石墨烯/多壁碳纳米管复配改性对天然橡胶复合材料应变传感性能的影响

通过溶液共混法将不同配比的石墨烯/多壁碳纳米管(GE/MWCNT)添加到天然橡胶(NR)中,制备了具有电阻-应变响应特性的GE/MWCNT/NR复合材料。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)表征了纳米碳填料在NR基体中的分散情况,研究了不同GE和MWCNT配比对材料力电性能的影响规律,通过傅里叶变化红外光谱分析了NR复合材料中纳米碳填料与基体之间的相互作用。结果表明,GE与MWCNT以及橡胶分子链之间的结合力促进了填料在基体中的分散,使复合材料的电阻/应变响应稳定性、灵敏性以及单调性明显优于不含GE的材料,并确定了GE与MWCNT复配比为1:1时,材料各项性能最优。

天然斜发沸石基纳米零价铁复合材料的制备及应用研究

为了克服传统芬顿反应过程中催化剂活性低,产生大量铁泥沉淀,影响芬顿反应效率等问题,以天然斜发沸石和氯化亚铁为原料,通过液相还原法制备得到天然斜发沸石基纳米零价铁复合材料(NCZM),采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等技术表征NCZM的结构及其特性。研究结果表明:纳米零价铁成功负载在天然斜发沸石的表面和层间,能够克服纳米零价铁的团聚现象,提高其活性位点。将NCZM作为类芬顿反应的催化剂,考察其对对氯苯酚的降解效果,结果表明:在反应温度为25℃,对氯苯酚初始质量浓度为100 mg/L,H_(2)O_(2)投加量为6 mL/L,pH值为3,NCZM投加量为20 mg/L,类芬顿反应时间为190 min的条件下,对氯苯酚的降解率为100%,矿化率为79.29%,铁离子溶出量为0.67 mg/L,吸附联合类芬顿反应是NCZM降解对氯苯酚的主要降解机理。

天然纳米矿物原位复合碳纳米管及其吸氢性能

以C2 H2 作为碳源 ,Co作为催化剂 ,在 75 0℃条件下 ,采用化学气相沉积法在坡缕缟石矿物上成功地生长了碳纳米管 ,在同样生长条件下直接以锰结核粉末作为催化剂也成功地在锰结核矿粉上生长了碳管 ,制备出了两种碳管 -矿物复合材料。在室温中压下 ,测试了该复合材料的气态储氢能力 ,发现这些碳管原位复合矿物材料在吸氢方面的能力与矿物的结构和含量相关。提高坡缕缟石中棒状晶体结构矿物的含量和保持锰结核高温结构稳定可以进一步提高这些原位复合材料的吸氢能力。储氢前氦气高温处理可以加速氢气在样品中的吸附速度 。

天然纳米—亚微米矿物堆积体:一种典型的非传统矿产资源

作者在前期工作中发现 ,一些矿物的天然粒度介于纳米—亚微米之间 .部分地区纯度较高的纳米—亚微米矿物形成了具有工业规模的堆积体 ,如我国苏皖地区的坡缕石 ,川黔滇地区的埃洛石 ,广西部分第四系沉积高岭土 ,以及遍布深海盆地的大洋锰结核 .它们是一种典型的非传统矿产资源 ,但作为天然纳米矿物材料的科学意义和经济价值尚未引起重视 .在经典矿床学中 ,迄今尚无关于天然纳米—亚微米矿物堆积体的内容 ,从这一意义上说 ,相关研究在理论上具有开创性 .其中对天然纳米矿物的地质成因研究 ,是现代成矿理论所面临的最具挑战性的科学问题之一 .天然纳米—亚微米矿物堆积体的经济价值 ,取决于它们是否具有和人工合成纳米材料相类似的量子尺寸效应和表面界面效应 .全面认识并实现它们的资源价值 ,有赖于新的表征方法、新的应用思路 ,以及高新技术在矿床学、矿物学领域的应用 .

超声技术制备蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料

采用超声波技术制备了有机膨润土、钠基膨润土 天然橡胶复合材料 ,进行了力学性能和热氧老化性能测试 ,用TEM研究了粘土在橡胶中的分散结构及结合状态。结果表明 ,有机膨润土经过超声辐射后产生层间剥离 ,橡胶能够插层进入粘土层间 ,形成纳米分散结构的复合材料并具有较好的界面作用 ,从而提高材料的性能。而钠基膨润土难以产生有效剥离 ,与橡胶的结合较差 ;当有机膨润土的填充量为 3%时 ,材料的拉伸强度即达到 2 0MPa ,老化后性能下降仅为 35 %。而钠基膨润土复合材料的拉伸强度为 17MPa ,老化后性能下降达 6 8%。

