葡萄籽提取物/茶多酚对海藻酸钠纳米复合膜性能的影响

以葡萄籽提取物(grape seed extract,GSE)、茶多酚(tea polyphenols,TP)制备复合保鲜液,研究其抗菌、抗氧化效果。同时以海藻酸钠(sodium alginate,SA)、纳米纤维(nano-crystalline cellulose,NCC)为基材,添加质量分数8%,不同质量比(1∶0、0∶1、1∶1、1∶2、2∶1)的复合保鲜液制备活性包装膜,并考察复合膜形貌、结构、机械性能、阻隔性能。结果表明,复合保鲜液添加量为0.8%时,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的生长均完全抑制,GSE、TP以2∶1复配对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除率最高。与CK膜(不添加GST、TP)相比,2GT膜(GSE∶TP质量比为2∶1)表面光滑,结构致密,相对结晶度增大,说明膜体系间具有良好的相容性,熔融温度提高,热稳定性较好,拉伸强度和断裂伸长率分别提高191.24%、7.15%,水蒸气透过率、CO 2透过率分别降低31.52%、44.60%,可屏蔽100%的紫外线UVB(320~275 nm)、UVC(275~200 nm)及大部分UVA(400~320 nm)。

可再生纤维荧光纳米复合膜的构筑

以量子点(QDs)和纤维素纳米复合材料共混所制备的发光膜,在显示器等带有光学特征的领域有较广泛的应用。而现阶段所用QDs通常是II-VI族半导体纳米粒子,金属含量阻碍了它在医学等领域的应用。研究表明,采用碳点(CDs)代替金属量子点,将双醛基纳米纤维素(DNF)和CDs两种原材料共混再分散到明胶溶液中,可以构筑更加高性能的荧光复合膜。总之,该研究为制备可再生纤维荧光纳米复合膜提供一定的实验指导和理论支持,并为研究发光膜材料提供了新思路。

Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合膜的微结构及热电性能

利用高真空磁控溅射技术,通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积,制备了Mg_(3)Bi_(2)/Mg_(2)Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定,表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)进行观察、测量和分析。沉积薄膜的载流子浓度和迁移率通过霍尔实验获得,电导率和Seebeck系数由Seebeck/电阻测试分析系统进行测量。结果表明,沉积薄膜由Mg_(3)Bi_(2)和Mg_(2)Sn两相组成,随着薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,沉积薄膜的室温载流子浓度增加而迁移率下降。在整个测试温度范围内,随薄膜中Mg_(2)Sn含量的增加,薄膜Seebeck系数不断升高而电导率下降。Mg_(2)Sn相原子含量为28.22%的沉积薄膜在155℃获得最高功率因子为1.2 mW·m^(-1)·K^(-2)。在Mg_(3)Bi_(2)薄膜中加入适量的Mg_(2)Sn第二相,可明显提升Mg_(3)Bi_(2)薄膜材料的功率因子。

不同成膜温度对高粱秸秆粉/纳米ZnO/聚乙烯醇纳米复合膜理化性能和微观结构的影响

为提高农林废弃物的利用率及促进新型生物质材料的产业化生产,本文以高粱秸秆粉(Sorghum straw powder,SSP)、纳米ZnO、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)等为主要成膜基材,采用共混流延法制备出高粱秸秆粉/纳米ZnO/聚乙烯醇(SSP/Nano-ZnO/PVA,SNP)纳米复合膜,研究SSP的加入及不同成膜温度(75、80、85、90、95℃)对SNP纳米复合膜厚度、抗拉强度(Tensile strength,TS)、阻隔性能、微观结构、光谱特性和热性能的影响。结果表明:SSP的加入能提高SNP纳米复合膜TS、阻隔性能及热性能;随着成膜温度的升高,SNP纳米复合膜TS和阻隔性能先变好后变差,当成膜为85℃时,SNP纳米复合膜性能最好(TS=31.22 MPa最大,水蒸气透过系数=1.32×10^(-12)g/(cm·s·Pa)、水溶性=36.41%、溶胀度=238.41%最小),并通过SEM、AFM、FT-IR、TG分析表明该温度下SNP纳米复合膜表面光滑,截面致密,各基质间具有良好的相容性且热稳定性较好,综合性能优于其他成膜温度下的纳米复合膜。

