TiO_(2)-PDA核壳结构及TiO_(2)-PDA/硅胶复合材料的制备

将多巴胺单体在纳米TiO_(2)粒子表面聚合,形成TiO_(2)-聚多巴胺(PDA)核壳结构,与硅胶(SR)共混制备了TiO_(2)-PDA/SR复合材料,并研究了其结构与性能。结果表明:使用多巴胺单体增加了TiO_(2)的分散性与相容性;PDA包覆的TiO_(2)粒子分散性明显提升,形成了较为清晰的核壳结构;PDA稳定且牢固地自聚在纳米TiO_(2)粒子外层,不易脱落;TiO_(2)-PDA/SR复合材料的起始分解温度从450.44℃提升到468.01℃,复合材料微观形貌呈海-岛结构。

壳核结构氧化铝@石墨烯复合粉末增强铜基复合材料摩擦学性能研究

如何充分发挥润滑组元和耐磨组元的协同作用以提高铜基复合材料摩擦学性能仍面临具大的挑战。以石墨烯为润滑组元,氧化铝为耐磨组元,对比了氧化铝和石墨烯组装为壳核结构前后对铜基复合材料摩擦学性能的影响。结果表明,与氧化铝和石墨烯分别以独立相分布于铜基体的情况相比,氧化铝和石墨烯组装为壳核结构后可以提高铜基复合材料的致密度、硬度,并有利于在磨痕表面形成连续且具有保护性的摩擦层。因此,在10~40 N载荷范围内干摩擦,后者比前者具有更低的摩擦因数和磨损率。

核壳结构金属基复合材料的研究现状与发展趋势

核壳结构金属基复合材料是一类有望突破强韧倒置关系的非连续增强金属基复合材料,其在航空、航天、军工、电力、电子等领域有着广阔的应用前景。本文综述核壳结构金属基复合材料的研究现状,分析核壳结构增强体及其金属基复合材料的制备技术、核壳结构的微观组织调控以及强韧化机理,并对核壳结构金属基复合材料的发展方向及需要解决的问题进行论述。

核壳结构复合材料的制备及抑菌性能研究

通过化学还原法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂和保护剂,控制正硅酸乙酯(TEOS)的量制备核壳结构的Ag@SiO_(2)@Ag复合材料。利用SEM、TEM和XRD对核壳结构的Ag@SiO_(2)@Ag复合材料的结构和形貌特征进行表征,结果表明:当加入1 m L的TEOS时,所制得的Ag@SiO_(2)@Ag粒子粒径约为70 nm,且均一性较好,排列整齐。利用紫外-可见分光光度计对所制得的Ag@SiO_(2)@Ag复合材料进行光学性能研究;并研究Ag@SiO_(2)@Ag对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果,结果表明,当加入4 m L的TEOS所制备得到的Ag@SiO_(2)@Ag纳米复合材料,滤纸片浸泡30 min的抑菌效果最佳。TEOS加入的量越多,滤纸片浸泡的时间越长,抑菌圈越明显,抑菌效果越好。在相同条件下,Ag@SiO_(2)@Ag复合材料对金黄色葡萄球菌的抑菌效果更好。

