Ag＋/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料的制备及可见光催化性能

借助棉花纤维模板,采用两步法制备了Ag+/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料,并利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对其进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了银修饰量(摩尔分数,0~1.50%)对ZnO纳米结构纤维材料光催化性能的影响.结果表明,利用模板辅助的两步法制备了Ag+-Ag共修饰的ZnO多孔纳米结构纤维材料Ag+/Ag/ZnO,Ag+和Ag通过改变ZnO的晶胞结构、光吸收特性及形貌等影响其光催化性能;在可见光条件下,Ag+/Ag/ZnO的催化性能优于纯ZnO,且与修饰量有关.

多孔通道结构纳米纤维膜的制备及油水分离性能

通过静电纺丝制备以聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)为壳,PVP/纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal,CNC)为核的Janus结构纳米纤维膜,并利用绿色的水刻蚀法获得用于油水分离的多孔通道结构纳米纤维膜。结果表明,多孔通道结构增加了纳米纤维内部的储水空间,提供了额外的水分渗透路径,赋予了纳米纤维膜优异的亲水性和水下超疏油性。纳米纤维膜的孔隙率从54%提升至83%,水下油接触角从134°提升至164°,水通量从731 L/(m^(2)·h)提升至3344 L/(m^(2)·h)。纳米纤维膜对水包正己烷乳液的渗透通量高达1985 L/(m^(2)·h),滤液中的TOC含量低于50 mg/L,表明其油水分离效果较好。这种多孔通道结构纳米纤维膜的设计理念为开发油水分离膜提供了一种绿色的制造思路。

静电纺制备多孔纳米纤维材料的研究进展

将纳米纤维加工成具有孔洞结构的特殊形态,是静电纺丝的研究方向。系统综述了近年来国内外利用静电纺丝法制备多孔结构纳米材料的主要方法,并将其归纳为自发成孔和后处理成孔2种方式。介绍了这2种方式成孔的主要原理及成孔类型,对比分析了各自的优缺点。结果表明:自发成孔制备工艺简单,但获得的孔径大小和孔洞分布较为随机,不易控制;而后处理成孔方式的孔径大小具有一定的可控性,但是制备流程相对复杂,因此认为,较为简单、准确地控制纤维表面及内部孔洞分布及孔径大小,使其结构和功能精准匹配,是后期静电纺多孔材料的研究焦点。

腐蚀因素对去合金化法制备纳米多孔铜材料结构的影响

采用电弧熔炼与去合金化相结合的方法制备纳米多孔铜.用XRD、SEM分析样品的相组成和微观形貌.研究去合金化中的腐蚀液种类、腐蚀时间以及腐蚀温度等腐蚀环境对纳米多孔铜结构的影响.结果表明:在盐酸溶液中自由腐蚀去合金化可得到孔结构均匀的纳米多孔铜;随着腐蚀时间的延长,孔结构有显著变化,腐蚀3h后得到纳米多孔铜孔结构呈蜂窝状,腐蚀10h后得到双连续结构的纳米多孔铜,随着腐蚀时间的延长,孔径增大且孔壁逐渐粗化;随着温度升高纳米多孔铜双连续结构的孔径逐渐增大,45℃时则形成纳米颗粒聚集的孔结构.通过调整去合金化工艺,厚度约1mm的Mn-Cu薄片在0.3mol/L HCl溶液中,于35℃腐蚀10h得到的纳米多孔铜呈均匀的三维网络状结构,平均孔径尺寸约150nm.

多级微纳米纤维隔热材料的制备及其热防护性能

热防护服可以有效减少高温环境对人员的伤害,其中轻质、高效的隔热层能最大程度减少防护服对人员行动能力的限制。为了提高纤维隔热材料的性能,提出一种“限域溶胶-凝胶”原位组装策略,将聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纳米纤维溶胶填充到阻燃黏胶/芳纶水刺非织造材料(VAF-NMs)中,使其在VAF-NMs形成高孔隙率纳米纤维网络,从而制备PBO/VAF-NMs多级微纳米纤维网络毡(TNMMs)。通过瞬态平面热源法和热防护性能仪对TNNMs进行测试,其导热系数和热防护值分别为0.032 W/mK和35.2 cal/cm^(2),表现出优异的隔热性能和热防护性能;通过极限氧指数仪和服用舒适性测试,TNNMs的极限氧指数大于32,水蒸气透过率为2067 g/(m^(2)·d),透气性为103 mm/s,表现出优异的阻燃性和服用舒适性;并且TNNMs力学性能强,结构稳定,为民用和工业用热防护材料的设计提供了新思路。

可降解新型纳米纤维材料多孔膜的开发及产业化

1.技术类别:新材料,2.适用部门:水处理,空气净化,3.技术介绍及经济性:项目利用廉价的植物木材等作为原材料,通过一定的工艺处理,可以制备出新型多孔材料,孔径为1~2微米,高孔隙率、比表面积高、生物相容性好,可选择性吸附有毒有害气体的新型多孔材料。项目生产中的设备兼容。项目的应用范围:1)利用廉价的植物纳米纤维,通过一定的工艺条件及表面改性制备出价格低廉的具有透光、防水自清洁、透气、杀菌、防PM2.5雾霾的丝网,并且与目前的纱窗设计相兼容,可实现简单的更换。

