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研究發(fā)現(xiàn)氧空位引入能夠有效調(diào)控富鋰錳基層狀氧化物中的庫倫斥力，實(shí)現(xiàn)TMO6八面體的可逆畸變，同時(shí)能夠有效抑制過渡金屬離子的遷移和溶解，使得電化學(xué)性能獲得顯著改善。

本綜述首先從材料、制備方法、表征方法等方面對多孔流場進(jìn)行了全面介紹；之后，對多孔流場中的氣液兩相流動(dòng)以及多孔流場對燃料電池在正常工況和冷啟動(dòng)工況下的性能進(jìn)行了深入討論。

成果描述：我們研發(fā)的低/中介LTCC材料主要性能滿足： 材料1： 介電常數(shù)：10±10% Qf：≥50000 燒結(jié)溫度：900度 材料2：介電常數(shù)：20±10% Qf：：≥50000 燒結(jié)溫度：900度市場前景分析：這兩類LTCC材料具有損耗低，與LTCC工藝兼容等特點(diǎn)，非常適合基于LTCC技術(shù)研發(fā)的各種微波集成器件應(yīng)用與同類成果相比的優(yōu)勢分析：國內(nèi)目前還沒有廠家進(jìn)行同類型材料的批量生產(chǎn)，主要依托國外進(jìn)口，因此技術(shù)和成本優(yōu)勢明顯。

該成果探討了煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)與煤光催化氧化反應(yīng)性、光-生物耦合降解的關(guān)系及控制方法，并基于煤特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及光敏化和光氧化降解特性，采用聚合物共混原理成功開發(fā)了一項(xiàng)多功能降解薄膜母料制備及功能材料制備技術(shù)。首次將煤作為光降解控制試劑應(yīng)用于新型光降解薄膜制備，該成果對用光催化氧化、光-生物耦合方法進(jìn)行煤溫和定向轉(zhuǎn)化有著重要科學(xué)和實(shí)際意義。獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲國家發(fā)明專利3項(xiàng)。 在渭北及新疆等地進(jìn)行了薄膜農(nóng)業(yè)田間試用，本項(xiàng)目薄膜對農(nóng)作物如玉米、棉花等生長有良好的促進(jìn)作用，降解性能滿足實(shí)際要求，降解后對土壤無不良影響，并具有保氮和降草等功能，降解薄膜土壤背景分析通過了農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（石河子）質(zhì)量檢測。

聚合物／蒙脫土納米復(fù)合材料是近年來新材料和功能材料領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一。氯化聚 乙烯 (CPE) ，是由聚乙烯 (PE) 與氯氣進(jìn)行取代反應(yīng)，經(jīng)化學(xué)改性而得到的一種新型材料。其 結(jié)構(gòu)飽和，無雙鍵，分子穩(wěn)定，具有良好的耐油、耐臭氧、耐熱氧老化、耐腐蝕、耐燃、耐細(xì) 菌和微生物作用、耐候性等性能。為了擴(kuò)大氯化聚乙烯在橡膠與彈性體兩個(gè)方面的應(yīng)用，研制 氯化聚乙烯橡膠CM/蒙脫土納米復(fù)合材料。 本項(xiàng)目通過蒙脫土在氯化聚乙烯中的復(fù)合應(yīng)用，提高其使用性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。創(chuàng)新 點(diǎn)在于通過熔融插層的方法來制備一種綜合性能優(yōu)良，加工條件容易的氯化聚乙烯CM橡膠/蒙 脫土納米復(fù)合材料。對納米復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)形態(tài)的表征，在準(zhǔn)確地表征聚合物／蒙脫土納米 復(fù)合材料的各種精細(xì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對聚合物／蒙脫土納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的有效控制，從 而可按性能要求來設(shè)計(jì)和制備納米復(fù)合材料。根據(jù)氯化聚乙烯特定的分子結(jié)構(gòu)，選擇合適的處 理劑和合適的工藝條件，篩選出合適的體系。

