石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料的研究进展

对石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料在污染物治理、CO_(2)还原和资源化、H_(2)生产等方面的研究进展进行了论述。石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率、CO_(2)还原和资源化的产率和H_(2)生产效率。

复合金属离子抗菌沸石的制备及研究

以13X沸石为载体,用不同的方法制备了四类金属离子抗菌沸石.用WAXD、EDS、AAS、抑菌环法等表征了抗菌沸石的结构、抗菌金属离子相对含量和抗菌性能.结果表明,金属离子交换过程没有改变13X的基本结构,进入13X的抗菌金属离子具有缓释性. 采用复合离子交换法制备的多金属的含银抗菌沸石具有最佳抑菌性能,其相对抗菌强度优于阳性对照AGZ-330,且成本较低.复合金属离子抗菌沸石较高的多种抗菌离子含量及缓释能力具有协同抑菌作用和广谱抑菌性.

复合金属离子对薯莨提取液增重真丝的处理

在通过汽蒸法薯莨提取液增重真丝的基础上,选择4种Fe^(2+)-Ti^(4+)、Cr^(6+)-Fe^(3+)、Fe^(2+)-Fe^(3+)、Fe^(2+)-Cu^(2+)复合离于对增重真丝做后处理,讨论了不同质量浓度比例的金属离子对织物增重率、得色量的影响。结果表明:Cr^(6+)-Fe^(3+)后处理对织物增重率的影响最大;Fe^(2+)- Fe^(3+)后处理随Fe^(2+)质量浓度的升高,织物的增重率逐渐下降;而Fe^(2+)-Ti^(4+)和Fe^(2+)-Cu^(2+)后处理随Fe^(2+)质量浓度升高增重率增大。4种复合离子比例不同,织物的颜色偏向离子质量浓度大的一方。金属离子后处理不同程度地提高了织物的色牢度、折皱回复性,降低了织物的透气性,织物的紫外屏蔽性能大大提高。经测试,真丝织物通过复合离子处理后,内部结构没有明显影响。

TEOS-GO掺杂的银基离子聚合物金属复合材料的制备及其致动性能

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电驱动软材料,具有质量轻、驱动电压低的优点,但也存在输出力较小、驱动时间短的缺点,限制了其应用前景。提出了一种在基膜内掺杂硅酸乙酯-氧化石墨烯(TEOS-GO)以提高保水性和驱动能力的银基IPMC,通过对纯Nafion IPMC与TEOS-GO/Nafion IPMC致动器的含水量、尖端位移、输出力和稳定性等参数的测试,证实优化后IPMC的驱动性能有明显的提升。实验结果表明,掺杂质量分数1.5%TEOS-GO的IPMC在3 V直流电压下,尖端位移达到16.579 mm,相当于纯Nafion IPMC的3.37倍;输出力最高达到0.439 gf(1 gf=9.8 mN),是纯Nafion IPMC的5倍。这种改进方式弥补了IPMC用于致动器的缺点,为今后的发展开拓了前景。

基于CMWCNT/Nafion的增强型离子聚合物金属复合材料的制备及致动性能

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电活性材料,具有体积小、质量轻、驱动电压低等优点,但驱动力小、稳定工作时间短等问题限制着其柔性致动性能。提出了一种基于银基IPMC的增强型致动器,通过在IPMC的基底聚合物中掺杂羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT),来提高IPMC的整体机械性能和致动性能。其中,掺杂质量分数0.5%CMWCNT的IPMC的最大尖端位移和驱动力分别增加至未优化银基IPMC的1.60倍与2.32倍,该性能的提升归因于CMWCNT良好的导电性和羧基对水合阳离子迁移的加速作用。与未优化的银基IPMC相比,掺杂质量分数0.5%CMWCNT时IPMC驱动速率可提升至3.57倍。研究结果可为IPMC在各领域的应用发展提供参考。

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)柔性电极的研究进展

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是一种电活性的智能软材料,由离子交换薄膜及其上下表面的柔性电极组成,其中柔性电极的优异性能对于提升IPMC的驱动和传感性能至关重要。目前专门针对IPMC传感的电极研究相对较少,而适用于IPMC驱动的电极一般也满足其传感的电极要求,因此本文从IPMC柔性电极的材料筛选、制备和柔性电极对驱动性能的提升策略方面综述了IPMC柔性电极的国内外研究进展。首先,简单概述了IPMC智能软材料的组成及其驱动、传感机理;其次,归纳整理了IPMC电极材料的种类和各类电极材料面临的问题,如金属电极易疲劳开裂且比电容较低的问题,导电聚合物电极的电导率较低等问题;最后,重点综述了改性柔性电极在提升IPMC驱动性能方面的研究进展并展望了其发展趋势,理想的IPMC柔性电极应兼具较高的电导率、较大的比电容和优异的稳定性特点,以期为IPMC智能软材料的开发和应用提供参考。