一种复合纳米结构碳纤维材料的制备方法

本发明涉及一种复合纳米结构碳纤维材料的制备方法，该方法将碳纤维布经过预处理，通过液相法或物理沉积法在碳纤维布上附着一层铁薄膜催化剂，在化学气相反应室中，用氩气或氮气作载气，用乙烯或乙炔气体作碳源气体，氢气作还原气体，在碳纤维布上原位生长碳纳米管，再将含有钛有机物的气体通过载气带入到化学气相沉积反应室内，在碳纳米管外围生长二氧化钛，形成包覆在碳纳米管上的二氧化钛纳米外壳，即可得到复合纳米结构碳纤维材料。

纳米多孔无机材料的显微结构设计

综述了近年来在制备纳米多孔无机材料时对材料显微结构设计的一些主要思路,并结合近年来纳米多孔无机材料在能源、光电子、材料、化工等领域的实际应用,讨论了此类材料目前面临的问题和今后研究发展的方向。众多研究显示,充分发挥纳米尺寸孔的结构优势和无机材料本身优良的化学性能是此类材料开发的核心思路。对材料纳米结构的控制、梯度孔径的控制、表面修饰技术、制备工艺的优化可改善材料性能,拓展其应用领域;新型纳米多孔无机材料将朝着多种材料复合,多级结构并存的方向发展。

细旦、可染、功能聚丙烯纤维材料结构设计及制备关键技术

项目背景自20世纪90年代以来，纳米材料与纳米技术的发展形成了基础研究与应用研究并行发展的格局。纳米材料的研发涉及到有机、无机、高分子等各个方面，纳米材料结构功能的复合化已成为其应用研究极具生命力的方向之一；同时，与人们生活息息相关的化学纤维，从原料、技术、产品到应用都在迅速发展，传统功能材料已难以满足细旦化功能性化学纤维开发的技术要求，聚丙烯纤维的可染化、功能化、细旦化技术成为聚丙烯纤维新产品开发的主导方向。

纳米纤维在膜应用中的研究进展

静电纺丝技术具有普适性,操作简便,可调控纤维直径,制备纳米级到微米级的纤维材料等特点。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜是一种拥有特殊三维网络状微孔结构的材料,具有孔隙小、比表面积大等优点,在个人防护、清洁能源、生物医疗、电子传感等领域具有广泛的研究。基于此,综述静电纺纳米纤维在防水透湿膜、污水处理膜、电池隔膜、柔性可穿戴传感器、空气过滤膜中的应用,并展望静电纺纳米纤维的发展趋势。

三维柱阵列型纳米多孔硫化亚锡负极的电化学合成与储锂性能研究

本研究在铜箔基底上通过无模板恒流电沉积技术成功制备出三维柱阵列型纳米多孔铜镍集流体。采用恒压电沉积方式在该集流体表层沉积SnS纳米颗粒,形成了具有三维柱状结构的纳米多孔硫化亚锡电极。利用恒流充放电测试与XRD、SEM、EDS技术,综合评估了该负极的电化学特性、微观结构、化学元素分布及其物相成分。结果表明,所制备的纳米柱表面存在孔隙,阵列间隙均匀。在0.1 mA/cm^(2)电流密度下,该电极首次放/充电过程中分别提供了0.77/0.48 mAh/cm^(2)的面积比容量,首次库仑效率为62%。经过50周循环后,电极可逆比容量仍达0.30 mAh/cm^(2),容量保持率为62.5%。

结构可控的纳米多孔气凝胶材料

综述了气凝胶材料的发展及潜在的应用前景。

多孔纤维材料的隔热与防潮

利用SEM观察了多孔疏松态纤维纸结构,分析了纤维纸结构与隔热及吸水性能的关系,利用有机硅为主要原料制备防潮涂层,实现了高气孔率纤维纸表面由亲水性向憎水性的转变。

纳米金@石墨烯复合多孔材料还原4-硝基苯酚

以负载纳米金颗粒的还原石墨烯(APR)为二维模板,采用溶剂编织法在石墨烯表面成功构建具有多孔结构的超交联聚合物(hyper-crosslinked polymer,HCP)并命名为APfR-HCP,探讨复合材料比表面积的变化及还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。结果表明:该新型复合材料具有较大的比表面积(568m^(2)/g)和丰富的孔道结构;多孔层结构的存在可以快速吸附水体中的小分子有机污染物并富集到金纳米颗粒表面,大大提升复合材料对常见有机污染物4-NP的催化性能;同时还可以有效阻止金纳米颗粒的团聚。APfR-HCP复合多孔材料可以在4min内迅速将4-NP还原为4-氨基苯酚(4-AP),反应速率常数K可达1.10min。APfR-HCP复合多孔材料的催化效率远大于模板APR(K=0.068min-1),并且具有良好的循环利用性,循环使用5次后仍具有良好的催化性能。

