辐射冷却材料研究进展

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随着全球变暖的趋势加剧,人类生存环境受到严重威胁,发展节能环保的冷却降温技术迫在眉睫.辐射冷却材料由于其不消耗能源便可辐射散热等特性引起了国内外研究者的广泛关注,但同时其存在着制备复杂、成本较高、耐候性较差等问题,导致其在实际应用中受到限制.目前,对于各类辐射冷却材料性能的优化是辐射冷却领域的核心课题.本文从辐射冷却机理出发,对近几年来辐射冷却材料的相关研究进行归纳与总结,主要介绍了各类辐射冷却材料的设计思路,进一步阐述了辐射冷却材料应用于实际工业领域的性能情况.总结了目前辐射冷却材料仍面临的问题与发展趋势,指出进一步将不同类别的辐射冷却材料进行合理结合,以及根据当地环境特点对材料的辐射冷却特性进行完整评估将是未来研究的主要方向.辐射冷却材料的研制与应用将对我国节能减排事业做出巨大贡献.
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自2014年首次被报道以来,层状黑磷作为一种新型的二维纳米材料受到了广泛的关注与研究.层状黑磷具有比表面积大、带隙结构可调、载流子迁移率高、生物相容性好及易修饰等特点,是一类潜在的理想生物传感材料.本文将关注层状黑磷在电化学传感器中的应用,根据检测目标物的类型,对最新的研究报道进行了详细分类与讨论,主要包括气体分子、生物小分子、其他小分子、生物大分子、细胞几大类基于层状黑磷构筑的电化学传感器.重点概述了层状黑磷及其复合纳米材料的制备方法与性质,传感器的结构、工作原理与分析性能等.最后讨论了黑磷基纳米材料在
通过一步沉淀-蒸发法制备了具有不同P/Al摩尔比(x=1.00、1.05、1.10、1.15、1.20)的无定形介孔Al-xP-O催化剂.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段对制备的Al-xP-O催化剂进行表征,考察了P/Al摩尔比对催化剂表面酸碱性及催化性能的影响.当P/Al摩尔比在1.00~1.10范围时,随P/Al摩尔比增加,催化剂弱酸性位点数量增加,中等强度碱性位点
七水硫酸镁是一种具有高储热密度(2.8GJ/m3)、低工作温度(<150℃)的无机盐水合物化学储热材料.开发基于七水硫酸镁的高效热化学储热材料和储热系统,有望在太阳能热利用、工业余热回收、季节性储能、建筑供热等领域取得良好的节能减排应用效果.本文对七水硫酸镁的储热原理、基本物性进行了详细介绍.针对七水硫酸镁在实际应用过程中存在传质阻力大、使用寿命受限、传热性能不足等缺点,文章综述了通过沸石、高分子泡沫、碳材料等改性制备硫酸镁高性能复合材料及储热器的相关研究,并对此材料的未来发展趋势作出评价.
二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体.本文选取经典的氧化石墨烯(GO)以及新型的过渡金属碳/氮化合物(MXenes),分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较.文中指出:GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异.GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛.MXenes
磁性水热炭兼具水热炭的吸附性能和磁性材料可回收的优点,是一种具有广阔应用前景的水处理吸附材料.目前,磁性水热炭一般采用两步法制备,工艺较为复杂.为此,本文以马尾松锯末为原料,以FeSO4作为磁化剂,NaOH作为活化剂,1,2-丙二醇作为还原剂,开发一步法制备磁性水热炭技术.考察了反应温度、反应时间对磁性水热炭产率和结构的影响,采用XRD、SEM、BET、VSM等对产品进行表征,并将磁性水热炭用于去除水中Cu2+离子.结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的增加,磁性水热炭的产率逐渐降低,但比表面积增加,磁
以环糊精为原料,采取先炭化后活化的方式,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的活性炭材料.本文通过改变KOH与环糊精炭化样品之间的碱炭比,研究了KOH用量对环糊精基活性炭结构及其电化学性能影响.在活化时间、活化温度等因素不变的情况下,活性炭的比表面积、总孔容及比电容随着碱炭比的提高,均呈现先增大后减小的趋势.当碱炭比为3时,活性炭的比表面积为1672m2/g,总孔容为0.75cm3/g,具有最佳的电容性能,在1A/g电流密度下比电容可达165F/g,优于同等条件下的商业炭21KSN(145F/g),5000
炭气凝胶是一种多孔纳米炭材料,具有低密度、高孔隙率、高比表面积、优异的导电性和良好的成型性能等优点,是炭材料研究的热点和重要方向.本文旨在通过阐明酚醛基炭气凝胶的制备原料和制备工艺的发展过程,从而突出未来酚醛基炭气凝胶的发展方向.基于此,本文首先重点介绍了酚醛基炭气凝胶的制备方法,主要包括溶胶-凝胶化、干燥以及炭化过程三个最主要的步骤;进而详述了以三种不同的前体,即间苯二酚、苯酚、生物质单宁/木质素分别制备酚醛基炭气凝胶的方法及其优缺点;接下来对酚醛基炭气凝胶作为吸附材料(气体吸附/液体吸附)的吸附量以及
通过仿生物矿化法在微流控法制备的均一聚丙烯酰胺-共聚-丙烯酸水凝胶(PAM-AA)微颗粒上原位生长酶@ZIF-8纳米颗粒,本文成功构建了具有优良催化性能、储存性能和环境耐受性能的酶@ZIF-8/PAM-AA微颗粒.该微颗粒的平均粒径为559.97μm,CV值为2.17%,具有良好的单分散性.在该微颗粒中,酶@ZIF-8纳米颗粒主要原位生长于微颗粒的表面,有利于其有效地与底物接触进行催化反应.以过氧化氢酶为典型的酶研究该微颗粒的催化性能发现,该微颗粒在具有良好催化性能的同时还展现出良好的储存性能和环境耐受性
为解决水泥基材料脆性大、韧性差问题,本文提出了掺加可再分散乳化沥青粉末(REAP)以改善水泥基材料韧性的方法.试验制备了REAP掺量为胶凝材料用量0、10%、20%、30%的可再分散乳化沥青颗粒改性水泥砂浆(REAPMCM),研究了REAP对REAPMCM抗压、抗折强度、折压比、弹性模量等力学性能影响,分析了其对水泥水化产物微观形貌影响,对比了其与采用乳化沥青制备水泥乳化沥青砂浆微观形貌.结果表明,随着REAP掺量增加,REAPMCM抗压、抗折强度与弹性模量均有所降低,折压比有所提高,REAP掺量30%的