层状复合氢氧化物在制革工业中的应用探讨

制革工业是指以动物皮为原材料,经过一系列物理和化学加工生产皮革的产业。传统铬鞣法虽赋予皮革优异的综合性能,但仍存在处理含铬废弃物的环境压力。层状复合氢氧化物(LDHs)是一类由带负电荷的阴离子和带正电荷的金属氢氧化物所构成的层状化合物,具有酸碱性、可调控性、热稳定性和结构记忆效应。文章对LDHs纳米材料的结构及性质进行介绍,并对其在制革工业中作为鞣制材料、复鞣材料、加脂助剂、染色助剂、功能涂饰材料和水处理材料等方面的应用进行了综述。

多元固体废弃物颗粒微波辅助热解过程的多场耦合分析

利用COMSOL有限元软件对多元固体废弃物颗粒的微波辅助热解过程进行了模拟,研究了多元颗粒组成、不同颗粒粒径对热解过程中的电场和温度场分布的影响,并通过实验对模型进行了验证.结果表明:多元颗粒组成在热解过程中会对温度场造成显著影响,且不同颗粒间存在界面极化效应,接触面电场强度及加热速率都显著大于其余界面,有利于提高多元固体废弃物颗粒的介电损耗能力,增强多元固体废弃物颗粒对微波的吸收效率.而颗粒粒径对腔体电场强度及分布影响较小,增大颗粒的粒径会降低颗粒的升温速率.通过验证实验(微波功率800 W,加热时间240 s)证明了数值模拟结果与实验升温速率结果保持良好的一致性.此外,实验多元固体废弃物颗粒微波辅助热解产物为热解气(54.6 wt%)、热解油(26.0 wt%)以及热解炭(22.4 wt%).

未来皮革行业发展趋势及展望

皮革行业虽是传统行业,但其也是与三农密切相关的重要民生产业,是具有国际竞争优势的轻工传统支柱产业,在美化人民生活、建设生态文明、带动相关产业发展等方面发挥着重要作用。然而,近年来,我国皮革行业的发展动力呈现出一定程度的不足。基于此,本文综述了皮革行业未来的发展趋势与前景展望,从生态绿色皮革化学品、功能化智能化皮革、皮革基柔性电子材料等10个方面入手,详细分析了皮革行业的市场现状和发展方向,强调了科技创新对于皮革行业转型升级的驱动作用,为未来皮革的设计和开发提供了思路,为皮革行业的高质量发展提供了有力支持。

三维Al_(2)O_(3)@HZSM-5双功能催化剂的制备及其微波辅助热解塑料废弃物中轻质芳烃的选择性

制备了集微波吸收、催化转化于一体的三维Al_(2)O_(3)@HZSM-5双功能催化剂,并将其用于塑料废弃物微波辅助热解制备轻质芳烃.采用XRD、SEM、N 2等温吸附和矢量网络分析等手段对催化剂的结构、形貌和微波吸收等性质进行了表征,研究了催化剂用于微波辅助热解塑料废弃物制备轻质芳烃的催化能力.实验结果表明,Al_(2)O_(3)泡沫能通过抑制焦炭和气体的形成显著提高热解油的产率,HZSM-5分子筛有利于促进产物向更为经济的高质量轻质芳烃(甲苯、乙苯、苯)转化.研究表明三维Al_(2)O_(3)@HZSM-5双功能催化剂能够显著提高热解油产率并增强轻质芳烃的选择性,热解油产率达到83.86 wt%,轻质芳烃(甲苯、乙苯、苯)选择性高达64.7%.

磁性导电聚合物复合材料的研究进展

有机高分子磁性材料,特别是磁性导电聚合物复合材料(MCPCs),兼具本征导电聚合物(ICPs)优异的光、电性能等优势和磁性粒子的磁性、纳米尺度等特征,不仅是现代材料研究中热门和最具挑战性的前沿领域之一,而且应用广泛。本文系统综述了该类材料的研究进展,主要包括其分类、制备方法、性能及应用,并对所面临的问题和挑战进行了分析与展望。

非对称结构电磁屏蔽材料的研究进展

电子设备和通信技术的普及在给人们生产生活带来便利的同时,不可避免地也会引起电磁干扰问题。电磁干扰不仅危害人体健康,还对高精密的电子设备及信息安全造成威胁。电磁屏蔽材料是电磁防护的主要途径,优良的材料结构设计和完善的导电网络结构可使电磁屏蔽材料获得高屏蔽效能。目前,基于非对称的结构设计是制备以吸收损耗为主高屏蔽效能电磁屏蔽材料的有效方法。本文对现阶段国内外具有高屏蔽效能的非对称结构电磁屏蔽材料的结构设计、分类特点、研究现状及应用效果进行了系统的综述,尤其对高吸收、低反射电磁屏蔽材料的非对称结构研究进展进行了重点论述,并对该领域未来的发展作出了展望。

