泡沫铜

摘要： 由于含油废水的排放会使生态环境及人类健康遭到严重破坏,合成一种有效的油水分离材料是极其重要和具有挑战性的。介绍了一种具有高效油水分离效率的泡沫铜材料的制备方法。该方法采用抽提法将表面粗糙度为微纳米级的有机金属骨架涂层附着在泡沫铜上,然后用硅烷偶联剂KH570蒸汽对其进行改性,制备高效能的油水分离膜。制备的泡沫铜具有较大的孔隙结构、微/纳米级两层表面粗糙度、高的水接触角,能从水中分离出四氯化碳、甲苯、三氯甲烷等一系列油品。此外,制备的泡沫铜可循环利用。

摘要： 基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变储热材料,设计并搭建了一套可视化储热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡储热性能的影响。实验结果表明,当泡沫铜填充率从0%增至2.15%时,复合相变储热材料的融化时间从992 s缩短至872 s,缩短了11.69%,温度梯度从23.23 K减至7.77 K,降低了66.55%,储热量先增大后减小,分别为20.92、21.22、21.02和20.22 kJ,储热速率先降低后升高,分别为21.08、20.91、21.67和23.25 J/s。此外,自然对流是低泡沫铜填充率下相变材料融化的主导机制,热传导是高泡沫铜填充率下相变材料融化传热的主导机制,并且随着融化时间的进行,导热逐步向自然对流转变。

摘要： 作为储热和热管理技术的重要材料之一,相变储能材料通常具有储热密度较大、相变温度变化较小的优势,但其热导率较低,热传递效率较差。本文将泡沫铜用于石蜡相变储能材料的传热强化,通过测定相变储能材料储放热过程的温度变化,考察了添加泡沫铜对相变储能材料储放热速率和温度均匀性的影响,且在实验基础上对储能材料的放热过程进行建模并求解,得到温度云图,为实际应用提供理论依据。结果表明,添加泡沫铜后,石蜡的相变储热和放热时间分别缩短了16.67%和14.71%;储放热过程复合材料中心层与外层中心点的最大温差分别降低了91.5%和87.5%;建立放热过程相变储能材料温度随时间变化的模型,对比实际值和模型预测值,得到相关系数及标准误差分别为0.99°C和0.13°C,证明该模型准确度较高,可有效预测相变储能材料的温度变化情况。

摘要： 为研究有无槽道泡沫铜对流动换热特性的影响,本文选用孔隙率为70%、80%、87%,孔密度45PPI、110 PPI的泡沫铜,通过实验的方法对流动过程中流体流动的不稳定性进行研究。研究表明:在低热流密度区,有槽泡沫铜沸腾换热性能逊于无槽泡沫铜;随热流密度的升高,有槽泡沫铜普遍优于无槽;对于六槽道泡沫铜而言,87%、45PPI的泡沫铜,换热性能最佳,沸腾换热系数HTC在中高热流密度时达41.8 kW/(m^(2)·K),临界热流密度CHF至105 W/cm^(2)。泡沫铜开槽可使其平均压降降低,但在高热流密度下,槽道数目影响不大。从热阻和泵功率图的综合评价看,45PPI泡沫铜开槽对热阻的降低效果并不明显;而110PPI泡沫铜开设槽道,会显著降低热阻,达到较好的沸腾换热强化效果。

摘要： 采用阴极电沉积法制备载锌泡沫铜双金属复合电极,并通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱和X线衍射仪(XRD)对载锌泡沫铜(泡沫Cu-Zn)电极进行表征。将泡沫Cu-Zn电极作为阴极,Ir-Ru/Ti板作为阳极,在无隔膜反应器中进行废水中硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)电化学还原实验,考察电流密度、溶液pH、Cl^(-)浓度对NO_(3)^(-)-N还原效果的影响,研究NO_(3)^(-)-N还原机制。结果表明:Zn纳米颗粒以不规则絮状结构成功地沉积在泡沫铜表面。对于质量浓度为700 mg/L的NO_(3)^(-)-N模拟废水,在电流密度为20 mA/cm^(2)、不调节废水pH和NaCl投加量为1.5 g/L条件下,电解6 h后,将NO_(3)^(-)-N质量浓度由初始的700 mg/L降至约4 mg/L,去除率达到99%左右,无副产物亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)产生,最终副产物氨氮(NH_(4)^(+)-N)质量浓度约64 mg/L,N_(2)选择率约90%。