BT@PANI核壳粒子的绿色制备及PVDF基复合材料的介电性能

聚合物薄膜介电电容器在新能源汽车、太阳能和风力并网发电与储能等领域具有广泛应用和广阔的发展前景。钛酸钡/聚合物复合材料具有介电损耗低、击穿场强高的特点,是电容器中核心部分高介电有机薄膜材料极具潜力的选择之一。目前,迫切需要解决高极化特性与低损耗难以协同改善的问题。本工作提出以苹果酸同时作为钛酸钡(BT)表面修饰剂和聚苯胺(PANI)掺杂剂,采用原位聚合法制备了BT@PANI核壳粒子,并以此为填料制备了聚偏氟乙烯(PVDF)基复合材料。结果显示,通过苹果酸与盐酸的两步表面改性法,可获得钛酸钡-苯胺阳离子(BT-An^(+))粒子,为此不同苯胺(An)与BT-An^(+)质量比条件下填料产物的核壳结构特征明显。当An与BT-An^(+)的质量比为0.5∶1时产物平均粒径最小,约为450 nm,粒径分布最窄,且电导率为1.46×10^(-3)S/cm。以此为填料,30%(质量分数)填充量的PVDF基复合材料在10^(3)~10^(6)Hz范围内介电常数保持在高值水平,由31仅下降到15,介电损耗在宽的频率范围内低于0.3,不仅表现出优良的频率稳定性,而且在获得较高的介电常数情况下,实现了介电损耗的有效抑制。此外,这项工作极大地降低了无机氧化性酸与有机试剂的使用率,为实现高性能介电复合材料的绿色制备提供了实验指导。

复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性研究

以一阶剪切变形理论为基础,采用谱几何法对不同边界条件下复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性分析模型进行构建,其中采用人工虚拟弹簧技术模拟耦合结构的边界条件。根据耦合处的连接关系,通过布置耦合弹簧模拟器对子结构之间的耦合关系进行模拟。应用哈密顿原理对复合材料双层球壳与环板耦合结构的特征方程进行推导,对耦合结构的固有特性和稳态响应进行求解。将所得结果与有限元结果进行对比,验证了计算的正确性。分析了几何参数、材料参数对复合材料双层球壳与环板耦合结构振动响应的影响。

石蜡基核壳结构相变储能复合材料的制备及性能

将石蜡熔融浸渍在膨胀石墨(EG)中得到核组分(EG-Paraffin),将制得的Paraffin@SiO_(2)微胶囊填充在环氧树脂(Ep)中得到壳组分(Ep-Paraffin@SiO_(2)),然后通过简单的模压成型制备了具有宏观核-壳结构的相变复合材料(EG-Paraffin/Ep-Paraffin@SiO_(2))。实验结果表明,这种宏观的核-壳结构赋予了相变复合材料优异的防泄漏性能和形状稳定性。壳组分中的微胶囊使相变复合材料保持较高的焓值(大于144 J/g)。而核组分中的膨胀石墨一方面能够有效封装石蜡,另一方面可以大大提升相变复合材料的传热速率。

氮化硼负载BT@PANI核壳粒子协同改善复合材料介电与导热性能

采用原位聚合法对氮化硼纳米片(BNNS)进行了聚多巴胺(PDA)的表面修饰,利用PDA的粘附性在BNNS表面负载钛酸钡@聚苯胺(BT@PANI)核壳粒子制备了分级结构复合填料。结果显示,BNNS单片的BT@PANI负载量对复合材料介电和导热性能影响显著;与BT@PANI/PVDF复合材料比较,所得复合材料的介电性能随频率变化的稳定性得到明显改善。BNNS单片BT@PANI负载量最大的复合材料界面极化最弱,介电性能表现出更好的频率稳定性,20%(质量分数)的复合材料介电常数和损耗值分别是14.8和0.082(10^(5)Hz),热导率降到了最低的0.64 W/mK。频率高于10^(3)Hz,这种新型复合材料介电损耗下降幅度是介电常数的2倍以上。该工作同步实现了聚合物基复合材料的介电常数提高、介电损耗抑制及导热性能提升,为储能聚合物基复合电介质的发展提供了新思路。

核壳结构纳米复合材料的研究进展

纳米粒子由于具有大量的潜在应用,近年来已引起人们极大的关注。通过制备具有核壳结构的纳米复合材料可以使其获得更多特殊的性质。综述了最近几年制备壳核结构纳米粒子的方法,根据其核、壳的不同材料分了4类,并对其中某些方法进行了比较,同时指出了目前该领域的应用前景、存在的不足和今后的研究发展方向。

单分散核/壳结构导电高分子复合材料的研究(Ⅰ)——单分散核/壳结构聚苯乙烯/聚吡咯的结构表征

Monodisperse core/shell latex particles composed of a polystyrene(PS) core and a thin conductive polypyrrole (PPy) shell were synthesized by means of two-stage emulsion polymerization. Proofs for the success of core/shell synthesis were obtained by using transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). Pressed pellet conductivity measurements on the dried composites indicated a low percolation threshold of 13.8%. The conductivity for the composites was higher than that of a heterogeneous admixture of dried PS latex and PPy bulk powder. The highest conductivity of the core/shell composite was 0.14 S/cm.