基于微纳结构的高灵敏度柔性压力传感器

近年来,随着互联网和人工智能的发展和普及,轻薄便捷、电子性能优异的柔性压力传感器作为可穿戴电子设备的核心器件,拥有了越来越广阔的市场。柔性压力传感器具有灵活柔韧、可折叠、传感性能优异等优点,因而在电子皮肤、运动检测、医疗监测和人机界面等方面已引起广泛的关注。构筑微纳结构是提高压力传感器灵敏度和传感性能的关键。基于此,本文首先总结了高灵敏度压力传感器的传感机制(压阻式、电容式、压电式和摩擦电式)和关键性能参数(灵敏度、压力检测范围、检测限、响应/恢复时间、循环稳定性和线性度等),然后归纳了利用基材构建表面微纳结构(微凸结构、荆棘结构和褶皱结构)和利用导电材料构建微纳结构(微球结构、海胆状结构、蜂窝状结构)的柔性压力传感器的研究进展及其优缺点,总结了基于微纳结构的高灵敏度柔性压力传感器在脉搏监测、电子皮肤、运动检测和人机界面等方面的应用现状。最后,从今后应用的角度出发,概述了高灵敏度柔性压力传感器即将面临的挑战及未来发展方向。

细菌纤维素增强的低共熔溶剂导电离子凝胶及柔性传感器

针对目前导电离子凝胶传感材料力学性能不足的问题,以甜菜碱(Betaine)、衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)和细菌纤维素(BC)为原料,开发了一种具有高拉伸强度的导电离子凝胶,并研究了该凝胶的机械力学和传感性能,探索了其在人体运动监测领域的实际应用.结果表明,由于引入BC,导电离子凝胶获得了较强的拉伸强度(689 kPa).同时,该导电离子凝胶可以在230 ms内监测200%范围内的拉伸变形,且具有很好的透明性,在2 mm厚度下,透射率可达87.64%.将该导电离子凝胶贴合在人体皮肤表面,可监测各种人体运动(如手指,手肘,手腕,膝盖等关节弯曲),在智能穿戴及医疗健康领域具有广阔的应用前景.

静电纺丝阻燃纳米纤维的研究进展

静电纺丝纳米纤维具有可调控的纤维直径和分布、相互连通的孔结构、高孔隙率、高比表面积、可控纤维堆积密度等优点,成为近年来研究的热点。阻燃性是高分子材料的重要特性,阻燃纤维相较普通纤维具有使用安全性高的特点,研发具有阻燃特性的纳米纤维具有重要意义。静电纺丝技术提供了将纳米颗粒结合到聚合物溶液中并获得具有多种功能复合纤维材料的可能性。基于此,本文综述了采用静电纺丝技术制备阻燃纳米纤维的研究进展,特别是对静电纺丝阻燃纳米纤维的结构进行了分类,主要包括共混结构、核-壳结构、并列结构和多孔结构,并总结了不同结构阻燃纳米纤维的优缺点。然后对静电纺丝阻燃纳米纤维在锂离子电池隔膜、空气过滤、火灾报警传感、防护材料等领域的应用进行了归纳,最后对静电纺丝阻燃纳米纤维未来的发展方向进行了展望。

生物质基传感器的构筑及其在人体健康监测中的应用

随着柔性电子设备不断发展,可穿戴式柔性传感器在人体健康监测、电子皮肤、智能机器等领域表现出巨大的发展潜力。生物质材料作为一种源于生物体的可再生资源,具有价格低廉、绿色环保、亲肤透气、生物相容性好等优点,已被作为可穿戴柔性传感器的基底进行大量研究。生物质基传感器由于融合了生物质材料与传感元件的优良特性,因此可作为人体健康监测领域的理想选择。本文综述了常见柔性传感器(应变、压力、温度、生物)的结构、组成及工作原理,然后详细介绍了不同生物质基传感器的特点及其应用,所涉及的生物质材料主要包括胶原蛋白、明胶、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠以及丝素蛋白等。之后,对生物质基传感器在人体健康监测(如物理信号、化学信号、生物电信号、热信号监测)中的应用进行了概述。最后,结合目前所面临的应用现状,指出了生物质基传感器在人体健康监测应用方面所面临的挑战及未来发展方向。

