有限元法研究填料形貌与介电常数对无机/有机介电复合材料介电性能的影响

为了开发高储能密度的无机/有机介电复合材料,本文采用有限元法分别研究了直径为100nm的球形填料与基体介电常数的比值(k)、球形填料在复合材料中的排列方式、球形填料尺寸(100~300nm)、纤维状填料长径比(α)和片状填料的球形度(β)对复合材料介电性能的影响。计算结果表明,当k值大于20时,复合材料的介电常数变化不明显;球形填料沿电场方向成链式排列时,复合材料有较大的介电常数,且材料中球形填料附近处存在较大的电位移和较大的电场,说明这种填料排列方式有利于材料介电常数的提高,但会削弱材料的耐击穿能力;当球形填料随机分布时,颗粒尺寸变化对复合材料介电常数的影响不明显。对于纤维状填料,其长径比α越大且长轴沿电场方向分布时,填料自身及周边会产生较大的电位移,表明这种情况有利于复合材料介电常数的提高。对于片状填料,其球形度β越小,填料与基体界面处高电场区域越小,表明材料的耐击穿能力越高。本研究可为高介高储能材料的实验研究提供理论指导。

聚合物/无机复合材料在介电材料领域的应用

综述了传统聚合物/无机杂化材料在介电材料领域应用的最新进展,以及聚合物/无机纳米复合材料作为介电材料应用的进展,特别是复合材料作为高储能、高介电强度、低损耗介电材料的研究进展和前景。

有机插层剂对纳米复合材料介电性能的影响

采用熔融共混的方法分别制备了经两种有机插层剂(十八烷基季铵盐和双十八烷基苄基季铵盐)处理的交联聚乙烯/蒙脱土(XLPE/OMMT)纳米复合材料.不同插层剂处理的XLPE/OMMT纳米复合材料,介电谱表现出明显不同的特征:添加十八烷基季铵盐处理的蒙脱土,损耗峰为单峰;而添加双十八烷基苄基季铵盐处理的蒙脱土,损耗峰出现双峰.这与不同插层剂对蒙脱土在聚合物中的分散和插层效果有关.

CPE/DZ/VGCF复合材料介电特性研究

根据压电、导电原理 ,研制了 CPE/ DZ/ VGCF新型减振复合材料 ,对其减振性能进行了测试、分析 ,取得了较好的效果。并对复合材料进行了介电特性的测试、分析 ,研究了其减振机理。特别探讨了具有强介电性质的有机分子在复合材料中的减振机理 ,取得了一定成果 ,为其今后在工业方面的应用奠定了基础。

钼基吡啶类有机-无机杂化晶体材料的合成、可逆相变及介电性质

以钼酸铵、4‑二甲氨基吡啶为原料,在乙醇、甲醇、HBr和水的混合溶液中通过溶剂挥发法成功合成有机-无机杂化晶体材料(C7H11N2)4[MoOBr4(H2O)]2Br2(1)。并通过变温红外光谱、单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、热重、介电和差热分析等测试方法对晶体进行结构、热能及电性能表征分析。结构显示阴-阳离子在空间内形成π‑π堆积一维链状和多维氢键网状结构。随着温度的改变以钼配离子[MoOBr4(H2O)]-为顶点的结构空穴变形引起四聚体[MoOBr4(H2O)]2Br2的氢键二面角发生明显折叠摆动,导致化合物1在238 K温度附近产生明显热能同结构相转移以及可逆性介电异常峰。

有机-无机复合材料在水中重金属吸附领域的研究进展

水中重金属的处理方法多样如物理化学法、化学沉淀法和生物净化法等,其中吸附法因其材料来源广、操作简单、成本低等优点得到了广泛应用,而吸附材料是吸附法处理水中重金属污染的核心要素。详细表述了重金属吸附材料的分类和研究进展,尤其是以某种方式结合而成的新型有机-无机复合材料;阐述了有机-无机复合材料在重金属吸附方面的应用前景,展望了介孔分子筛材料在吸附水中重金属技术的发展趋势。

二维冠醚基有机-无机杂化材料的合成、结构及介电性能

在丙酮-乙醇-水的混合溶液以18-冠醚-6、4-氨基苯甲酰胺、氯化锌为原料,通过蒸发方式获得一种新颖的冠醚超分子晶体材料(4-ABA)+(18-crown-6)[(ZnCl_(3)(H_(2)O)]-(1)(4-ABA=4-氨基苯甲酰胺)。通过红外光谱、变温单晶X射线衍射、元素分析、热重分析、介电等测试进行结构和性能表征,结果显示不同温度下晶体均属于单斜晶系的P2_(1)/n空间群,结构内超分子阳离子(4-ABA)+(18-crown-6)与阴离子[(ZnCl_(3)(H_(2)O)]-以氢键相互作用形成“蜂窝状”的二维平面。随着温度升高,超分子阳离子在空间发生摆动,导致以锌原子为顶点的平面伸缩变形,引发晶体在170~290 K范围内呈现两处可逆型阶梯状介电异常。