近些年來，國內(nèi)幾家大型公共娛樂場所、化工、煤礦、商廈火災(zāi)造成的慘重的人民生命和 財(cái)產(chǎn)的重大損失，人們對消防、防火安全有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。如何在火災(zāi)的情況下，在一定 時(shí)間內(nèi)保障電力和通訊的暢通，從而最大限度的贏得寶貴的時(shí)間，減少人員的傷亡和降低生命 財(cái)產(chǎn)的損失，是人們一直在不斷探索的課題。目前，國內(nèi)外在電線電纜方面采用的大多是氧化 鎂礦物防火絕緣電纜和云母帶纏繞的耐火電纜，成本很高，在實(shí)際應(yīng)用方面受到一定程度的限 制，再加上銅護(hù)套氧化鎂礦物防火絕緣電纜的在生產(chǎn)加工、運(yùn)輸、線路的敷設(shè)安裝和使用等過 程中的特殊要求，及自身固有的缺陷很難大規(guī)模的使用。 國外研發(fā)了一種陶瓷化高分子復(fù)合耐火硅橡膠，可以在500℃以上的高溫和火焰燒蝕下， 燒結(jié)成堅(jiān)硬的陶瓷狀物體，而且燒蝕時(shí)間越長、溫度越高，陶瓷化效果越明顯，陶瓷化高分子 復(fù)合耐火硅橡膠可以使用常規(guī)的橡膠加工設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，具有良好的加工性。這種陶瓷化高分 子復(fù)合耐火硅橡膠，從嚴(yán)格的意義上講，既不是阻燃膠，也不是難燃膠。陶瓷化高分子復(fù)合耐 火硅橡膠，在被火焰燒蝕的情況下，有機(jī)成分在很短的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過燒蝕后很快加入陶瓷化的反 應(yīng)過程中，轉(zhuǎn)化成堅(jiān)硬的陶瓷狀物質(zhì)，形成一層良好的隔絕層，阻擋火焰的繼續(xù)燃燒，起到很 好的防火效果。陶瓷化高分子復(fù)合耐火硅橡膠，在常溫下無毒、無味，具有很好的柔軟性和彈 性，具備了硅橡膠的特質(zhì)，是一種完全具備了消防、防火要求的新型高分子復(fù)合防火材料，由 于用它生產(chǎn)的防火電線電纜加工工藝簡單、價(jià)格低、不需要增加投入，是一種應(yīng)用前景很廣的 新型高分子復(fù)合防火材料。