热带农作物废弃物制备天然纳米纤维素的研究进展

我国热带地区的农业生产过程中会产生大量的农作物废弃物,其中大部分被直接遗弃在田间,带来了严重的环境问题。热带农作物中含有丰富的纤维素,是制备天然纳米纤维素的重要原料之一。利用热带农作物废弃物制备纳米纤维素的方法有物理法,化学法,生物法等,但都存在一定的缺陷。文章主要介绍利用热带农作物废弃物制备纳米纤维素的研究现状,分析目前的制备工艺的优缺点,为热带农作物及其废弃物的高值化应用提供参考。

红粘土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能研究

采用超声波技术制备了红粘土 天然橡胶纳米复合材料 ,测定了材料的力学性能及热氧老化性能 ,用TEM研究了红粘土的结构及在基体中的分散状态 ,并与普通陶土做了比较。结果表明 ,红粘土具有六角形和不规则形状 ,粒径为 10～ 15 0nm。经过超声波处理 ,红粘土在橡胶中形成均匀分散并与橡胶相界面结合良好 ,材料的性能提高。在红粘土填充量为 3%时 ,材料的拉伸强度为 19MPa。填充量增大 ,红粘土的分散性并没有下降 。

Pb(Ⅱ)在天然土壤纳米颗粒上的吸附-解吸：pH和离子强度的影响

选择提取自四种典型土壤的天然纳米颗粒作为吸附材料,研究了p H及离子强度(IS)对Pb(Ⅱ)在四种天然纳米颗粒上的吸附-解吸的影响,旨在为有效地控制土壤铅的环境行为提供依据。结果表明:在低p H时,四种土壤纳米颗粒Pb(Ⅱ)吸附量随p H的增大而增大,当p H>5后吸附量达到最大且趋于稳定。相同初始浓度下,四种吸附材料对Pb(Ⅱ)的吸附能力依次为黄绵土纳米颗粒>塿土纳米颗粒>风沙土纳米颗粒>黑垆土纳米颗粒。且四种土壤纳米颗粒的吸附量与离子强度(IS)有关,当IS为0.01 mol·L^(-1)Na Cl时,Pb(Ⅱ)吸附量最大,而0.1 mol·L^(-1) Na Cl时吸附效果最差,吸附在低IS时形成内表面络合物,高IS时形成外表面络合物。Pb(Ⅱ)解吸率随p H的增大而减小,p H为3时解吸率最大,p H>5后四种土壤纳米颗粒的解吸率降低。在不同IS的解吸液中,IS越大Pb(Ⅱ)的解吸率越大,解吸液为蒸馏水时解吸率最小。四种土壤纳米颗粒解吸率大小顺序为风沙土纳米颗粒>塿土纳米颗粒>黑垆土纳米颗粒>黄绵土纳米颗粒。

一种天然纳米纤维捕鸟蛛丝的物理化学结构表征

蜘蛛丝作为功能性结构材料, 其独特的纤维成型方法与优良的结构和性能引起许多人的关注. 从20世纪80年代开始有关蜘蛛丝的研究报道日益增加[1]. 与高温高压下或由溶剂纺丝成型的合成纤维相比, 蜘蛛丝在空气中凝固成型, 丝纤维成型安全、无害, 从腹部若干不同吐丝器产生不同种类的丝具有不同的用途[2]. 蜘蛛拖曳丝(dragline silk)的比强度大于钢丝, 且具有较大的断裂伸长率(9%～30%)[3,4], 抗张强度1.1～1.4 GPa. 在相对湿度50%和应变速率100%/min的条件下, 模量值可达10～50 GPa. 在所有已知纤维品种中, 蜘蛛丝的断裂能是最高的. 此外, 蜘蛛丝在许多方面的综合性能优于最优良的人造纤维. 另外, 蜘蛛丝的细度为已知纤度最小的天然有机纤维, 这种高性能丝具有捕捉昆虫甚至鸟类的功能, 因此蜘蛛丝是具有特异功能的天然纤维材料. 目前, 蜘蛛丝结构和性能的研究主要包括其化学组成[5]、结晶结构[6,7]、结构模型[8,9]以及其NMR表征[10]等, 这些研究揭示了蜘蛛丝的氨基酸组成、分子量及其分布、结晶度、晶胞尺寸、链构象以及结构模型等. 这些研究主要集中在少数几种蜘蛛品种上, 如金色圆网织网蛛(Nephila clavipes)、十字圆蛛(A.diadematus)和大腹圆蛛(A.ventrocosus)等. 目前, 已知的蜘蛛种类大于30 000种[11], 以蜘蛛丝为例的生物大分子材料研究是一个挑战性的课题. 国内蜘蛛丝的研究仅有大腹圆蛛拖曳丝蛋白一级结构的研究报道[12,13]. 本文报道了广西捕鸟蛛丝的红外光谱、形貌结构和原子力显微镜的初步研究结果.