摘要： 为了开发活性高、易回收的光催化剂,采用多步热解法制备了基于泡沫铜的多孔碳均匀负载Cu_(3)P纳米颗粒。在泡沫铜(FC)基底原位生长铜基金属-有机框架晶态材料(Cu-MOF),通过热解处理使得泡沫铜表面覆盖了均匀负载于碳材料的Cu_(2)O/Cu纳米颗粒(Cu_(2)O/Cu@NPC@FC-400)。对该材料进行磷化处理得到目标光催化剂Cu_(3)P@NPC@FC-400。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫散射光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等表征材料的组成和形貌。以罗丹明B(Rh B)溶液作为模拟废水,探究其光催化性能及机理。结果发现,Cu_(3)P@NPC@FC-400材料对罗丹明B染料具有良好的光催化性能,在3 h内染料去除率可达94%。该材料便于回收,循环利用10次后,光催化活性保持不变。此外,该材料对于含有7种染料的复杂体系也具有优异的光降解性能。该催化剂具有稳定性高、回收简便的优势,可用于处理含有多种染料的废水。

摘要： 为提升平板微热管传热能力,该研究以毛细力为出发点,将丝网芯-泡沫铜置于平板微热管中每一独立微细热管内部,使其与微槽芯组成复合吸液芯。通过调节平板微热管蒸发段加热功率的大小,研究反重力(倾角,即平板微热管与水平面之间的夹角小于0°)、微重力(倾角等于0°)及重力(倾角大于0°)工况下的传热特性及不同孔径泡沫铜对传热性能的影响。结果表明:反重力条件下,当倾角小于-10°时,平板微热管性能明显恶化,复合吸液芯对平板微热管传热无强化作用;添加孔径分别为0.2、0.5和0.8 mm泡沫铜的平板微热管在微重力或重力作用下传热性能明显强化,最小热阻分别为0.13、0.17和0.13 K/W;有效导热系数增加率分别为3.57、2.43和3.54。研究结果可为平板微热管强化传热提供数据参考,拓展其在热控领域中的应用范围。

摘要： 设计了涵盖泡沫铜负载纳米棒阵列制备、表征和析氢性能测试的综合创新型实验。通过电氧化、电还原、电沉积等一系列电化学方法制备了NiMo-Cu纳米棒,强化学生对电化学工作站的熟练使用;借助X-射线衍射和扫描电子显微镜分析材料的物相信息,利用三电极体系探究其析氢性能,使学生掌握各种电化学测试的原理及设置操作;最后通过构效分析增强了学生对催化剂微观结构与电催化析氢性能内在联系的理解,训练了创新思维与综合实验技能。

摘要： 为探究泡沫金属填充率对相变材料融化过程中传热机理的影响,设计并搭建了一套半圆柱体式蓄热装置,制备了填充率为0.43%,1.28%和2.15%3种复合相变材料。通过实验研究了填充率对复合相变材料温度分布、液相率、融化过程中导热和对流换热强度以及蓄热性能的影响。实验结果表明,随着泡沫铜填充率增大,复合相变材料融化时间缩短;当填充率为0.43%时,自然对流作用占融化过程的68%,当填充率为2.15%时,自然对流占比减少至17%;当泡沫铜的填充率为0.86%时,蓄热量和蓄热速率均比纯石蜡提高0.96%,复合相变蓄热材料的蓄热性能较好。