碳纖維復(fù)合材料是由碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合制成的纖維增強(qiáng)材料，因其具有重量輕，強(qiáng)度高，耐高低溫等優(yōu)良特點(diǎn)，近年來廣泛應(yīng)用于航空航天、體育休閑、高鐵汽車、土木建筑等領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料在質(zhì)輕高強(qiáng)的同時(shí)，還具有優(yōu)良的耐疲勞性、耐腐蝕性以及比強(qiáng)度高導(dǎo)致的優(yōu)良施工性能等，使得它在對于材料性能有著特殊要求的海洋領(lǐng)域的應(yīng)用前景同樣不可小覷。近年來，北京化工大學(xué)碳纖維復(fù)合材料在船舶制造、海上能源開發(fā)、海洋工程修復(fù)等領(lǐng)域不斷探索新技術(shù)。 在船舶上的應(yīng)用 相比于傳統(tǒng)的造船材料，碳纖維復(fù)合材料具有天然的優(yōu)勢。首先，碳纖維復(fù)合材料具有良好的機(jī)械性能。用其制造船體，具有質(zhì)輕低油耗的特性，而且建造工藝相對簡單、周期短、成型方便，因此施工和維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于鋼制船舶。同時(shí)由于碳纖維與樹脂基體的界面能有效的阻止裂紋擴(kuò)展，故材料具有良好的耐疲勞性能；此外，由于碳纖維表面的化學(xué)惰性，船體具有水生物難以附生，耐腐蝕的特性，這也是船舶建造選材非常重要的因素之一。 碳纖維復(fù)合材料具有良好的聲、磁、電性能：透波、透聲性好，無磁性，因此可以用于提高軍艦的隱身性能。在艦船的上層建筑中使用復(fù)合材料不僅可以減輕船體的重量，而且通過在夾層中嵌入有濾波功能的頻率選擇層，就可以在預(yù)定的頻率下發(fā)射和接受電磁波，從而屏蔽敵方的雷達(dá)電磁波。各種天線和有關(guān)設(shè)備都統(tǒng)一組合裝備在該結(jié)構(gòu)內(nèi)，不易被腐蝕，更有利于設(shè)備的保養(yǎng)。研制出類似的封閉綜合傳感器桅桿，這種桅桿是由納米技術(shù)制造的玻璃纖維與碳纖維復(fù)合后作為增強(qiáng)體而制成。它可以讓各種雷達(dá)波束和通信信號相互之間不受干擾地通過，并且損耗極低。碳纖維復(fù)合材料還可應(yīng)用在艦船的其他方面。例如，在推進(jìn)系統(tǒng)上可用作螺旋槳［和推進(jìn)軸系，減輕船體的振動(dòng)效應(yīng)和噪聲，多用于偵察艦和快速巡航艦。在機(jī)械和裝備上可用作方向舵，某些特殊的機(jī)械裝置和管道系統(tǒng)等。此外，高強(qiáng)度的碳纖維繩索在海軍軍艦的纜繩和其他軍用物品上也有較為廣泛的應(yīng)用。 民用游艇大型游艇一般為私人所有，價(jià)格昂貴，要求質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐用性好。碳纖維復(fù)合材料可以應(yīng)用于游艇的儀器表盤和天線，方向舵以及甲板、船艙、船艙壁等增強(qiáng)結(jié)構(gòu)中。傳統(tǒng)的復(fù)合材料游艇主要由玻璃鋼制成，但是由于剛度不足，滿足剛度設(shè)計(jì)要求后往往船體過重，而且玻璃纖維是致癌物質(zhì)，國外逐步禁用。如今的復(fù)合材料游艇中碳纖維復(fù)合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纖維復(fù)合材料。例如超級游艇“巴拿馬”號雙桅船，船身和甲板采用了以碳纖維／環(huán)氧樹脂為蒙皮。乙烯酯樹脂夾層復(fù)合材料，pvc泡沫和碳纖維復(fù)合材料，桅桿吊桿均是定制的碳纖維復(fù)合材料，只有部分的船身使用了玻璃鋼。空載重量僅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源開發(fā)上的應(yīng)用 海底油氣田近年來，碳纖維復(fù)合材料在海洋油氣開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。海洋環(huán)境下的腐蝕，高壓，水底暗流流動(dòng)帶來的強(qiáng)剪切作用對材料的耐腐蝕性，強(qiáng)度和疲勞性能提出了嚴(yán)格的要求。碳纖維復(fù)合材料在海洋油田開發(fā)中有著明顯的質(zhì)輕、耐久、抗蝕方面的優(yōu)勢：一個(gè)1500m水深的鉆井平臺(tái)，其鋼制系纜的質(zhì)量就達(dá)6500t左右，而碳纖維復(fù)合材料密度是普通鋼材的1/4，若使用碳纖維復(fù)合材料取代部分鋼材將顯著減少鉆井平臺(tái)的載重負(fù)荷，節(jié)省平臺(tái)的建造成本；抽油桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于管外海水壓力與管內(nèi)壓力不平衡極易引發(fā)材料的疲勞斷裂，而用碳纖維復(fù)合材料即可解決這一問題；由于海水環(huán)境耐腐蝕，其在海水中使用壽命比鋼材要長，且使用深度更深。碳纖維復(fù)合材料可以用作油田鉆井平臺(tái)中的生產(chǎn)井管、抽油桿、儲(chǔ)藏槽、海底輸油管、甲板等部件。制造工藝分為拉擠成型工藝和濕法纏繞工藝。拉擠成型法一般用在普通管材和連接管上。纏繞法一般用作儲(chǔ)槽和壓力容器的表面，也可用在各向異性的柔性管道之中，其中碳纖維復(fù)合材料以特定的角度纏繞排列在鎧裝層之中。碳纖維復(fù)合材料的連續(xù)抽油桿是一種類似膠片的帶狀結(jié)構(gòu)，柔韌性很好。使用碳纖維抽油桿能明顯提高出油量，減少電機(jī)的載荷，相比之下更節(jié)能。而且碳纖維復(fù)合材料抽油桿比鋼制抽油桿更耐疲勞，抗腐蝕性能更好，更適合應(yīng)用在海底油田的開發(fā)中。 海上風(fēng)電資源豐富，是未來發(fā)展的重要領(lǐng)域，也是風(fēng)電技術(shù)最先進(jìn)、要求最高的領(lǐng)域。我國海岸線約1800km，島嶼6000多個(gè)，東南沿海及島嶼地區(qū)風(fēng)力資源豐富且易于開發(fā)。近年來大力促進(jìn)海上風(fēng)電能源的開發(fā)已經(jīng)得到了有關(guān)部門的支持。風(fēng)力發(fā)電葉片90%以上重量由復(fù)合材料組成。海上風(fēng)力大，發(fā)電功率大，勢必要求更大的葉片和更優(yōu)良的比強(qiáng)度和耐久度。顯然，碳纖維復(fù)合材料能夠滿足開發(fā)大型化、輕量化、高性能、低成本的發(fā)電葉片的要求，和玻璃纖維復(fù)合材料相比更適合應(yīng)用于海洋領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料在海洋風(fēng)力發(fā)電中具有顯著的優(yōu)勢。碳纖維復(fù)合材料葉片質(zhì)量低，剛度大，模量是玻璃纖維制品的3~8倍；海洋環(huán)境下濕度大，氣候多變，且風(fēng)機(jī)24h工作。葉片耐疲勞性較好，能較好的抵御惡劣的天氣；改善了葉片的空氣動(dòng)力學(xué)性能，減少對塔和輪軸的負(fù)載，從而使風(fēng)機(jī)的輸出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纖維的導(dǎo)電性能，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效地避免雷擊對葉片造成的損傷；降低風(fēng)力機(jī)葉片的制造和運(yùn)輸成本；具有振動(dòng)阻尼特性等。 碳纖維復(fù)合材料用于海洋工程建筑，主要利用其輕質(zhì)高強(qiáng)耐腐的特性，以筋索材及結(jié)構(gòu)件的形式，替代傳統(tǒng)鋼筋建材，解決海水侵蝕鋼筋、運(yùn)輸路途遙遠(yuǎn)運(yùn)輸成本高的問題。已應(yīng)用于海上島礁建筑、碼頭、浮動(dòng)平臺(tái)、燈塔塔架等。

