粘土/有机纳米复合材料的研究进展

本文通过对聚合物 /粘土纳米复合材料和柱撑材料的详细介绍 ,讨论了一般制备方法、制备过程的热力学和动力学研究、性能和应用 ,以及粘土的结构、有机改性等对制备粘土

天然橡胶有机纳米复合材料的研究现状

综述了有机生物纳米填料、混合纳米填料与天然橡胶(NR)的复合材料的制备方法,以及各类有机纳米材料及其改性对NR拉伸性能、热稳定性和导电性等补强的研究现状。所述有机纳米填料与聚合物基体之间良好的相容性及界面作用能够使NR的性能得到明显改善。经功能化改性后的有机纳米填料可更好与NR基体产生相互作用,给NR的性能带来更优异的补强效果,而混合纳米填料可赋予复合材料更为多样的功能性。同时探讨了NR纳米复合材料在未来的应用发展前景,开发出多种功能化的有机纳米填料及使用混合纳米填料制备性能多样的NR纳米复合材料是该领域未来的研究重点。

有机粘土/天然胶乳纳米复合材料的多轴循环拉伸诱导结晶行为研究

采用乳液插层法制备有机粘土/天然胶乳(NRL)纳米复合材料(NRLCNs),研究有机粘土用量对NRLCNs拉伸性能的影响以及NRLCNs在不同拉伸方式、拉伸倍率和循环拉伸次数下拉伸诱导结晶行为的变化。结果表明:当有机粘土用量为4份时,NRLCNs的拉伸强度最大,为24.6 MPa,较纯NRL胶料的拉伸强度12.6 MPa增大了95%;有机粘土的加入有助于NRLCNs更快地发生拉伸诱导结晶,在一定范围内随着有机粘土用量的增大,NRLCNs的拉伸诱导结晶临界诱变点提前;经过不同拉伸倍率和循环拉伸次数预处理后,NRLCNs的拉伸诱导结晶临界诱变点发生不同程度的滞后;NRLCNs的拉伸强度随着多轴拉伸预处理循环拉伸次数的增大而增大,且经过相同预处理后,相同应变下NRLCNs的单轴拉伸强度大于多轴拉伸强度。

碳基纳米零价铁复合材料的合成与应用研究进展

由活性炭、生物质炭、石墨烯、碳纳米管和介孔碳等碳基材料作为纳米零价铁(nZVI)载体的环境功能复合材料具有高孔隙率、大比表面积、强吸附性和还原性等特点,被广泛应用于有机污染物和重金属的去除。综述了液相还原共沉淀、碳热还原、水热碳化和机械化学等碳基纳米零价铁复合材料(C@nZVI)的合成和表征方法。通过总结C@nZVI的主要应用对象和处理性能,归纳了各种C@nZVI的结构、特性和去除污染物的机理。C@nZVI不仅应用于水中有机污染物和重金属污染物的去除,还用于贵金属回收、电化学催化以及脱氮除磷生物反应器等新领域。目前,在C@nZVI合成方法的优化、C@nZVI的回收与利用,以及C@nZVI应用于复合污染修复等方向的研究仍需完善。总结归纳了C@nZVI合成与应用的最新进展,为C@nZVI的进一步研究和应用提供了最新信息。

交联度对交联聚乙烯/有机化蒙脱土纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响

为了研究交联度对纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响,通过调控交联时间,制备了不同交联度的交联聚乙烯/有机化蒙脱土(XLPE/OMMT)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)测试判断蒙脱土的插层分散状态和试样聚集态结构的变化,利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样的结晶形态,并对其拉伸性能、电导-温度特性、介电常数、介质损耗及击穿场强进行了测试。结果表明:交联形成的三维网状结构抑制了晶体生长,且晶体尺寸和结晶度随交联度的增加而不断减小;剥离分散的OMMT在XLPE/OMMT中充当了物理交联点,与交联键共同作用,提高了纳米复合材料的拉伸强度,且不断完善的交联网络,使复合材料的弹性模量增大,韧性增强。纳米复合材料的电导率随温度升高而增大,其活化能的大小与交联度和OMMT的界面区域有关。完善的交联网络和均匀分布的界面区,增加了势垒,提高了复合材料的活化能。交联度的增加,形成较强的分子间作用力,阻碍了偶极子和侧基的转向极化,使介电常数和介质损耗角正切值减小;OMMT的加入和交联结构的完善,共同提高了复合材料的击穿场强;但过度交联会影响OMMT在基体中的分散程度,使OMMT片层发生微重排,进而导致OMMT与基体的界面结合力下降,劣化的OMMT排列和分散,使自由电子易脱离束缚,对晶格结构造成破坏,增加了复合材料的微观缺陷,使击穿场强降低。