摘要： 为了研究纯石蜡与泡沫铜/石蜡相变复合材料吸热熔化性能的不同,探究泡沫铜对石蜡熔化换热过程的影响,本文对纯石蜡和孔隙率为0.98的高孔隙率泡沫铜/石蜡复合材料的相变熔化过程进行了可视化实验研究,并数值模拟分析了纯石蜡及泡沫铜/石蜡复合材料熔化过程。结果表明:复合材料与纯石蜡的液相率变化出现交点,即临界液相率值,此时复合材料具有的液相占比与纯石蜡液相占比相同;泡沫铜的填充能明显改善纯石蜡传热系数低的问题,加快相变材料的整体熔化速率,当热通量为1200W/m2时,孔隙率为0.98的泡沫铜填充使纯石蜡完全熔化时间缩短了约12.5%,并使整体温度分布更均匀,改善热分层现象,且复合材料最大温差比纯石蜡最大温差低约27.5K。

摘要： 石蜡作为一种有机固液相变材料,因其具有高潜热值、无毒、无腐蚀、性能稳定等优点被广泛应用于热蓄存、电子冷却及建筑温控等领域.然而,因石蜡导热系数过低,导致蓄热时间过长、温差过大.为此,本实验按照1∶3的比例将金属泡沫铜均匀分布在石蜡箱体中,探究泡沫铜对石蜡相变速率的影响.结果显示:加入泡沫铜后,有效的促进了石蜡的相变速率,缩短了石蜡相变的时间.同时加入泡沫铜后,内部温差明显减小,温度分布更加均匀,并且有效缓解了自然对流造成的顶部过热和底部不融化现象.

摘要： 电催化还原二氧化碳制备甲酸是备受关注的热点问题.而电极材料是决定还原效率的重要因素.本文通过电沉积方法在泡沫铜上直接制备纳米结构硫化亚铜薄膜,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其结构性能进行了系统研究.以硫化亚铜作为阴极电催化材料、0.5 mol·L-1 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的乙腈溶液为电解液,在该体系中可高效催化转化二氧化碳为甲酸.结果表明,这一电解体系可有效实现电化学反应,甲酸的法拉第效率(FEHCOOH)可以达到85％,同时甲酸还原电流密度可达到5.3 mA· cm-2.

摘要： 本文采用成形针织技术与有机材料浸渗法,成功的制备了具有高孔隙率(＞80％)、开孔结构的泡沫铜.根据有机材料浸渗法的工艺特点讨论了金属浆料性能和烧结工艺确定的影响因素.同时分析检测了泡沫铜孔隙形貌和压缩性能,并对一次浸渗和二次浸渗两种工艺流程制备得到的泡沫铜结构性能进行了对比.结果表明:金属浆料的pH值对浆料的流变特性有很大的影响;通过二次浸渗工艺可以改变泡沫铜的微观组织结构,并在孔隙率下降不大的情况下使泡沫铜的压缩应力平台从0.5MPa提高到1Mpa,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义.

摘要： 石蜡是一种具有良好应用前景的相变材料(PCM),具有相变温度低,潜热大,价格便宜等优点.但是热导率低这个缺点限制了其更广泛的应用.本文通过建立泡沫铜/石蜡融化传热双温度模型,数值计算得出复合PCM在腔体中融化过程的相界面移动规律和温度场分布,并得出监测点处泡沫铜与石蜡的温度变化曲线.计算结果表明,在相变过程中,泡沫铜与石蜡有明显温差,局部热不平衡明显.实验结果表明监测点温度变化曲线与数值模拟得到的吻合情况较好,说明双温度模型得出的结果更符合实际.

摘要： 为了强化热量在基于相变材料的电动汽车动力电池热管理系统中的传递,本文针对圆柱形锂离子动力电池,设计了基于石蜡/泡沫铜的电动汽车动力电池热管理系统,实验研究了系统的降温与均温特性.结果表明,电池单体与模块中的局部温差均随放电电流的增加而增加,且在电动汽车实际运行时波动较大.采用石蜡/泡沫铜进行热管理后,电池恒流放电时,最高温度低于45°C,最大温差小于5°C;实际运行时,最高温度低于40°C,最大温差小于3°C,热管理系统降温与均温性能良好.

