MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制及其电化学分解水效应

在氩气气氛中900℃煅烧前驱物MoS_(2)核壳超级球得到MoS_(2)核壳球。在升温速率为20、10、5、2℃·min^(-1)时,MoS_(2)核壳球上氧掺杂量分别从前驱物的23.1%降低到17.6%、10.8%、5.5%、6.2%。结果表明较低的升温速率可以导致更低的氧掺杂量。基于前驱物特殊的准分子超晶格结构,提出了原位阴离子交换反应机理,以深入理解MoS_(2)核壳球上氧掺杂的动力学调制机理。电化学性能研究表明通过调制氧掺杂量可以有效改善MoS_(2)核壳球电化学分解水的性能。

Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球添加对聚丙烯介电和空间电荷特性的影响

为研究核壳结构Al_(2)O_(3)@SiO_(2)球形纳米颗粒对聚丙烯(Polypropylene, PP)复合电介质性能的影响,本工作利用表面沉淀法合成了Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球,并制备了聚丙烯基Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球复合电介质,研究了添加不同含量Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球的聚丙烯纳米复合电介质的理化性能、介电谱和空间电荷特性。结果表明:添加Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球降低了聚丙烯复合电介质的储存模量,增强了其韧性;Al_(2)O_(3)@SiO_(2)核壳纳米球添加量对聚丙烯复合电介质介电性能和空间电荷特性影响较明显,添加含量较低时,核壳结构Al_(2)O_(3)@SiO_(2)纳米球增强了其与基体的相容性及界面区域的相互作用,受界面区及其对体内电荷密度和载流子迁移率的影响,聚丙烯复合电介质的相对介电常数和介质损耗因数均有所降低,且抑制了异极性空间电荷积聚,因此Al_(2)O_(3)@SiO_(2)/PP复合电介质的介电性能和空间电荷特性得到提高。

U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球制备及其在弥散型陶瓷核燃料中的应用研究

基于光/热引发聚合反应的壳层固化方法在设计构建的同轴双毛细管微流体控制装置中实现高球形度U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球的制备,调控微流控系统中连续相流量以及核相与壳层相流量比可精准控制U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球粒径和壳层厚度。提出以U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球为原料制备高U_(3)O_(8)体积分数的U_(3)O_(8)/ZrN弥散型陶瓷核燃料芯块技术方法。研究结果显示,制备的高达40.8%燃料相体积分数的弥散燃料芯块中U_(3)O_(8)微粒均匀分布在ZrN基质中且没有U_(3)O_(8)微粒堆积粘连。该弥散燃料芯块的热导率比U_(3)O_(8)燃料芯块热导率提高53%,有效改善了陶瓷核燃料的导热性能。

干水法制备核壳聚合物微球及其性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,水为溶剂,疏水Si O_(2)为壳层原料,采用干水法制备干水微反应器,将其干燥后即得核壳聚合物微球(PMS@SiO_(2))。考察了SiO_(2)疏水性、疏水Si O_(2)与水相质量比、搅拌速度和搅拌时间对形成稳定干水微反应器的影响,通过正交实验对PMS@SiO_(2)的制备条件进行了优化。采用FTIR、TGA、激光粒度仪、SEM和TEM对样品进行了表征,评价了PMS@SiO_(2)吸水膨胀性能和调驱性能。结果表明,PMS@SiO_(2)的最佳制备条件为m(SiO_(2)-R812S)∶m(水相)=1∶10,搅拌速度12000 r/min,搅拌时间120 s,交联剂用量0.10%(以单体总质量为基准,下同),引发剂用量0.15%,反应温度50℃,反应时间4 h。与常规聚合物微球PMS相比,PMS@SiO_(2)在90℃环境中水化20 d,膨胀倍数约为5.0,具有缓膨特性;PMS@SiO_(2)的封堵率达90.39%,残余阻力系数为10.409,采收率增幅可达34.02%。