改善不均匀电场的非线性复合材料研究进展

电场分布不均匀现象是高压电力绝缘设备及部件广泛存在的难题,给高压设备的设计、制造带来很大的技术难度和成本,并且危及设备长期运行的安全可靠性。采用具有与外加电场相关的非线性压敏电导或介电特性的复合材料,可以实现材料性能参数与空间电场大小的自适应匹配,达到智能地改善绝缘介质空间电场分布均匀性的效果。为此,详细综述了用于改善电力绝缘不均匀电场分布的非线性电导复合材料在国际上的基础和应用研究成果,并指出了该领域预期的发展方向是研究兼具非线性电导和介电特性的"smart"复合材料,实现自适应调控电力设备内部的电场分布。另外迫切需要揭示纳米颗粒与绝缘材料的界面特性及界面模型,为进一步调控绝缘材料的电场特性等提供理论支撑。

有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂

有机导电高分子因其低的热导率在温差电方面受到广泛的关注,但低电导率限制了其发展.掺杂无机半导体或CNT等纳米材料可有效改善有机导电高分子的热电性能.以PEDOT/PSS有机高分子为代表介绍有机无机复合温差电材料的无机掺杂剂的最新进展,并展望有机无机复合温差电材料未来的发展与应用.

二维氢键型[(C_(5)N_(5)H_(7))·(I_(3)·H_(2)O)_(2)]材料的合成及介电性能研究

室温下以腺嘌呤、碘化镉和氢碘酸为原料,以水为溶剂,通过室温蒸发法获得一种氢键型二维网状结构的有机-无机杂化材料[(C_(5)N_(5)H_(7))·(I_(3)·H_(2)O)_(2)](1),通过单晶X-射线衍射、红外光谱(IR)、粉末X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、变温-变频介电常数测试对晶体的结构、热性能和电性能进行分析。单晶结构解析显示化合物属于单斜晶系,空间群为P 2_(1)/n。在ab平面上腺嘌呤阳离子、碘阴离子和水分子通过N-H…O、N-H…N、C-H…I和C-H…O氢键作用形成形成二维网状结构。通过变温变频介电测试中发现升温过程中,晶体在240~270 K温度范围内产生显著的介电异常现象,但在1 MHz频率下升温和降温过程产生循环介电曲线,显示材料在双稳态及介电开关等领域有潜在应用。

有机、无机及纳米复合荧光材料的研究进展

本文通过总结分析当今发光材料研究进展,阐述了有机、无机荧光材料的特点并对主要荧光材料的最新进展进行概述。重点分析了以介孔材料为载体的复合荧光材料的优点及其研究现状与进展。

一种有机-无机杂化冠醚型超分子化合物的合成、晶体结构和介电性质

4-溴苯胺、18-冠醚-6、高碘酸以一定的配比反应,成功合成了一种新型的超分子化合物(4-BrC6H4NH3)+(18-crown-6)(IO4)-,并通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、粉末XRD、热重分析(TG)、变温介电测试等对其进行表征。单晶结构解析表明:低温(128 K)和室温(296 K)时,化合物空间群为Pnma,均为正交晶系。4-溴苯胺分子中的溴原子与相邻的—NH3+基团形成N—H…Br氢键,穿过18-冠醚-6分子的空腔,在b轴方向形成一维氢键链状结构。在100～310 K、500 Hz～1 MHz范围内对晶体的介电性能进行测试,在223 K附近出现明显的介电响应。

无机-有机杂化化合物[（H2DABCO）CuCl4]·H2O的合成及开关型介电性质

将1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、二水合氯化铜和盐酸溶于甲醇⁃水混合溶剂中,通过常温蒸发法制备了一个新颖的无机⁃有机杂化化合物[(H2DABCO)CuCl4]·H2O(1).利用红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)、单晶X射线衍射、元素分析、热重分析(TG)、变温⁃变频介电分析等对化合物1进行结构表征及性质测试.在低温(100 K)和室温(294 K)下,该化合物属于单斜晶系P21/c空间群,在bc平面内,通过N—H…O,O—H…Cl等氢键自组装作用形成二维网状结构.而铜离子在c轴上的相对位移导致化合物1在多轴方向呈现出明显的开关型介电异常峰,变温⁃变频介电常数沿不同晶轴呈显著的各向异性.