摘要： 本文以脉冲电沉积方法制备了孔径规格相同的5种不同孔隙率的泡沫铜,采用计算的方法获得材料的孔隙率并通过扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行观察,在PBR-1型渗透性测定仪上测定单向稳态气流通过泡沫铜时产生的压降,分析了试验范围内的流体运动状态,计算了材料的渗透性能参数.研究结果表明,在实验流速范围内,流体通过泡沫铜产生压差随流速的变化遵循Forchheimer定律,即压差随流速的增大而增大,与流速呈二次方关系,流动状态属于层流—紊流转捩区,即有局部紊流存在的层流态.实验测算出了5种不同孔隙率ε泡沫铜的渗透性能参数(渗透率K1、惯性系数K2),分析了各参数随孔隙率改变的变化趋势,并与其它方式制备的多孔金属渗透性能进行了比较,指出了脉冲电沉积泡沫金属在流体透过的相关应用中的特点与优势.

摘要： 采用成型针织技术与有机材料二步浸渗法,成功的制备了具有高孔隙率(＞80％)、开孔结构的泡沫铜.根据有机材料浸渗法的工艺特点讨论了金属浆料性能和烧结工艺确定的影响因素.同时分析检测了泡沫铜孔隙形貌和压缩性能,并对一次浸渗和二次浸渗两种工艺流程制备得到的泡沫铜结构性能进行了对比.结果表明:金属浆料的PH值对浆料的流变特性有很大的影响;通过二次浸渗工艺可以改变泡沫铜的微观组织结构,并在孔隙率下降不大的情况下使泡沫铜的压缩应力平台从0.5MPa提高到1Mpa,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义.

摘要： 利用恒电位极化曲线法及测定体系电位和电流的方法研究了铜在聚胺脂软泡沫上化学沉积的动力学，测定了电极过程的动力学参数。用重量法测定了铜沉积的实际速度。结果表明：用双室电解池的混合电位Ｅ〈，ｍ〉值测定的速度与实际沉积速度相近，而用混合电流ｉ〈，ｍ〉值测定的速度比实际速度低，化学沉积铜的机理随Ｃｕ〈’２＋〉及ＨＣＨＯ浓度的变化，发生由阳极控制到阴极控制、由扩散控制到活性控制的变化。根据Ｂｕｔｌｅｒ－Ｖｏｌｍｅｒ方程式和能斯特扩散方程式，提出了各控制过程的动力学方程，与实验结果符合较好。

摘要： 利用恒电位极化曲线法及测定体系电位和电流的方法研究了铜在聚胺脂软泡沫上化学沉积的动力学，测定了电极过程的动力学参数。用重量法测定了铜沉积的实际速度。结果表明：用双室电解池的混合电位Ｅ〈，ｍ〉值测定的速度与实际沉积速度相近，而用混合电流ｉ〈，ｍ〉值测定的速度比实际速度低，化学沉积铜的机理随Ｃｕ〈’２＋〉及ＨＣＨＯ浓度的变化，发生由阳极控制到阴极控制、由扩散控制到活性控制的变化。根据Ｂｕｔｌｅｒ－Ｖｏｌｍｅｒ方程式和能斯特扩散方程式，提出了各控制过程的动力学方程，与实验结果符合较好。

摘要： 利用恒电位极化曲线法及测定体系电位和电流的方法研究了铜在聚胺脂软泡沫上化学沉积的动力学，测定了电极过程的动力学参数。用重量法测定了铜沉积的实际速度。结果表明：用双室电解池的混合电位Ｅ〈，ｍ〉值测定的速度与实际沉积速度相近，而用混合电流ｉ〈，ｍ〉值测定的速度比实际速度低，化学沉积铜的机理随Ｃｕ〈’２＋〉及ＨＣＨＯ浓度的变化，发生由阳极控制到阴极控制、由扩散控制到活性控制的变化。根据Ｂｕｔｌｅｒ－Ｖｏｌｍｅｒ方程式和能斯特扩散方程式，提出了各控制过程的动力学方程，与实验结果符合较好。

