用于环境应用的LDH及其复合材料的进展研究

介绍了作为二维材料的一员的层状双氢氧化物LDH的一般结构和特征,它具有合成简单、成分可调控以及成本低廉的特性使其在日益严峻的环境问题中引起了人们对它的关注。介绍了LDH与其他半导体材料形成的复合材料,通过协同效应可以有效地提高LDH的性能,用于处理环境污染以及能源问题,因此大量有关LDH及LDH基的复合材料的相关研究被报道。重点总结了近年来用于环境和能源领域的以LDH为基底的同MOF、MXene、CNTs以及聚合物形成的复合材料的相关研究,并对LDH复合材料的前景提出了挑战和展望。

激光烧结功能性木质基复合材料性能及界面研究

为了顺应可持续发展战略,寻求更廉价、更具功能性的激光烧结原材料,在木质基复合材料的基础上,研究开发了一种可释放负氧离子的功能性新型木质基复合材料。采用电气石含量为0%、3%、5%的红木粉和聚醚砜(PES)粉末的混合粉末,结合差示扫描(DSC)、红外光谱、力学性能测试及表面和断面微观结构表征研究烧结件性能和界面结合机理,并探讨烧结件的功能性特点。该功能性木质基复合材料烧结件的力学性能随着电气石含量的增加而逐渐降低,但加入电气石后,制件的释放负氧离子功能显著提升。研究确定了激光烧结功能性木质基复合材料组分间界面结合机理为机械互锁。

纳米银/托玛琳复合材料在功能性纤维中的应用

应用纳米技术开发纳米银 /托玛琳多功能复合材料 ,并将其应用于纤维中 ,以提升传统纺织原料的性能 。

功能性矿物复合材料在纺织品中的应用研究

文章在阐述功能性矿物复合材料的基础上,分别从新型降温散热功能性材料、健康保健功能性材料、阻燃隔热功能性材料3个方面,以实例论述云母、电气石、太极石、磁铁矿和蛭石等几种具有代表性的非金属矿物复合材料在功能性纺织品中的应用情况及应用效果。指出随着功能矿物复合材料研究的不断深入,可应用于功能纺织品的材料也在不断扩大,并对未来矿物材料的研发与功能性纺织品的开发趋势进行展望。

智能化复合材料的多功能性及其设计

本文论述了迄今提出的关于如何重新考虑复合材料设计及其以智能复合材料结构为目标的各种概念和思想。开发智能复合材料结构的目标首先是观察和指出一些媒介体以及近期目标的重要性，突破目前的复合材料技术。这些样品是为了更有效地检测和维护复合材料结构的无损检测器，并且又附加了一种可再循环的新功能，而这种新功能是现有的复合材料结构最缺乏的。这种复合材料与产品的结构设计是不可分离的，根据重新确定的制造工业的更通用的发展方向讨论了复合材料将来的作用。从生态环境谐调的观点，通过几个样机概念，讨论了多功能复合材料的可能性。

石墨烯增强水泥基复合材料的多功能性研究

由于石墨烯及其衍生物具有良好的物理和机械性能,在高性能和多功能水泥基复合材料研发方面引起了广泛关注。本文针对石墨烯增强水泥基复合材料的相关研究成果进行了综合概述,总结了三种石墨烯分散方法,分析石墨烯填料对水泥复合材料流动性能、力学性能和水化行为的影响,并依据石墨烯为水泥基复合材料带来的导电性,导热性和电磁干扰性进行了分析,为将来智能水泥基复合材料提供了建设性的想法和指导。最后讨论了石墨烯增强水泥复合材料的未来前景和挑战,从而有助于未来的相关研究,建造智能和多功能的建筑材料。

功能性Fe3O4@SiO2核-壳纳米复合材料应用研究进展

Fe3O4@SiO2是一种研究非常广泛的核壳纳米复合材料,为了拓展其应用范围,常采用化学键合、浸渍、沉积沉淀等方法对其表面进行修饰制备功能性Fe3O4@SiO2。综述功能性Fe3O4@SiO2核-壳纳米复合材料在药物缓释、催化、吸附、以及传感等相关应用领域中的最新研究进展。

