g-C_(3)N_(4)/MXene@Ag多功能膜制备及其水净化性能研究

通过真空辅助组装构建g-C_(3)N_(4)/MXene@Ag(CNMA)分离膜。研究表明,银纳米粒子的引入可以增强表面润湿性并优化传质通道,复合膜最高分离通量(对水包1,2-二氯乙烷乳液)为(6812.7±106)L m^(-2)h^(-1)bar^(-1),最大效率可达99.7%。值得注意的是,CNMA复合膜具有显著的抗污能力,在连续使用10次后仍保持稳定的分离性能。此外,MXene@Ag材料能够优化复合膜体系的能带结构,促进电子-空穴(e^(-)-h^(+))的有效空间分离,从而改善光电性能,实现对有机污染物(染料、抗生素)的高效去除,其中对亚甲基蓝染料的降解效率为98%。CNMA分离膜适用于有机污染物场景下的水环境修复,满足实际污水处理要求,具有十足的发展前景。

MWCNTs-ODA/Ag/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能

采用硝酸银(AgNO 3)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)对碳纳米管进行功能化改性,制备银修饰的氨基化碳纳米管(MWCNTs-ODA/Ag)。ODA和均苯四甲酸二酐(PMDA)为聚酰亚胺(PI)单体,MWCNTs-ODA/Ag作为纳米填料,经过原位聚合、涂膜和热亚胺化,得到MWCNTs-ODA/Ag/PI复合薄膜。分析不同纳米填料含量对复合薄膜性能的影响,结果表明:当MWCNTs-ODA/Ag的添加量为3%(质量分数,下同)时,Ag/PI-3%薄膜的拉伸强度为123.0 MPa,相比Ag/PI-0%薄膜提升了17.9%;导热系数达到0.55 W·m^(-1)·K^(-1),为Ag/PI-0%薄膜的5倍,复合薄膜导热性能得到很大提高,同时兼具优异的力学性能和耐热性能。

多孔聚丙烯腈纤维膜的制备及油/水分离性能

首先采用静电纺丝制备聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮(PAN/PVP)纤维膜,再经水浸渍处理获得多孔聚丙烯腈(PPAN)纤维膜。通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)探究纤维成孔机理,采用X射线光电子能谱(XPS)研究多孔纤维膜中PAN与PVP分子间相互作用力;同时探究PAN与PVP质量比对多孔纤维膜形貌、比表面积、润湿性、力学性能、油/水分离性能的影响,并确定最佳配比。结果表明:当m(PAN)/m(PVP)=1∶2时,PPAN纤维膜具有较高的力学性能;对正己烷/水混合物的分离通量高达(46318±3879)L/(m^(2)·h·bar)(1 bar=0.1 MPa),分离效率为(96.01±0.38)%;还实现了对不同种类油/水混合物的高效分离。此外,该PPAN纤维膜表现出优异的循环分离性能,经10次循环分离后,通量损失率仅为8.9%。

多功能MXene-CCNT/聚酰亚胺电磁屏蔽薄膜的制备与性能

导电聚合物复合材料(CPC)因其耐腐蚀性好、比强度高、成本低和易加工等良好的综合性能,被广泛用于制备电磁屏蔽材料。本文采用简单的刮膜法和热酰亚胺化法制备了综合性能良好的MXene-羧基化碳纳米管/聚酰亚胺(MXene-CCNT/PI)复合薄膜。MXene和CCNT协同作用构筑了良好的导电网络,赋予薄膜高效的电磁屏蔽效能(EMI SE),当MXene和CCNT含量均为12.5wt%,膜厚度为80μm时,电导率和EMI SE分别为5.88 S/cm和26.49 dB,电磁屏蔽效能与厚度的比值(EMI SE/t)为331.13 dB/mm。并且在极端恶劣环境下(酸-碱处理、高低温处理和重复弯曲)显示出持久而稳定的EMI SE。与此同时,MXene-CCNT/PI薄膜仍具有53.17 MPa的拉伸强度、优异的热稳定性(>500℃)和阻燃性能。实现了聚合物基电磁屏蔽复合材料的便捷、高效制备,同时兼顾其优异的力学性能和耐热性能。

高性能陶瓷聚合物前驱体研究新进展

含硅聚合物是制备高性能陶瓷的重要前驱体.聚合物前驱体热解转化法在非氧化物陶瓷及其复合材料制备方面具有特别优势.本文主要介绍了含不饱和基团聚硅碳烷、线性和超支化聚硼硅氮烷、含过渡金属聚合物等几类前驱体的结构设计和合成新方法,以及其在电磁波吸收材料、锂电池负极材料、特种陶瓷结构3D打印成型方面应用的新进展.

可瓷化高分子合成与功能化进展

可瓷化高分子是指在制备或使役过程中,能从有机交联网络转化为无机陶瓷并发挥独特功能的一类特种高分子,在特殊和极端环境下服役的材料结构中有重要应用.本文首先对含硼、锆、铪、铁等元素的可瓷化高分子设计与合成进行了详细介绍;然后对在高温、高压等极端条件应用的可瓷化高分子高性能化进行了总结,主要包括可瓷化高分子在耐高温抗氧化陶瓷、特种高温胶黏剂、耐电弧阻燃涂层中的应用;接着对航空航天用高温电磁波吸收材料、电磁屏蔽材料新应用驱动的可瓷化高分子多功能化进展做一综述.最后结合未来应用需求,对可瓷化高分子与增材制造、耐高温长寿命复合材料、超材料设计的融合和交叉做了初步展望.