用于高性能超级电容器的金属有机骨架衍生Co(OH)_(2)/C-N@GP纳米复合材料

本文报道一种制备β-Co(OH)_(2)/氮掺杂碳石墨烯纳米复合材料(Co(OH)_(2)/C-N@GP)的方法。首先,我们通过在含羧基的聚苯乙烯(PS)乙醇分散体中使Co(NO_(3))2·6H_(2)O与2-甲基咪唑反应,合成了ZIF-67/聚苯乙烯的复合材料。然后将ZIF-67/聚苯乙烯复合材料高温碳化,同时与硫代乙酰胺和石墨烯反应生成Co(SO_(4))_(2)/C-N@GP。最后,Co(SO_(4))_(2)/C-N@GP在KOH水溶液中浸泡以获得Co(OH)_(2)/C-N@GP纳米复合材料。所制备的Co(OH)_(2)/C-N@GP的扫描电镜图显示尺寸为10~20 nm的Co(OH)_(2)很好地分散在石墨烯上。电化学分析表明Co(OH)_(2)/C-N作为超级电容器的电极材料表现出典型的法拉第电荷转移行为,并且当石墨烯存在时,其比电容可显著增强。在2 mol·L^(-1)KOH中,Co(OH)_(2)/C-N@GP在2 A·g^(-1)下表现出985.4 F·g^(-1)的高比电容,1000次循环后的比电容保持率为76.6%。

纳米MoS_(2)复合材料非均相(类)Fenton法处理水中有机污染物的研究进展

(类)Fenton法处理水中有机污染物是通过过渡金属复合材料催化活化H2O2等氧化剂产生羟基自由基、硫酸根自由基和活性氧等来达到降解目的,(类)Fenton催化体系已成为该领域研究热点。MoS_(2)具有类似石墨烯的结构,纳米MoS_(2)复合材料作为非均相金属催化剂能够有效活化H2O2等氧化剂以降解水中有机污染物。主要综述了纳米MoS_(2)复合材料非均相(类)Fenton法处理水中有机污染物的研究进展,总结了不同催化体系对有机污染物的降解效率及催化机理,提出了实际应用中遇到的关键问题,并对未来的研究方向进行了展望。

聚合物/粘土纳米复合材料中有机改性剂的研究进展

粘土的有机化改性是制备聚合物/粘土纳米复合材料的关键步骤。文中综述了近年来此领域的最新研究进展,详细介绍了不同有机铵盐、多功能引发剂和功能化插层剂作为改性剂的情况,以及粘土接枝改性和低聚物相容剂改性的效果。重点介绍了新型有机改性剂的组成、结构、性质、改性机理及改性后纳米复合材料的性能和应用。最后总结了改性剂设计和使用的研究方向。

有机溶剂对有机粘土/丁腈橡胶纳米复合材料结构与性能的影响

采用预膨胀法对有机粘土进行预处理,研究有机溶剂的种类和用量对有机粘土/丁腈橡胶(NBR)纳米复合材料结构和性能的影响。结果表明:与熔体法相比,预膨胀法制备的有机粘土/NBR纳米复合材料的物理性能较好;当有机粘土/丙烯酸并用比为1g∶1mL或有机粘土/正丁醇并用比为1g∶4mL时,有机粘土/NBR纳米复合材料的物理性能最佳;与正丁醇为预膨胀剂时相比,丙烯酸作为预膨胀剂时制备的复合材料具有更好的物理性能和微观相态结构。

有机粘土/NBR纳米复合材料的微观结构与性能

试验研究几种起始层间距不同的有机粘土及制备方法对有机粘土/NBR纳米复合材料微观结构和物理性能的影响。结果表明:有机粘土/NBR纳米复合材料中有机粘土的层间距较其起始层间距增大;与熔体法相比,预膨胀法制备的有机粘土/NBR纳米复合材料的物理性能较好,复合材料中有机粘土的分散尺寸更小,分散相态更加细致、均匀。

有机插层剂对粘土/EPDM纳米复合材料性能的影响(英文)

研究了一种新型有机插层剂对双羟基烷基季铵盐蒙脱土/EPDM纳米复合材料性能的影响。结果发现,以双羟基烷基季铵盐处理粘土,在高温高转速熔融共混后,所得到的EPDM硫化胶具有优异的力学性能。X射线衍射发现,形成的粘土/EPDM纳米复合材料为剥离型结构。

环氧树脂粘土纳米复合材料的研究(I)——有机蒙脱土的制备与表征

采用长链季铵盐对蒙脱土进行有机化改性 .研究了反应配比 ,反应时间与反应温度对离子交换反应的影响 ,用元素分析、X衍射、红外光谱等手段对有机蒙脱土 (OMMT)