非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展

对非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料降低水中污染物的研究进展进行论述;非金属离子掺杂纳米二氧化钛复合光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率。

基于离子聚合物金属复合结构(IPMC)的柔性致动器研究

介绍了基于离子聚合物金属复合结构(IPMC)的柔性致动器的制备方法和关键技术,分析了致动机理。针对所构造的致动器样本,初步研究了其机电特性。研究结果表明,该制动器具有结构简单、驱动电压低、相对变形量大、重量轻等优点,在泳动仿生微机器人推进和生物医学应用方面具有较大的潜力。

离子液体型离子聚合物金属复合材料的封装及变形性能

针对水基离子聚合物金属复合材料(IPMC)在空气中性能不稳定且存在松弛变形这一问题,使用离子液体替代水作为IPMC内部溶剂,采用光固化材料对该材料进行表面封装,测试水基IPMC和离子液体型IPMC封装前后的驱动性能,对比水基IPMC和离子液体型IPMC在空气中的长期稳定性能。实验结果表明:在2V电压驱动下,离子液体型IPMC的松弛变形消失,输出力和位移虽有所减小,但该类型IPMC可以承受高的驱动电压;在8 V电压作用下,离子液体型IPMC封装后的材料变形为12mm,输出力达到0.8mN;封装后的离子液体型IPMC的整体质量基本维持不变,驱动性能基本稳定,满足在空气中长期使用的要求。

离子聚合物金属复合材料电致动模型研究

离子聚合物金属复合材料(ionic polymer-metal composites,IPMC)是一种新型电致形变高分子材料,具有广阔应用前景。为了有效描述IPMC的形变规律,基于IPMC致动原理提出了一种电致动模型。建立了阶梯电压下IPMC膜内水合阳离子的力平衡方程,由水合阳离子的浓度分布及水分子的扩散计算得出水分子的浓度以及含水量分布,结合实验所确定的含水量和应变的关系从而确定IPMC沿厚度方向的应变分布。该计算方法适用于不同形状的IPMC致动器。以悬臂梁IPMC致动器为例,通过应变分布计算得到IPMC致动器在阶跃电压下的输出弯矩和相应的位移响应,模拟结果与实验结果的瞬时响应规律高度一致,证明该模型正确。该模型的建立为IPMC结构驱动一体化设计奠定了坚实的基础。

气相条件下金属离子/肽复合物电喷雾串联质谱研究

Electrospray ionization(ESI) and tandem mass spectrometry have been used to investigate the gas phase interactions of five metal ions and seven dipeptides. For silver ion, two complexes( + and +) were obtained as well as the one complex ( +) for transition metal ions. Upon collision activation, there is an obvious difference in MS/MS data between metal ion complex and the protonated molecule. The fragment pathway of each complex is related to the structures of dipeptide and the nature of metal ion which suggest that there are several interaction between the metal ions and dipeptides in gas phase.

离子聚合物-金属复合物发展综述

介绍了一种新型智能材料离子聚合物-金属复合物,概述了其特性和致动机理,引述了离子聚合物-金属复合物在微特作动器中一些应用实例,最后展望了离子聚合物-金属复合物在未来的发展前景。

一种离子交换树脂金属复合材料（IPMC）的力学参数测定

对一种新型的人工肌肉材料——离子交换树脂金属复合材料（IPMC）的力学性能参数进行了测试研究。进行了精密拉伸实验,测定了其弹性模量E和泊松比υ,确定了其本构关系,证实了其具有各向同性特性。测试研究为开展IPMC人工肌肉和其应用研究提供了参考数据。

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)的电极界面研究进展

离子聚合物-金属复合材料(Ionic polymer-metal composites,IPMC)是一种新型的智能材料,由于其具有良好的机电转换能力且本体柔软,可以制作成多种驱动器和传感器,因而在各个领域中展示出巨大的应用潜力。这种材料的机电性能受多种因素影响,其电极界面是重要影响因素之一。文章回顾了近几年来国内外针对IPMC材料的界面电极特性所做的研究工作,归纳了优化电极界面的主要措施,并提出一种有效提高IPMC材料电极界面的制备工艺设计思路。