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究进展

有机-无机杂化钙钛矿材料不仅具有较高的光吸收能力和载流子迁移率,同时具有双极性特征以及合成方法简单等优点,目前已成为最有发展前途的太阳能电池材料,其光电转化效率在7年内从3.8%迅速提升到20%以上,并有进一步提高的空间。简单介绍了钙钛矿材料的结构与性质,综述了钙钛矿太阳能电池的研究进展,指出了目前电池发展中亟需解决的问题及未来的发展方向。

镉基杂化晶体的介电相变和蓝白光致发光双重特性

通过采用容易无序的胺,我们合成了2种有机无机杂化晶体,分别为基于bempy(bempy=1⁃甲基⁃1⁃溴乙基吡咯烷阳离子)的溴盐化合物(bempy)Br(1)和镉基溴化物(bempy)_(2)CdBr_(4)(2),并对其结构相变、介电相变和蓝白荧光进行了详细的表征分析。化合物1在测试温度范围内未观察到可逆相变,化合物2为高温介电相变,介电和差示扫描量热法测试表征其相变温度为357 K。同时,化合物1和2均具备蓝白光致发光特性,荧光测试表明,化合物1和2分别在538 nm和547、750 nm处存在发射峰。化合物2具备介电相变和蓝白光致发光的双重特性。

功能模板导向的自组装合成介孔结构有机／无机复合材料

回顾了近年来硅基介孔材料有机功能化的基本方法和研究进展.基于作者的相关研究工作,着重介绍一种新型的介孔氧化硅有机功能化的方法——功能模板导向的自组装法,阐述了该方法在自组装合成新型有机/无机复合材料方面的应用.

1,4‑二氮杂二环[2.2.2]辛烷衍生物的卤代作用有效诱导介电相变

我们通过精确的分子设计,得到3种1,4‑二氮杂二环[2.2.2]辛烷(Dabco)衍生物X‑EtHDabco(EtDabco=N‑乙基‑1,4‑二氮杂双环[2.2.2]辛烷,X=H、F、Cl)。分别以3种Dabco衍生物、溴化锌为原料按一定配比反应,成功地合成了一系列新型有机-无机杂化相变材料(H‑EtHDabco)[ZnBr_(4)](1)、(F‑EtHDabco)[ZnBr_(4)](2)、(Cl‑EtHDabco)[ZnBr_(4)](3)。变温X射线单晶结构测定、差式扫描量热法(DSC)及介电测量结果表明:没有卤素取代的1在测试温度范围内并未观察到任何相变,然而卤素取代的化合物2和3均在230 K附近触发了可逆同结构相变。2和3产生的相变是有机胺阳离子中的卤素取代基在室温相和低温相中的有序-无序转变和无机骨架的相对变形共同引起的。

超声化学制备纳米材料的研究进展

结合相关的理论基础,综述了超声化学制备纳米材料的研究进展。主要涉及采用和发展多种前驱物声化制备无机纳米材料,特别是超声电沉积法制备纳米粉体新技术及超声制备无机-有机纳米复合材料等的进展;并展望了今后的研究方向。

一种热响应介电开关型零维有机-无机杂化材料:(C_(3)H_(6)NH_(2))_(2)CoCl_(4)

刺激响应型智能材料,因其制备简单、结构多变、成本低廉,在信息存储和传感器等方面有着广阔的应用前景.本工作通过溶剂挥发法成功制备了一例新型零维有机-无机杂化材料:(C_(3)H_(6)NH_(2))_(2)CoCl_(4).差示扫描量热(DSC)和变温介电测试结果表明,(C_(3)H_(6)NH_(2))_(2)CoCl_(4)在347.7 K处发生可逆的结构相变,并伴随着明显的“台阶状”介电异常,表现出优良的介电开关特性.并通过变温单晶X-射线衍射(SCXRD)对相变机理进行研究,发现其经历了从P21/n空间群转变为Pnma空间群的结构变化,这主要源于(C_(3)H_(6)NH_(2))^(+)阳离子剧烈的有序-无序运动和(CoCl_(4))^(2–)阴离子微小的畸变作用.此外,本工作通过Crystal Explorer计算了阳离子周围的弱相互作用,并发现了阳离子之间的H...H相互作用和阴、阳离子之间的H...Cl相互作用是形成该杂化材料的主要原因.紫外-可见吸收光谱显示,该化合物的吸收截止边为743 nm,其禁带宽度Eg为4 eV.

甲基官能化介孔固相微萃取涂层的合成与表征

采用一步法在碱性条件下以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)直接缩合制备了甲基改性的无机/有机介孔复合材料(Me-MCM-41),并用红外光谱(FTIR)、小角X射线衍射(SAXRD)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和氮气吸附-脱附等方法对样品进行了表征。结果表明,甲基成功键合至介孔材料孔道表面形成了无机/有机介孔复合体,该复合体不仅保持了MCM-41高度有序的的二维六方孔道结构,而且还具有较强的疏水性、较高的热稳定性,以及较大的比表面积、孔容和孔径。该材料作为固相微萃取的涂层与高效液相色谱联用对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)具有较高的萃取效率。