摘要： 本发明公开了一种以有机聚氨酯泡沫为基底的泡沫铁酸铜及其制备和应用。所述泡沫铁酸铜是在有机聚氨酯泡沫表面生长有铁酸铜。本发明提供了所述泡沫铁酸铜在吸附去除水体中砷中的应用，该泡沫铁酸铜不仅对水体中的砷尤其是砷(V)具有非常强的吸附能力，而且由于其基底能够轻易回收，有较好的循环使用性能。

摘要： 本发明公开了一种以有机聚氨酯泡沫为基底的泡沫铁酸铜及其制备和应用。所述泡沫铁酸铜是在有机聚氨酯泡沫表面生长有铁酸铜。本发明提供了所述泡沫铁酸铜在吸附去除水体中砷中的应用，该泡沫铁酸铜不仅对水体中的砷尤其是砷(V)具有非常强的吸附能力，而且由于其基底能够轻易回收，有较好的循环使用性能。

摘要： 本发明公开一种制备泡沫铝及泡沫铜的装置，包括内模具、外模具、坩埚和升液管，内模具盛放紧实后的渗流颗粒，内模具的底端设有不锈钢网格及丝网，内模具放置在外模具的空腔中，外模具放置于坩埚上并与之相连通，盛放铝液的坩埚内放置有升液管，升液管的外缘与外模具的底端连接并固定在坩埚的顶端，坩埚的外壁上连有进气管。本发明中的制备泡沫铝及泡沫铜的装置，设置抽真空罩子，在渗流过程快结束时，铝液或铜液只能沿着压铁和罩子形成的缝隙流动，防止液体溢出；循环水管的设置加速铝液的冷却速度，避免了回流险象，保证了泡沫铝及泡沫铜的结构和性能的稳定；不锈钢网格及丝网设置成可以活动的，保证了内模具中渗流颗粒在紧实后保持紧实度均匀。

摘要： 本发明公开了一种自支撑钒酸铵‑水合钒酸铜‑泡沫铜复合材料及其制备方法和应用，属于纳米材料及电化学技术领域。包括以下步骤：1)将泡沫铜依次用丙酮和去离子水超声清洗0.5h，然后用稀盐酸溶液进行活化；2)将活化后的泡沫铜用去离子水冲洗后，于烘箱中60°C烘干1～5h；3)将步骤2)得到的泡沫铜放入NH4VO3的溶液中，于室温下静置反应，反应结束后，将泡沫铜取出并用去离子水反复冲洗，烘干后制得到自支撑钒酸铵‑水合钒酸铜‑泡沫铜复合材料。该方法操作简单，无需粘结剂和导电剂，过程绿色环保；经该方法制得的自支撑钒酸铵‑水合钒酸铜‑泡沫铜复合材料结构稳定，与电解液相容性较好，具有良好的电化学性能。

摘要： 本发明公开了一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途。所述MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的特征在于，以泡沫铜为基底，所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF‑67。其制备方法采用原位合成法直接在泡沫铜基底上生长Cu(OH)2的纳米棒阵列，再以Cu(OH)2纳米棒阵列为基底通过模板定向生长在其表面生长MOF粒子，最后通过脱水处理得到具有电催化性能的电极材料。该复合材料在碱性条件下性能稳定，具有较高的重复利用度，较大的电化学活性面积，极大的提高了材料的催化活性；该制备方法制备工艺简单、烧结温度低、制备过程中能耗低，便于工业化生产。