离子聚合物-金属复合材料的理论建模研究现状

离子聚合物-金属复合材料IPMC(Ionic polymer-metal composite)是一种新型的智能材料,在航天航空、生物医学、仿生机械等领域具有广阔的应用前景。简单介绍了IPMC材料及其性能特点,综述了基于IPMC材料工作机理的理论模型以及从IPMC实际应用角度出发的等效模型的研究现状,并对两种模型进行了比较。其中理论模型可以直观地分析IPMC的性能,但是模型参数多且结构复杂,不易掌握;等效模型简易实用,但是精度不高,扩展性差。指出了IPMC建模研究未来的发展趋势。

离子聚合物金属复合材料的力电耦合模型

提出了一种基于不可逆热力学和纯弯曲理论的力电耦合模型,以描述和预测离子聚合物金属复合材料的力电特性.力电耦合模型的表达形式可简化为含有两个驱动力(电场E和压力梯度▽p)的线性等式,主要依据离子传输、电场作用和弹性变形之间的耦合关系预测IPMC的力电特性;采用纯弯曲理论近似描述了IPMC的受力特征,这个力电耦合模型可解释IPMC材料的驱动特性和传感特性,能较好地预测IPMC在直流激励下响应,误差在-7%以内.

一种等效测量不同湿度条件下离子聚合物金属复合材料弹性模量的方法

离子聚合物金属复合材料的弹性模量与材料内部的含水量紧密相连,材料置于不同湿度环境下因含水量的差异会导致弹性模量不同,由于过程效应、实时性等因素影响,采用拉伸法测量材料的弹性模量不够准确。采用悬臂梁共振的方法测量该材料风干(吸水)过程中不同时刻的共振频率,通过公式转换计算得到不同时刻下弹性模量,然后通过测量材料在风干过程中含水量变化规律以及含水量与环境湿度的对应关系,最终得到该材料在不同湿度条件下的弹性模量,该方法简便可行,解决了测量不同湿度条件下离子聚合物金属复合材料弹性模量的难题。

EDS法分析离子交换膜金属复合材料的铂电极厚度

通过聚乙烯-乙烯醇(EVOH)的磺化反应得到EVOH磺化离子聚合物(EVOH-g- SO_3H),采用溶液铸膜,浸渍-还原、电极化、离子交换等工艺制备了Pt/EVOH-g-SO_3H离子聚合物金属复合材料(IPMC)．利用扫描电子显微镜(SEM)及其附件能谱分析(EDS)分别对IPMC微观形貌、电极厚度进行了分析研究．最后,利用EDS对IPMC横截面的元素分析,建立了IPMC电极厚度估算方法．结果表明:Pt在EVOH-g-SO_3H膜内部呈梯度分散,在膜表面致密沉积,并且铂金属电极分布较为均匀;通过平均值方法估算出电极的厚度为20．94μm．

钯型离子聚合物-金属复合材料的制备工艺参数优化研究

主要研究钯电极型离子聚合物-金属复合材料(Pd-ionic polymer-metal composite,Pd-IPMC)的制备工艺。以增加Pd-IPMC的电致动位移为优化目标,采用正交优化方法,针对浸泡还原镀和化学镀两个核心步骤进行了参数优化,探索了主要工艺参数对材料电致位移的影响规律。实验结果给出了工艺参数的优化值,以及这些参数对材料性能的影响水平和效应曲线。由优化后工艺参数制备的Pd-IPMC性能较优化前有显著提高,且优于ERI公司商业化的IPMC。研究结果充分验证了Pd作为IPMC电极的可行性,解决了现有Pd-IPMC材料致动性能不理想的难题,对于制备低成本、大变形的IPMC材料,并促进其工程应用具有重要意义。

离子聚合物金属复合材料电致动特性数值模拟

基于ANSYS参数化开发平台,通过编制龙格-库塔算法用户子程序求解离子浓度偏微分方程,采用温度场模型等效模拟水分子重新分布引起的机械变形,制定分析流程,对离子交换膜金属复合材料(IPMC)的电致动特性进行了数值模拟.研究了在外加电场作用下,Na+迁移运动规律与IPMC变形过程特征,通过结果比较证明了所提出方法的正确性.