静电纺聚乳酸纳米纤维的制备及其孔结构调控

为了调控聚乳酸(PLA)纳米纤维的孔结构,采用静电纺丝技术,以PLA母粒为原料,三氯甲烷(CF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)按一定比例混合的溶液为溶剂,制备了平均直径在1.37μm的PLA纳米纤维,并对其结构进行表征。结果表明,PLA纳米纤维的平均直径随着纺丝液中CF含量、聚合物浓度、环境湿度的增加而增大;随纺丝电压和灌注速度的增大而呈减小的趋势。同时,环境湿度对纤维表面孔结构有显著影响。随着湿度的增加,纤维表面孔的分布密度增加,且形状由圆形转变为椭圆形。此外,与表面光滑的PLA纳米纤维(2.4 m^(2)/g)相比,所制备的PLA多孔纤维的比表面积提升了10倍(24.0 m^(2)/g)。

静电纺丝制备锂硫电池用多孔碳纳米纤维

多硫化锂穿梭效应依然是阻碍下一代储能锂硫电池发展和应用的关键难题。为此,利用静电纺丝技术,将PAN与PMMA、PS、PVP等3种聚合物进行混合纺丝得到纳米纤维膜(ANMMA@NFs、ANS@NFs、ANVP@NFs)。随后利用高温碳化制备多孔碳纳米纤维(ANMMA@CNFs、ANS@CNFs、ANVP@CNFs),以此探究PMMA、PS、PVP等3种不同聚合物种类对纳米纤维的造孔影响。借助其发达的多孔结构,实现了碳结构中的熔融扩散载硫,制备出多孔碳复合硫正极材料(ANMMA@CNFs-S、ANS@CNFs-S、ANVP@CNFs-S)。测试结果表明,多孔结构减轻了体积膨胀,物理吸附多硫化物改善了硫的利用率。其中,ANMMA@CNFs在0.2C电流密度下的初始放电比容量为696.01 mAh/g,显示出较好的电化学性能。

ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维锌离子混合电容器

采用静电纺丝技术制备ZIF-8-PAN复合纳米纤维,经预氧化和高温碳化制得ZIF-8-PAN衍生多孔碳纳米纤维(ZIF-8-PANC);利用扫描电镜、比表面及孔径分析技术对ZIF-8-PANC的形貌和微结构进行表征,测试作为锌离子混合电容器(ZHS)电极材料的电化学性能。结果表明:ZIF-8-PANC结合碳纳米纤维的高导电性和ZIF-8衍生碳的丰富多孔结构,不仅导电性能良好,同时增大比表面积,得到分级多孔结构,ZIF-8-PANC可有效实现电子、离子的快速传输和锌离子的高容量储存;当电流密度为0.5 A·g^(-1)时,ZIF-8-PANC电极的比容量达到240 mAh·g^(-1),循环稳定性优异。

纳米TiO2／丝素蛋白多孔材料的结构和性能

将不同配比的纳米TiO2加入到丝素溶液中，经过冷冻干燥，得到纳米TiO2／丝素蛋白多孔材料。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）对材料进行了袁征及溶失率的测试，结果表明：纳米TiO2／丝素多孔材料的内部孔为不规则的多角形，且孔与孔相互贯通，平均孔径为22～68μm，孔隙率为85％～92％；随着纳米TiO2加入量的增大，丝素蛋白的结晶结构从silkⅠ向silkⅡ构象转变，在水中的溶失率明显下降。

多孔聚苯乙烯纤维滤膜的形貌结构与过滤性能

采用静电纺丝技术,以四氢呋喃/N,N-二甲基甲酰胺(THF/DMF)为混合溶剂制备多孔聚苯乙烯(PS)微纳米纤维滤膜。系统探讨了PS质量分数、混合溶剂配比及纤维膜厚度对PS微纳米纤维形貌及滤膜过滤效率和过滤阻力的影响。结果表明:随着混合溶剂中THF质量分数的增加,纤维的平均直径逐渐增大,分布在0.8~7.8μm,纤维表面呈现出密集的多孔结构,纤维膜的过滤阻力显著减低。在PS质量分数为15%,THF/DMF溶剂质量配比为90/10,纤维膜厚度为(273±4)μm的条件下,纤维膜对NaCl气溶胶和DOP气溶胶的过滤效率分别为99.08%和96.97%,过滤阻力分别为105.8和116.3 Pa,品质因子分别为0.0443和0.0301 Pa^(-1),可应用于空气过滤材料领域。

纳米微结构材料多孔氧化铝膜的制备及应用

本文简要地介绍了多孔氧化铝理论模型的发展历程,采用目前较为成熟的阳极氧化法制备有序多孔氧化铝薄膜。讨论了多孔氧化铝自身的物理性质,重点展示了如何充分利用多孔氧化铝作为模板制备纳米材料的美好前景,明确了今后的工作重点为开拓新的应用领域及对多孔氧化铝膜孔径大小及孔的形状进行有效控制。