碳化钨/碳化二钨核壳结构纳米复合材料的制备及电催化活性

以偏钨酸铵为钨源,铁黄(FeOOH)为载体,将表面包覆法与原位还原碳化技术相结合,制备出了具有核壳结构的碳化钨(WC)/碳化二钨(W2C)纳米复合材料;应用X射线衍射(XRD)分析、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量散射谱(EDS)等手段对不同阶段样品的晶相、形貌、微结构和化学组成等特征进行了表征.结果表明:负载体经煅烧后,载体及包裹层的物相均发生了变化,形貌也相应地发生了改变;经盐酸处理及还原碳化后,样品由WC和W2C纳米颗粒组成,并构成了以W2C为壳,以WC为核的典型核壳结构;结合表征结果对核壳结构的形成机理进行了探讨.采用三电极体系循环伏安法测试了样品在酸性、中性和碱性溶液中对甲醇的电催化氧化活性.结果表明,与颗粒状碳化钨和介孔空心球状碳化钨相比,样品的电催化活性有了明显的提高.这说明W2C与WC构成核壳结构纳米复合材料后,其电化学性能有了明显的提升,核壳结构纳米复合材料是提高碳化钨催化材料活性的有效途径之一.

核/壳结构复合纳米材料研究进展

核/壳结构复合纳米材料是具有特殊性能的功能材料,是由一种纳米材料通过化学键或其他相互作用将另一种纳米材料包覆起来形成的纳米尺度的有序组装结构。这种结构可以产生单一纳米粒子无法得到的许多新性能,因而具有许多不同于核、壳材料的独特的光、电、磁、催化等物理和化学性质。主要介绍了核/壳型复合纳米材料的特点、形成机理以及制备方法,并结合最近的科研工作对其研究进展进行了综述。

纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料的制备方法及研究进展

首先,综述几种主要类型的纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料的最新研究和应用进展,介绍相应的制备方法及其优缺点,然后总结纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料研究领域面临的主要问题,最后展望未来的研究发展方向.

核壳结构木塑复合材料抗紫外老化性能试验

以高密度聚乙烯(HDPE)和木粉为主要原料,采用传统木塑复合材料(WPC)制备工艺和共挤出生产工艺,分别制备出均一结构和核壳结构WPC。核壳结构WPC芯层原料配比与均一结构WPC相同(木塑质量比为6∶4),表层则为纯HDPE塑料。将两组材料进行紫外光加速老化试验,并对两组试件的表面颜色、表面形貌、化学基团及抗弯性能分别进行测试和表征。研究结果表明:经2 500 h紫外光照射后,均一结构与核壳结构的WPC表面颜色色差ΔE值分别增加17.59和9.40,核壳结构WPC的抗紫外色变能力明显优于均一结构WPC;电镜照片显示,与核壳结构WPC相比均一结构WPC表面粗糙,在紫外光作用下更容易出现表面裂纹和粉化现象;傅里叶红外光谱分析证明核壳结构WPC表面羟基与羰基基团变化明显低于均一结构WPC,HDPE表层有效延缓了WPC的光氧降解;随着紫外光老化时间延长,两组试件的抗弯性能均呈现下降趋势,经2 500 h老化试验后,核壳结构和均一结构WPC的弯曲强度保留率分别为58.1%和49.7%,弹性模量保留率分别为43.2%和38.0%,表明聚乙烯壳层结构对维持WPC强度有一定的积极作用。