微波响应型CMF@CoS_(2)/MoS_(2)催化剂的制备及其用于木质素蒸气的催化重整

本研究以Anderson型多金属氧酸盐(NH_(4))_(3)[CoMo6O_(24)H_(6)]·6H_(2)O为前驱体,采用一步水热法制备微波响应型CMF@CoS_(2)/MoS_(2)催化剂.当微波频率为2.45 GHz时,催化剂拥有良好的微波吸收性能(介电损耗正切角值0.23),证明了其拥有优异的微波响应能力.木质素蒸气微波辅助催化解聚(MACD)实验表明,CMF@CoS_(2)/MoS_(2)显著提高了单酚产率(59.30%)和苯酚选择性(24.69%).多物理场耦合分析表明,CMF@CoS_(2)/MoS_(2)由于其优异的微波吸收性,能够通过“热点效应”增强局部反应温度,使木质素蒸气(570℃)吸附于高温CoS_(2)/MoS_(2)活性组分(910℃)表面进一步促进其催化重整.本工作开发的新型微波响应型CMF@CoS_(2)/MoS_(2)催化剂为从木质素炼制高价值酚类平台化合物提供了新的途径.

多功能红外隐身材料的设计及应用

红外探测设备的高速发展对军事设备造成了巨大的威胁,红外隐身技术是提升军事设备生存、打击和突围能力的重要途径,在国防工业的发展中起着至关重要的作用。然而,战场环境复杂多变,仅具有红外隐身性能的材料在面临雷达探测、雨林、山地、海洋、沙漠等环境时难以满足实际需求。因此,开发多功能红外隐身材料势在必行。本文从红外隐身材料的机理出发,综述了不同红外隐身材料的研究进展,如低发射率材料、温度控制材料、可变发射率材料以及协同工作模式材料,讨论了不同红外隐身材料的调控手段;其次,重点介绍了适用于不同场景的多功能红外隐身材料,例如,多波段隐身、电磁屏蔽、抗菌防水、耐高温、防腐蚀以及阻燃性能的红外隐身材料,并对其设计机理进行了探讨;最后,对多功能红外隐身材料在未来的发展趋势进行了总结与展望。

功能型聚合物基电磁屏蔽材料的制备及应用

随着大功率电子设备和电子通信技术的快速发展,如新兴的5G移动网络通信技术,开发高性能电磁干扰屏蔽材料已成为迫切的需求。聚合物基电磁屏蔽材料(PEMSM)由于其重量轻、可加工性强和电导率可调节等方面的优势而得到了长足的发展。日益复杂的应用环境和使用条件对PEMSM的功能性提出了更高的要求。本文首先讨论了电磁屏蔽的关键概念和损耗机制(反射、吸收和多次反射);其次总结了目前PEMSM的结构,包括均质结构、隔离结构、多孔结构和层状结构等,其中均质结构加工流程简单,隔离结构可降低材料的导电逾渗阈值,多孔结构有助于电磁波的多次反射和吸收,层状结构可以使电磁波在材料内部多次反射;然后详细介绍了功能型PEMSM的研究进展,涉及的功能包括耐久性、超疏水、抗菌性和电热性等;最后对功能性PEMSM的发展趋势进行了展望。

聚合物基日间辐射冷却材料的设计及应用

面对能源危机及全球变暖的挑战,开发无额外能源输入或设备辅助的冷却技术具有重要现实意义。日间辐射冷却(daytime radiative cooling,DRC)已被证实是一种有效的应对策略,其实现取决于材料对太阳光谱的高反射和在大气窗口内的高发射。聚合物官能团丰富,具有在大气窗口内高发射的潜力,且制备工艺多样,有望实现不同应用场景的规模化生产,因此聚合物基日间辐射冷却材料(polymer-based DRC,P-DRC)备受关注。本文首先介绍了DRC材料的设计原则:依据吸收光谱图选择对太阳光谱高反射和在大气窗口内高发射的材料,并通过设计材料结构实现辐射冷却效果,另外减少非辐射传热有助于增强辐射冷却效果。其次,从结构设计的角度,重点讨论了聚合物/金属膜层叠结构、聚合物仿生结构、聚合物/微纳粒子随机分布结构及聚合物多孔结构与P-DRC性能间的作用关系及其优缺点。最后,综述了P-DRC在建筑降温和个人热管理等领域的应用现状,并展望了其未来发展方向。