与凝聚相粒子分布的均匀度，最终使得高能硝酸酯增塑聚醚(nitrate esterplasticized polyether，NEPE)推进剂高压为 10～16MPa 的燃速压强指数由0.69减小至0.58。【结论】提出开发具有燃烧调节作用的高效燃烧调节剂利于对高能推进剂高压燃烧性能调控；开展推进剂燃烧微观与分子级尺度的研究，能够揭示更多推进剂燃烧与氧化还原反应的内在规律。

过往期刊

更多

猜你喜欢

西安邮电大学电子阅览室