功能型核壳微球对环氧树脂燃烧性能和力学性能的影响

采用原位聚合法制备聚磷酸铵(APP)-聚苯乙烯(PSt)核壳微球(CSP),并研究了CSP对环氧树脂(EP)阻燃及力学性能的影响。扫描电镜和透射电镜测试结果证实CSP为粒径0.7~1.1μm规整微球,具有明显核壳界面。将CSP引入EP中制备阻燃复合材料。当CSP引入量为15%时,材料具有最佳阻燃效果,热释放速率峰值由1163.1kW/m2降低到337.2kW/m2。热重测试结果表明,引入CSP后EP的初始分解温度降低,促进高温成炭量增加。力学性能测试结果显示,CSP的引入可提高EP拉伸强度。

微米级聚苯乙烯/聚硅氧烷核壳微球的制备、表征及其作为光散射剂的应用

在乙醇/水混合溶剂中采用分散聚合法制备出微米级聚苯乙烯微球,将聚苯乙烯核微球与甲基三甲氧基硅烷的水解溶液混合,加入氨水使硅烷水解产物在核表面缩合交联,制备出微米级聚苯乙烯/聚硅氧烷核壳微球.采用TEM、粒径分布仪、EDX、TG等对核壳微球的形貌、粒径、表面成分和热失重进行了表征.将核壳微球作为光散射剂添加在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂中,制备出性能良好的光散射材料.当SS6核壳微球的添加浓度为1%(质量)时,制得的PMMA样片(2mm)的雾度为88.16%,透光率为72.5%;当SS6添加浓度为2%(质量)时,其雾度为92.13%.

聚(甲基丙烯酸甲酯-CO-苯乙烯)/聚硅氧烷核壳微球的制备与应用

采用分散聚合法制备出聚(甲基丙烯酸甲酯-co-苯乙烯)种子微球,再将种子微球与甲基三甲氧基硅烷的水解溶液混合,加入氨水使硅烷水解产物在种子微球表面缩聚,制备出聚(甲基丙烯酸甲酯-co-苯乙烯)/聚硅氧烷核壳微球。采用SEM、TEM、粒度分析仪和FTIR对微球的形貌、核壳结构、粒径和化学组成等进行表征。发现在合成种子微球时提高甲基丙烯酸甲酯在共聚单体中的投料比,可使相应核壳微球的折光指数下降。将核壳微球作为光散射剂添加在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中制备出光散射材料。结果表明,核壳微球可显著提高PMMA样片的雾度,且PMMA样片的雾度随着核壳微球与PMMA的折光指数之间差值的增加而增加;当核壳微球的添加浓度为2%～3%(质量)时,制得的PMMA样片(2mm)的有效光散射系数均达到55%以上。

核壳结构复合微球研究进展

核壳结构复合微球通常由中心核和包覆在外部的壳组成,其特殊的结构使其实现了材料的多功能化。本文综述了核壳型复合材料的研究进展及在相关领域的应用,着重介绍了四类别该材料在制备过程中壳/核的设计与调控以及对相关制备方法的评述。最后结合本课题组的工作对该类材料的未来发展做了展望。

分散聚合法制备SiO_2/PAM核壳复合微球

采用分散聚合法制备出以SiO2为核、PAM为壳的核壳复合微球。根据Stber法制备了单分散SiO2微球,粒径随着TEOS、氨水浓度的增加而增大。采用硅烷偶联剂对SiO2微球进行表面处理,TEM显示处理后的微球继续保持单分散性,粒径有所增加。以SiO2微球或处理后的SiO2微球为核,采用分散聚合法在其上包覆AM,借助TEM、IR对其进行表征;研究发现,以处理后的Si O2微球为核能得到核壳结构,这种SiO2/PAM核壳微球的粒径大约为163 nm,包覆层30 nm左右。

PS/Ag核壳结构复合微球的制备与性能

以乳液聚合法制备的平均粒径1.2~1.5μm单分散聚苯乙烯（PS）微球为核,经过超声敏化、化学镀、还原等过程制备了PS/Ag核壳结构复合微球。采用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、紫外可见光谱对其形貌、物相、结构与光学性质进行了表征与分析。结果表明：PS/Ag复合微球粒径相对均一;通过多次敏化、控制二次银氨溶液浓度（0.002~0.006 mol/L）,可实现对纳米银壳层厚度的调控;纳米银壳层沉积生长过程中,随着PS微球表面银粒子的增多、增大,复合微球的光学等离子体共振吸收峰产生显著的展宽与红移。