多元LDHs/EVA纳米复合材料的制备及性能研究

以氯化镁(MgCl2.6H2O)、氯化铝(AlCl3.6H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化铁(FeCl3.6H2O)和碳酸钠(Na2CO3)为原料,采用共沉淀法制备了二元MgAl-CO3LDHs、三元MgAlZn-CO3LDHs和四元MgAlZnFe-CO3LDHs无机纳米粉体,用聚乙二醇(PEG)对3种LDHs进行原位改性,采用熔融共混法制备了EVA/LDHs纳米复合材料,并对LDHs和纳米复合材料进行了透视电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、力学性能、燃烧性能等测试。结果表明加入LDHs纳米粉体后,虽然对复合材料的力学性能有一定的影响,但对复合材料的阻燃效果有着明显的改善;而且随着LDHs元数的增加,复合材料的阻燃效果得到明显提高;当四元MgAlZnFe-CO3LDHs的添加量为15%时,复合材料即可自熄。

碳纳米管增强高聚物功能复合材料研究进展

介绍了碳纳米管的结构、性能及其表面改性。综述了碳纳米管增强高聚物在导电性能、微波吸收性能、光学性能及导热性能等方面的研究进展。提出了碳纳米管增强高聚物功能复合材料研究过程中面临的一些问题,并展望了这类复合材料的应用前景。

离子交换法制备LDHs纳米复合材料及其影响因素研究

以层状双金属氢氧化物(LDHs)、氯化镁和氯化铝为原料,通过液相非稳态共沉淀法制备MgAl-Cl-LDHs溶胶,通过离子交换引入己基磺酸钠(SHS),制备SHS-LDHs纳米复合材料,研究了混合溶胶pH值、SHS的初始浓度、碳链长度以及LDHs的浓度对材料性能的影响。研究发现,当混合溶液的pH 7.25,LDHs的浓度不大于0.50%,且SHS的浓度高于20 mmol/L时,CH_3(CH_2)_5SO_3^-才能通过离子交换反应进入LDHs层间,得到SHS-LDHs纳米复合材料。

木质-橡胶多功能环保复合材料的研究现状和应用前景

本文论述了采用MDI-UF为胶粘剂胶合木材刨花与废弃轮胎橡胶颗粒制备木质-橡胶多功能环保复合材料的研究现状、生产工艺、性能优势、环保效果和应用和发展前景。该产品与人造板相比具有更多的功能,可应用领域非常广阔并可循环再利用,环保效果好,市场潜能非常巨大。

磁性LDHs复合材料的制备及可见光光催化性能研究

材料复合过程组成单元间的相互作用有利于光生电子空穴对的分离,是提高材料光催化活性的一条有效途径。以Mg-Al-LDHs为主,利用直接包覆法在Fe_3O_4表面垂直生长生长LDHs,并引入Cu元素,得到了可见光光催化性能良好的Fe_3O_4/Cu-Mg-Al-LDHs复合材料。利用X-射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱和交变梯度磁强计等测试方法研究了样品的形貌、粒径、结晶性、磁性能和元素。对比分析了单一材料、单一材料简单混合样品和Fe_3O_4/Cu-Mg-Al-LDHs复合材料对甲基橙光催化降解效果。实验结果表明,Fe_3O_4/Cu-Mg-Al-LDHs复合材料对甲基橙表现出良好的光催化效果,同时良好的磁性能有利于吸附剂的回收。

神府煤/ZnMgAl-LDHs复合材料的制备及组成结构研究

采用原位共沉淀法制备了神府煤/ZnMgAl-水滑石复合材料(SFCoal/ZnMgAl-LDHs),并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对其进行表征,探讨了沉淀反应pH、晶化时间及煤盐比对SFCoal/ZnMgAl-LDHs的组成、结构及形貌的影响。结果表明,SFCoal/ZnMgAl-LDHs中神府煤微米颗粒表面被纳米片状LDHs包覆,形成典型的微纳米结构。神府煤通过羧基等官能团与LDHs层板羟基产生氢键相互作用,且对Zn2+、Mg2+的选择性络合可调控复合材料的组成及微纳米结构。pH=10时,复合材料结晶度最好。随着煤盐比的增加及晶化时间的缩短,复合材料中LDHs的结晶度下降,水滑石层板与煤大分子相互作用增强,煤表面纳米LDH层板的团聚现象逐渐消失,趋向于垂直于表面取向,且LDHs中锌离子含量显著提高。

