爆轰灰中sp^(3)/sp^(2)碳比调控与性能研究

纳米碳的sp^(3)/sp^(2)碳比对其催化性能、导电性、生物相容性等性能及应用有重要影响.本文借助高氯酸对爆轰灰中sp^(3)/sp^(2)碳比进行调控,对纯化后的爆轰灰(purified detonation soot,PDS)的元素组成、物相构成、sp^(3)/sp^(2)碳比进行表征,制备具有不同sp^(3)/sp^(2)碳比的爆轰灰负载金属钌催化剂(Ru/PDS),探究Ru/PDS在苯二甲酸二甲酯(DMT)加氢制备1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD)的反应中的催化性能.结果表明:纯化后的爆轰灰较为纯净,主要物质是纳米金刚石为核心多层石墨烯为壳的纳米碳结构,sp^(3)/sp^(2)比值范围为0.991~1.483,I_(Dia)/I_(G)比值范围为0.447~0.856.DMT转化率最高可达66.67%,DMCD选择性均在81.93%以上,研究发现金属−载体相互作用是影响DMT转化率的重要因素.具有不同sp^(3)/sp^(2)碳比的爆轰灰将在工业催化、含能材料燃烧性能调节和润滑油改性方面具有广阔的发展前景.

含氟高分子材料在浓硫酸介质中的耐腐蚀性机理

为明晰含氟高分子材料的耐腐蚀性机理,采用分子动力学方法研究了浓硫酸溶液在聚四氟乙烯(PTFE)与聚全氟乙丙烯(FEP)中的扩散行为,计算了浓硫酸溶液中氢离子在不同共混体系模型中的均方位移与扩散系数,并通过PTFE和FEP在不同温度和时间下的浓硫酸浸泡实验,采用质量损失率、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和力学性能分析方法对实验前后的试样进行表征。结果表明,在分子动力学模拟中,浓硫酸中的氢离子在PTFE中的均方位移和扩散系数更大,扩散更剧烈。在常温浸泡实验后,PTFE和FEP都出现了轻微的渗透腐蚀现象,PTFE孔洞上方相连处出现断缺,FEP表面则出现孔洞,两者的质量和力学性能都略微减少。在高温浸泡实验后,PTFE和FEP的孔洞直径均略微增加,质量损失率分别为0.113%和0.091%,断裂伸长率分别下降了34%和9%,但两者的化学结构基本无变化,均体现出了良好的耐腐蚀性,且FEP的耐腐蚀性能表现更优异。