一种交联核壳微球的合成及其结构与性能的研究

采用反相微乳液法,制备出用于调剖堵水的交联SiO_2/(PAM-PAA)核壳微球。对改性二氧化硅、核壳微球的化学结构及微球与孔隙的匹配关系做了研究。结果表明,二氧化硅成功被改性,二氧化硅的接枝率为1.1%;当核孔膜孔径大小为12μm及填砂管渗透率为0.92 D时,微球具有最佳的深部调剖效果。

Fe_3O_4/P(St-CBA)核壳磁性复合微球的制备及性质

运用分散聚合法制备出Fe3O4 /P(St -CBA)核壳磁性复合微球。该微球粒径为 0 .0 75～0 .70 0 μm、w(Fe3O4 ) =0 .0 5 %～ 0 .90 % ,呈规整球型 ,表面光滑 ,在 0 .0 5T磁场中的磁响应性为3.0cm/min。制备微球的最佳条件为 :w(磁流体 ) =0 .5 %～ 3 .0 %、w(马来酸酐 ) =0 .0 %～2 .0 %、w(无水乙醇 ) =30 .0 %～ 70 .0 %。

CdS/聚电解质核-壳式复合微球的光谱特性研究

合成了CdS/聚电解质核-壳式复合微球并研究了其红外光谱、拉曼光谱和真空紫外光谱。在复合微球的红外光谱中出现的619.1 cm-1Cd—S伸缩振动峰,与固态CdS相比出现了明显的蓝移现象。拉曼光谱中,与CdS特征纵光学声子模(1LO)相对应的299.4 cm-1也发生了蓝移现象。常温(290 K)和低温(20 K)下的真空紫外光谱存在差异。对于激发光谱,常温下主峰在269 nm,并有一些副峰,而低温下仅在253 nm处有1个明显的激发峰;常温下的发光峰在382 nm,并且有322、542和585 nm的副峰,而低温下则在394 nm处有明显的发光峰。这些结果说明CdS和聚电解质之间形成了包裹关系,并且具有很好的光学性能,可以作为荧光量子点标记材料。

高分子核壳微球补强架空线路绝缘恢复涂覆料与配网带电作业机器人作业匹配性研究

分别采用气相法白炭黑及聚丙烯酸丁酯(PBA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)核壳微球制备了架空导线绝缘恢复涂覆料,对3种核壳比的PBA/PMMA微球分别开展透射电镜及红外光谱分析,结果表明壳结构占比低于30%后,核壳结构不完整;以气相法白炭黑制备的电缆涂覆料的力学性能及介电强度更佳,但涂覆过程中与配网带电作业机器人的协同施工性差,无法实际应用。以PBA/PMMA核壳微球配制的电缆涂覆料具有良好的施工性,当微球的核壳比为60/40时,涂覆料的性能较佳,其密度为0.96 g/cm^(3),拉伸强度为3.18 MPa,撕裂强度为7.51 kN/m,介电强度为21.32 kV/mm,能够满足架空导线绝缘恢复的技术要求,涂覆过程中与配网带电作业机器人的协同施工性较好。

SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球的制备及表征

采用乳液技术和先驱体转化法相结合,利用改性后SiO_2颗粒表面的双键引发聚硅氮烷(PSN)原位聚合,得到SiO_2/PSN核壳结构微球,经高温裂解过程成功制备SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球。研究SiO_2与PSN原料的质量比、固化时间和热解温度对核壳微球形成过程和形貌的影响,并采用SEM,EDS,TEM,FT-IR,XRD对微球的微观形貌、化学成分及物相进行表征。结果表明:SiO_2与PSN质量比为1∶4时,200℃固化4h得到表面颗粒分布均一、包覆完全的SiO_2/PSN核壳微球;经800~1200℃热处理后,得到能保持原来形貌的非晶态SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球;1400℃热解产物发生结晶,生成了SiO_2,SiC和Si_3N_4晶相。