核壳结构Fe_3O_4@TiO_2磁性纳米复合材料的制备及性能表征

利用热分解油酸铁复合物得到油相Fe_3O_4磁性纳米粒子,以冰醋酸、钛酸四异丙酯和乙醇组成混合溶液,采用水热仿生合成法制备Fe_3O_4@TiO_2核壳结构磁性纳米复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及振动样品磁强计(VSM)对材料的形貌、结构、磁学性能等进行了分析表征。结果表明,TiO_2在Fe_3O_4颗粒表面进行了有效的包覆,形成了良好的包覆层,产品分散性好、结晶度高、形态稳定、磁性良好,为其在环境保护、生物、光催化等诸多领域的潜在应用提供了有利条件。

金属-介质壳核结构复合材料吸波特性的仿真和分析

基于有效媒质理论,采用有限元法计算了二维金属-介质壳核结构复合材料模型的等效介电常数。分析了金属层电导率、金属层厚度、填充比、内核材料及衬底介电常数对复合材料等效介电常数的影响。仿真结果表明,金属-介质复合材料具有2个吸收峰,且通过改变金属层电导率可以在射频至红外频段灵活调整复合材料吸收峰的位置;复合材料的吸收峰与其显微结构密切相关。有效介质理论是研究和分析复合材料吸波特性的有力工具。

核-壳结构型复合材料的制备与应用

具有核-壳结构的复合材料在很多领域具有许多潜在的应用功能,也是近几年来的一个研究热点。分析和讨论了核-壳复合材料的制备方法,包括化学沉积法、溶胶-凝胶法、自组装技术、微乳液法、模板法和超声合成法等;然后总结了核-壳结构复合材料在生物医药、催化、传感器等领域的应用研究进展;最后对核-壳结构材料的制备方法和应用前景进行了展望。

以磁性Fe_3O_4-MnO_2核壳结构复合材料为Fenton催化剂氧化去除水中4-氯酚

为了克服MnO2难以固液分离的缺点,将磁性Fe3O4-MnO2核壳结构复合材料作为非均相催化剂,应用于Fenton反应体系氧化去除水中的4-氯酚的实验中。在对材料结构性质进行表征的基础上,通过实验研究了磁性Fe3O4-MnO2核壳结构复合材料的催化性能。结果表明,和单一的以Fe3O4或者MnO2作为催化剂相比,Fe3O4-MnO2核壳结构复合材料具有更高效的催化效率,75 min内4-氯酚的去除率达到了96.8%,而且通过外加磁场还能实现快速的固液分离。同时,催化剂投量、H2O2投量以及溶液pH的改变都会对4-氯酚的降解产生较大影响。

具有核／壳结构的纳米复合高频软磁材料

具有核/壳结构的复合纳米材料兼有外壳层和内核材料的性能,由于其结构和组成能够在nm尺度上进行设计和剪裁,因而具有许多独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质。简要介绍了实验室在过渡金属纳米复合高频软磁材料研究方面的最新进展,内容包括:绝缘壳层(如SiO2、Al2O3、C-SiO2等)复合材料,能显著改善过渡金属纳米颗粒的热温度性,有效防止氧化和团聚,具有饱和磁化强度高、高频软磁性能优异的特点;半导体壳层(如ZnO)复合材料,研究了材料的光致发光性能,观测到在ZnO材料中较少出现的700nm发光峰;螺旋碳纳米管与Fe组成的复合材料,实验结果表明该复合材料具有良好的高频吸波性能,有望成为新一代轻质高频吸波材料。

金属介电核壳结构复合材料的制备、性质及应用

金属介电核壳结构复合纳米颗粒因其独特的结构而具有许多奇异的性质,尤其表现在表面等离子体共振特性上。通过改变金属纳米颗粒的大小和核壳的相对尺寸,可实现光学共振在很宽波段内的可调特性。这一特性不仅在光子学,而且在生物光子学、生物医学等领域都有广泛的应用前景。本文介绍了几种金属介电核壳结构纳米颗粒的制备、性质及其应用。