碳纳米管／天然橡胶复合材料的红外光谱和DSC分析

将催化裂解法制得的碳纳米管进行氢氟酸和混酸处理后，碳纳米管的纯度和团聚程度增大，热处理后碳纳米管的聚集情况略有改善。碳纳米管表面官能团与橡胶分子间可以形成氢键，并对天然橡胶的分子运动产生影响，随着碳纳米管的进一步处理，混炼胶的Tg有所升高，DSC曲线中的结晶熔融峰面积减小，热处理后碳纳米管填充胶料的Tg略有下降，结晶熔融峰面积增大。氢氟酸处理碳纳米管填充天然橡胶材料的力学性能较好。

天然橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及耐核辐射性能

采用乳液共混和原位还原法制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料,研究了γ射线辐照对复合材料力学性能和热稳定性的影响.研究结果表明,RGO以少数几层堆叠片层结构均匀分散于NR基体中.RGO的加入可显著提高NR的力学性能和热稳定性,加入质量分数为0.6%的RGO可使材料拉伸强度由(22±1.4)MPa提升至(25±1.1)MPa,质量损失50%对应的温度(T50)升高6.4℃.经200 k Gy的γ射线辐射后,纯NR的拉伸强度和T50分别下降了75%和4.5℃,而NR/RGO-0.6%复合体系仅分别下降了56%和1.2℃.揭示了RGO提高材料耐辐射性能的机理,由于RGO可捕捉猝灭因辐射产生的自由基,从而减弱了辐射老化降解和交联反应的发生.

与天然纳米—亚微米矿物有关的非传统(非常规)矿产资源

我国有许多已经显示出巨大的资源潜力、但传统的矿床学、资源学和矿业技术难以实现其资源价值的与天然纳米-亚微米矿物有关的物质堆积体,包括:①华南巨量堆积的天然纳米非金属矿物;②华南微细浸染型金矿床原生矿石中的微粒金;③西藏热泉泉华蛋白石中的微粒铯;④白云鄂博等超大型矿床的尾矿;⑤华南黑色岩系中的贵金属-重金属。它们大都与沉积、风化、微生物-有机作用、地表水解等低温表生作用过程有关。

天然纳米孔载体无机抗菌剂的制备及性能研究

随着人类物质财富的增长和社会的全面进步,人们越来越关心环境问题,由环境引发的对人类健康和生活质量的负面影响尤其受到关注.因此,降低和有效防止人居环境中微生物对人类生活的干扰和危害、减轻由此引发的病菌感染、中毒和疾病等不良结果逐渐成为社会的共识.与控制环境微生物的传统措施如空气净化、紫外线照射、臭氧灭菌和使用有机类抗菌剂相比,无机抗菌剂因持效性长,安全性好,使用卫生、与制品加工工艺适应性强等特点构成了最具前景的控制环境微生物的方法与措施.

胞外囊泡作为药物传递天然纳米载体的研究进展

细胞释放膦脂膜的小囊泡在细胞交流、抗原递呈、感染物的传递等方面起关键作用。胞外小囊泡携带各种蛋白、mRNA、microRNA(miRNA),象一个卡车运载"货物"一样,将携带的各种分子运载至远端的细胞。而且,被小囊泡包裹的分子可避免被体液中的酶降解,使胞外囊泡成为天然的、新颖的药物传递系统。该文综述了胞外囊泡的分类、组成、生物药物应用、以及作为药物传递载体在临床实验应用等方面的研究进展,为寻求新的药物传递系统治疗相关疾病提供理论基础。

膨润土——天然纳米材料的防水机理及其在地下工程中的应用

膨润土作为天然纳米材料,有着特殊的防水机理。本文着重介绍膨润土防水材料的特点、产品类型及其在地下工程中的应用。

天然准纳米针状石墨的发现及其结构表征

在新疆苏吉泉花岗岩所含块状石墨中发现一种细长针状物，经高分辨电镜能谱分析其化学成份为碳。电子衍射数据分析表明其结构为2H多型石墨。确认该细长针状物为准纳米针状石墨，其长度可达12500mm，宽度为150mm，边缘平直，且晶面条纹平直度极高。认为这种准纳米针状石墨会具有优异的力学性质，可能是一类高强度的材料。

天然橡胶／有机粘土纳米复合材料的制备与表征

自从丰田中心率先研究出了尼龙6／有机粘土纳米复合材料之后，聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料引起了很多高分子科学家的关注。纳米复合材料就是一些无机填料以纳米级均匀分散在高聚物基体中形成的复合材料。粘土片层被聚合物插层或剥离可形成聚合物／粘土纳米复合材料。