核壳高分子微球的制备及应用

本文介绍了核壳高分子微球的制备及应用 ,并探讨了核壳高分子微球的制备方法、形成条件。

双亲性w/o-SiO_2-void-TiO_2中空核壳微球的合成及表征

采用双层包裹–夹层去除法合成了SiO2-void-TiO2中空核壳微球,通过正十八烷基三甲氧基硅烷对SiO2-void-TiO2微球表面进行部分修饰,制得了双亲性w/o-SiO2-void-TiO2中空核壳微球,并采用XRD、TEM、BET、FT-IR和UV-Vis DRS等对样品的晶相结构、形貌、表面结构和吸光性能等进行了表征。以染料亚甲基蓝模拟环境污染物,考察了SiO2-void-TiO2和w/o-SiO2-void-TiO2在紫外光下的光催化性能。结果表明:SiO2-void-TiO2样品呈微球状,具有明显的核–多孔壳结构,在核与多孔壳层之间存在纳米空间层,样品中TiO2核具有锐钛矿结构;w/o-SiO2-void-TiO2样品具有双亲性,能分布于水/油两相界面处。在紫外光照射下,反应180 min,SiO2-void-TiO2和w/o-SiO2-void-TiO2对亚甲基蓝的降解率分别达89.4%和83.8%。在此基础上,本研究探讨了SiO2-void-TiO2中空核壳微球的合成机理及表面部分改性机理。

反相微乳液体系中电子束辐射制备Fe_3O_4/聚丙烯酰胺磁性核壳微球

在共沉淀法制备Fe3O4纳米磁粉的基础上,以丙烯酰胺(Acrylamide,AM)为单体在反相微乳液中通过电子束辐照的方法制备了具有核壳结构的四氧化三铁/聚丙烯酰胺磁性核壳微球(Fe3O4/Polyacrylamide,PAM),用X射线衍射仪、原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、动态激光光散射仪表征样品。结果表明,制备的磁粉为Fe3O4单相,粒径为9nm左右,磁性高分子微球Fe3O4/PAM直径范围为80-150nm,呈球形。分析了乳化剂用量,单体浓度,磁粉用量,吸收剂量等对Fe3O4/PAM微球粒径的影响规律。

两种核-壳结构复合微球对聚丙烯的改性研究

以吸附自组装和共缩聚法制备的PS/MCM-41-g-MPS和P(St-MPS)/MCM-41两种具有不同界面作用的"核-壳"结构复合微球为填料,对聚丙烯(Polypropylene,PP)进行改性,研究了复合微球种类及用量对PP力学与结晶性能的影响。结果表明:两种复合微球的添加均可以显著提高PP的力学性能,在复合微球PS/MCM-41-g-MPS和P(St-MPS)/MCM-41的添加量均为2%(质量分数,下同)时,两种PP复合材料的拉伸强度分别比纯PP提高了12%和13%;而添加量为4%时,两种复合材料的冲击强度分别提高了68%和63%,复合微球的添加也促进了β晶的形成;但由于两种复合微球核-壳界面作用的不同,对PP力学及结晶性能的改善作用具有一定的差异;SEM测试表明,核-壳粒子界面作用不同,直接影响其在基体中的分散及增韧增强效果。

具有核壳结构的氧化石墨烯/聚醚砜微球的制备及其毒素吸附性能

氧化石墨烯(GO)是一种很具应用潜力的石墨烯纳米材料,由于具备超大的比表面积和表面带电的特性,在对水污染物吸附方面具有优异的性能。然而,氧化石墨烯良好的水中分散性以及纳米尺寸特性,使其在应用过程中难以控制和回收。文中针对此问题,采用聚醚砜对氧化石墨烯进行包覆,通过液-液相分离方法制备出具有核壳结构的氧化石墨烯-聚醚砜复合微球。选用阳离子染料亚甲基蓝(MB)作为被吸附物来考察微球的吸附量、吸附动力学以及吸附热力学。研究发现,该复合微球对MB的最大吸附量高达363.21mg/g,并且可通过提高壳层的亲水性来增大微球的吸附速率。