石墨烯具有優(yōu)異的機(jī)械,導(dǎo)電以及導(dǎo)熱性能,在納米科學(xué)和材科領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價(jià)值,尤其是在電容器,傳感器,柔性薄膜電路以及復(fù)合材料等方面已經(jīng)吸引全球科學(xué)界和工業(yè)界廣泛的關(guān)注。本技術(shù)以氧化石墨烯(GO)為前驅(qū)體,同步還原與修飾GO,制備了多種環(huán)氧/石墨烯功能納米復(fù)合材料該石墨烯氣凝膠具有低密度,開孔結(jié)構(gòu),高導(dǎo)電性以及良好的機(jī)械性能與成型性等優(yōu)點(diǎn)。通過真空輔助浸漬成型法,制備了高導(dǎo)電的環(huán)氧／三維石墨烯納米復(fù)合材料,當(dāng)石墨烯含量為體積分?jǐn)?shù)適當(dāng)時(shí),復(fù)合材料的電導(dǎo)率達(dá)到4×10-2S/m,比純環(huán)氧基體提高了13個(gè)數(shù)量級。良好導(dǎo)電性能的原因是石墨烯氣凝膠在制備復(fù)合材料過程中保持了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性,而且與聚合物基體浸潤性良好。

這種生物可降解的吸油材料是利用天然纖維制成的，吸油性能可達(dá)到20~40g／g。 該材料的特點(diǎn)是不吸水僅吸油，可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 1. 海面油輪船大面積污染的油回收； 2. 建筑物的防水材料； 3. 水廠的進(jìn)水口防油處理； 4. 公路、大堤等的吸油防水材料； 5. 人體內(nèi)外的吸油材料。

本成果涉及一種石墨烯在全氟烷氧基樹脂（PFA）聚合物基材中定向排布的導(dǎo)熱新材料。其復(fù)合材料熱導(dǎo)率在平行于石墨烯排布方向，可達(dá) 25 W/(m·K) 以上，是原聚合物基材全氟烷氧基樹脂（PFA）熱導(dǎo)率的約 100 倍