摘要： 本发明公开一种制备泡沫铝及泡沫铜的装置，包括内模具、外模具、坩埚和升液管，内模具盛放紧实后的渗流颗粒，内模具的底端设有不锈钢网格及丝网，内模具放置在外模具的空腔中，外模具放置于坩埚上并与之相连通，盛放铝液的坩埚内放置有升液管，升液管的外缘与外模具的底端连接并固定在坩埚的顶端，坩埚的外壁上连有进气管。本发明中的制备泡沫铝及泡沫铜的装置，设置抽真空罩子，在渗流过程快结束时，铝液或铜液只能沿着压铁和罩子形成的缝隙流动，防止液体溢出；循环水管的设置加速铝液的冷却速度，避免了回流险象，保证了泡沫铝及泡沫铜的结构和性能的稳定；不锈钢网格及丝网设置成可以活动的，保证了内模具中渗流颗粒在紧实后保持紧实度均匀。

摘要： 本发明属于铜基催化剂的技术领域，公开了一种泡沫铜上原位生长的铜纳米线及其制备与在电催化合成尿素中的应用。方法：1)在电解池中，将洁净的泡沫铜作为阴极，碱性溶液作为电解质溶液，选用阳极，施加恒定电流运行，获得泡沫铜上生长的氢氧化铜纳米线；2)在电解池中，以泡沫铜上生长的氢氧化铜纳米线为工作电极，采用三电极体系，恒电位下运行，获得泡沫铜上生长的铜纳米线。本发明的方法简单，所制备的产物可直接被用作催化电极，避免了粘结剂对催化活性、稳定性和导电性的影响。本发明的铜纳米线在电催化尿素中表现出优异的催化活性。本发明的铜纳米线用于电催化合成尿素。

摘要： 一种磷掺杂钴酸镍/铜氧化物/泡沫铜异质结构材料的制备方法，它涉及双金属氧化物材料的制备方法。它是要解决现有的双金属氧化物的倍率性差的技术问题。本发明通过诱导清洗过的泡沫铜表面生长出铜纳米线，再浸泡在低浓度葡萄糖以及通过在高温煅烧的策略，生成不同价态的铜氧化物，之后在纳米线上生长普鲁士蓝类似物，再经历两步退火，生成磷掺杂的钴酸镍/铜氧化物/泡沫铜的异质结构材料。本发明的磷掺杂钴酸镍/金属氧化物/泡沫铜异质结构材料的电容在电流密度为3A g‑1时为1427F g‑1，当电流密度从3A g‑1增至20A g‑1时，电容保持率达86％。可用于高性能电容器领域。

摘要： 一种铜铈层状双金属氢氧化物/羧基化碳纳米管/泡沫铜复合电极及应用，涉及电化学水处理技术领域。本发明以泡沫铜为基体，先通过浸渍提拉法使羧基化碳纳米管均匀分布于泡沫铜的三维多孔结构中，然后采用高温水热法在其表面生长铜铈层状双金属氢氧化物，得到铜铈层状双金属氢氧化物/羧基化碳纳米管/泡沫铜复合电极。本发明方法制作简易，方便可控，反应体系稳定，无需催化剂的回收，无后续污染问题，在中性条件下能够很好的降解有机污染物废水，具有良好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料及其制备方法和用途。所述MOF复合的铜基纳米棒阵列@泡沫铜基复合电极材料的特征在于，以泡沫铜为基底，所述泡沫铜的表面生长具有MOF复合的氢氧化铜纳米棒阵列；所述MOF为ZIF‑67。其制备方法采用原位合成法直接在泡沫铜基底上生长Cu(OH)2的纳米棒阵列，再以Cu(OH)2纳米棒阵列为基底通过模板定向生长在其表面生长MOF粒子，最后通过脱水处理得到具有电催化性能的电极材料。该复合材料在碱性条件下性能稳定，具有较高的重复利用度，较大的电化学活性面积，极大的提高了材料的催化活性；该制备方法制备工艺简单、烧结温度低、制备过程中能耗低，便于工业化生产。