温度和掺杂含量对有机硅弹体/八乙烯基-笼型倍半硅氧烷纳米复合材料绝缘性能的影响

为了研究温度和掺杂含量对有机硅弹体/八乙烯基-笼型倍半硅氧烷(SE/OV-POSS)纳米复合材料绝缘和热学性能的影响,该文制备了纯有机硅弹体及不同掺杂含量的SE/OV-POSS纳米复合材料,对材料进行了SEM断面形貌表征、傅里叶红外光谱测量、热重分析、交联度实验、热刺激去极化电流测试、不同温度下介电谱和直流电导率测量,以及不同电场强度下的量子化学计算,分析了掺杂含量对SE/OV-POSS纳米复合材料交联网络的影响,以及温度对纳米复合材料电荷传输的作用机制。结果表明:掺杂质量分数为3%的OV-POSS可以与有机硅弹体基体形成密集的交联网状结构,有效抑制基体分子长链段发生介电弛豫运动,使纳米复合材料的热分解温度、交联度、α弛豫温度和陷阱能级显著增大;在20℃和120℃下,OV-POSS的未反应乙烯基和无机内核在纳米复合材料中分别起到深电子陷阱和深空穴陷阱作用,阻碍电极注入的载流子在材料内部传输,导致纳米复合材料的直流电导率小于纯有机硅弹体;然而在220℃下,纳米复合材料内部的大量热电子激发导致其绝缘特性的劣化。上述研究结果表明,适量掺杂的OV-POSS可以有效提升有机硅弹体在20℃和120℃下的绝缘性能。

三种ZnS基-有机胺纳米复合材料光催化产氢性能

采用溶剂热法合成了三种ZnS基-有机胺纳米复合材料ZnS·(n-BA)x、ZnS·(HMD)x、ZnS·(DETA)x,在乙醇为牺牲剂、H 2PtCl 6为助催化剂的条件下对三者的光解水产氢性能进行测试,并结合其禁带宽度值及结构特点用气相色谱仪对其光催化性能进行分析。结果表明:ZnS·(n-BA)x、ZnS·(HMD)x、ZnS·(DETA)x三种复合材料的禁带宽度值分别为3.66、3.91、3.85 eV。此外,成功实现了光解水产氢与牺牲剂乙醇选择性氧化的耦合,在ZnS纳米复合材料上实现了有机物的C—C偶联,利用牺牲剂乙醇,高选择性地合成了高价值附加产物2,3-丁二醇,同时产氢速率均保持在较高的水平。三种复合材料中,具有最小禁带宽度及最小粒径的ZnS·(n-BA)x光催化产氢能力最高,平均产氢速率为22.48 mmol/(h·g),产物选择性方面,2,3-丁二醇含量最高的也是ZnS·(n-BA)x,可高达88.72%。ZnS·(n-BA)x作为三者中产氢效率及产物选择性最优的复合材料,其稳定性也处于优势水平,有望在新型纳米复合材料的光催化产氢性能的研究中提供一定的参考价值。

有机粘土/聚烯烃弹性体纳米复合材料的结构与性能

采用熔体插层法制备有机粘土/聚烯烃弹性体(POE)纳米复合材料,研究有机粘土起始片层间距及用量对复合材料结构与性能的影响。结果表明:POE分子链插层进入有机粘土片层之间形成插层结构,并且有机粘土起始层间距越大,所制备纳米复合材料的物理性能越好。随着有机粘土用量的增大,有机粘土/POE纳米复合材料物理性能逐渐提高。

有机粘土/SBR纳米复合材料的结构与性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基溴化铵(STAB)分别对无机粘土进行有机改性,然后制备有机粘土/SBR纳米复合材料,研究不同季铵盐类改性剂对无机粘土的改性效果。结果表明:CTAB改性有机粘土与STAB改性有机粘土的片层间距分别从无机粘土的1.26nm增加到3.77nm和4.39nm;CTAB改性有机粘土的片层结构较稳定,而且在橡胶基体中的分散效果较好;所制备的有机粘土/SBR纳米复合材料的片层结构较多,力学性能较好。

预膨胀法制备有机粘土/NBR纳米复合材料力学性能与微观结构的研究

采用预膨胀法制备有机粘土/丁腈橡胶(NBR)纳米复合材料,研究了预膨胀剂丙烯酸不同用量和其在有机粘土中不同质量分数对复合材料的力学性能和微观结构的影响。结构表明,丙烯酸用量为1g有机粘土/4mL丙烯酸和其在有机粘土中的质量分数为30%时,所制备的有机粘土/NBR纳米复合材料各方面性能达到最优。

金属有机骨架衍生纳米复合材料的制备及在光催化领域的应用

太阳能是一种重要的可持续能源,具有优异光学性能的材料是太阳能驱动光催化高效应用的关键。金属有机框架(MOFs)是生成嵌入多孔碳基质的金属、氧化物、硫化物或磷化物等不同纳米复合材料的极好平台。这些MOFs衍生的纳米复合材料具有高结晶度、继承的形态,可控的尺寸和可调的结构特性。本文综述了不同的合成方法,包括自模板法和外部模板法。系统综述了其在光催化水裂解制氢、光降解有机污染物和光催化二氧化碳减排等方面的应用研究进展。

用预膨胀有机粘土制备橡胶与粘土纳米复合材料的方法

由北京化工大学申请的专利（专利号CN1667032，公开日期2005—09—14）“用预膨胀有机粘土制备橡胶与粘土纳米复合材料的方法”，是将有机溶剂与有机粘土按质量比1：1预先混合制得预膨胀有机粘土，预膨胀有机粘土再与橡胶和其它配合剂混合得到橡胶／粘土纳米复合材料。