AC/LDHs插层复合材料的制备及其在挤出发泡成型中的应用

以苯甲酸插层改性LDHs纳米粉体为交换前体，采用插层置换的方法，制备出一种AC／LDHs新型纳米复合发泡材料。采用XRD、TG—DTA等手段对新材料进行了表征。结果表明：pH值是影响插层效果的一个关键因素，且pH=4时，插层效果最好。利用pH=4条件下制备的新型插层复合材料在适当条件下进行挤出发泡成型，可以得到孔径为20～40μm左右的泡孔分布均匀的发泡制品。

超细电气石复合材料的制备及应用研究进展

电气石是我国储量丰富的天然矿物,其具有表面极化、自发电场、发射远红外辐射的性质,并且随着温度和所受应力的变化电场强度会随之改变,因而易于电离空气中的氧气分子和水分子,产生负离子,负离子可以沉淀空气中的灰尘、细菌、使冠状病毒失活并且能够促进人体血液循环。超细电气石(电气石粉碎制备的粉末)可以进一步使其功能性得到提高,得益于净化环境和对人体健康有益的特性,电气石成为了近年来功能性复合材料研究的热点。综述了超细电气石表面改性处理的研究现状,总结了超细电气石复合材料常用的制备方法以及在光催化、抗菌、生态环境等领域的应用进展,分析了不同改性方法和制备方式对于超细电气石复合材料的优势与不足,包括机械球磨法、溶胶-凝胶法、水热/沉淀法以及直接共聚法。并对超细电气石复合材料未来的发展方向进行了展望。

磷酸改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料对双酚A的吸附

本研究选取油菜秸秆为原料,在600℃下热解得到生物炭和磷酸改性生物炭,并用共沉淀法制备3种改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料.采用批量吸附法研究不同pH、吸附时间和不同生物炭/LDHs配比条件下复合材料对双酚A的吸附特性,借助XRD、FTIR和BET等测试手段探究了复合材料吸附双酚A的机制.结果表明,改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料吸附双酚A的吸附平衡时间为4 h,符合准二级动力学方程(R2>0.99);复合材料对双酚A的吸附效果稍逊于改性生物炭,改性生物炭在复合材料中所占比重越大,吸附效果越好.当pH值在5.0—9.0范围内变化时,改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料对双酚A的吸附量呈下降趋势,且在pH=9.0时达到最小值.等温吸附模型数据表明,复合材料用Freundlich等温吸附模型效果更好.通过XRD、BET、FTIR测试研究发现,由于LDHs占据了生物炭表面的活性位点,致使生物炭与双酚A之间的相互作用减弱,降低了复合物的吸附能力.本研究结果初步阐释了改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料吸附双酚A的机理,为生物炭-LDHs复合材料处理水体中有机污染物的应用提供了借鉴和参考.

Bi_2MoO_6/Ni-FeLDH复合材料的制备及可见光催化性能

采用水热法和共沉淀法结合制备Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料,通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS和N2物理吸附等对样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B和苯酚为目标降解物,在可见光下进行复合材料的光催化性能测试,以降解甲基橙溶液为例研究复合材料的光催化反应机理。结果表明,复合材料的BET比表面积随着Ni-Fe LDH含量的增加而增大,光催化活性明显提高。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料中Ni-Fe LDH的含量为4.5%时具有最好的光催化效果,可见光照射60min,甲基橙的降解率达91%,较Bi2MoO6和Ni-Fe LDH分别提高52%和16%。Bi2MoO6/Ni-Fe LDH复合材料具有良好的稳定性,循环使用5次,甲基橙(MO)的降解率为88%。复合材料光催化降解甲基橙反应遵循一级反应动力学。

功能复合材料结构的发展

本文时电磁窗、隐身结构和智能结构的发展与复合材料的应用作了简要介绍。

LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料对盐酸四环素的光催化性能研究

采用液相还原法在制备Cu2O的前驱体中加入LDH/Fe3O4制备出LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料,将其对盐酸四环素废水进行光催化降解,研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料光催化性能的影响,分析了光催化过程中起主要作用的活性基团.结果表明,制备出的LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料具有较好的光催化性能,与单纯Cu2O相比,复合材料能够提高光催化降解的速率和效果.光催化降解盐酸四环素的最佳条件:催化剂的投加量为0.1 g·L^-1、光照强度为500 W、pH值为10,对50 mg·L^-1盐酸四环素的降解效率达到95.2%.溶液中存在阴离子Cl-和HCO-3时会降低光催化效率,自由基抑制实验证实光催化过程中·O-2起主要作用.