超薄纳米复合膜在脱盐中的进展研究

聚酰胺基反渗透、纳滤和正渗透超薄复合膜已广泛应用于含盐水体如海水和苦咸水的处理中。通过将功能性纳米材料作为填料引入复合膜聚酰胺(PA)选择层制备超薄纳米复合(TFN)膜,能够显著提高膜的本征分离性能。从本质上而言,TFN膜的性能主要取决于纳米填料的组成和结构。目前,随着纳米科学的飞速发展,各种功能性纳米材料应运而生且已被作为填料引入复合膜的PA选择层。本文综述了近年来TFN膜在脱盐领域的研究进展,分析梳理了纳米填料的组成和结构,并研究了其对复合膜结构和脱盐性能的影响。在此基础上,归纳了目前TFN膜中存在的主要问题,并为TFN膜未来潜在的发展方向提出了建议。

纳米蒙脱土含量对聚乙烯醇基纳米复合膜包装性能的影响

以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和纳米钠基蒙脱土(montmorillonite,MMT)为原料,通过溶液插层-流延成膜法制备不同MMT含量(0、2.5%、5%、10%、15%、20%,以PVA干质量计)的PVA-MMT纳米复合膜,研究纳米MMT含量对聚乙烯醇基纳米复合膜包装性能的影响。X射线衍射图谱及扫描电镜结果表明,低含量(5%以下)MMT在纳米复合膜内分散均匀,形成剥离型纳米复合材料,其他含量则形成插层型的纳米复合材料,PVA结晶形态受纳米材料含量的影响。纳米复合膜的包装性能受纳米MMT含量的影响,随着纳米MMT含量的升高,PVA-MMT纳米复合膜的水蒸气阻隔性能(水蒸气透过率)和耐水性能(溶解质量损失率、溶胀率和吸湿率)显著提高(P<0.05),而透光性能显著降低(P<0.05);在0~5%MMT含量范围内,纳米复合膜拉伸强度随着纳米MMT含量的增加而提升,而纳米MMT含量高于5%之后,纳米复合膜拉伸强度低于纯PVA膜的拉伸强度,并且加入纳米材料后,复合膜韧性降低。

TiO_2/聚丙烯酸丁酯纳米复合膜的制备及摩擦性能

The nano TiO 2/Poly(butyl acrylate) composite film was prepared by in situ polymerization initiated by UV illustration and characterized by FTIR, XPS and HRTEM. The friction behavior of the composite film in sliding against AISI 52100 steel was examined on a DF PM friction coefficient measurement apparatus. The results indicated that the TiO 2 nanolines were dispersed in the poly(butyl acrylate) network. The film exhibites a good antiwear property.

聚酰亚胺/TiO_2有机-无机纳米复合膜材料的合成与表征

以钛酸丁酯作前驱物,NMP为共溶剂,在可溶性聚酰亚胺PI(HQDPA-DMMDA)中通过溶胶-凝胶法制备出高TiO2含量的PI/TiO2有机-无机纳米复合膜材料。TiO2的实际含量高达35.5%时仍能成膜,低于27.2%时为透明浅黄色纳米复合膜。并通过XPS、WAXD、TG、DSC等手段对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明,在TiO2含量为27.2%时,PI/TiO2复合材料中TiO2的平均颗粒尺寸为35nm左右;热分解温度和玻璃化转变温度明显升高;复合材料力学性能良好。

低能量离子束辐照磁控溅射沉积超硬质nc-TiN/nc-Cu纳米复合膜

利用诱导型等离子体辅助双靶磁控溅射法在Si(100)基板表面沉积Cu含量(原子分数)为0—10．0%的Ti-Cu-N膜,研究了Cu含量对薄膜结构及硬度的影响．结果表明,添加少量Cu可极大地提高薄膜硬度．Cu含量为2．0%的Ti-Cu-N薄膜具有超硬特性,硬度HV达到42,约为纯TiN薄膜硬度的2倍．超硬质Ti-Cu-N薄膜为nc-TiN/nc-Cu纳米复合薄膜,具有柱状晶结构．薄膜的超硬特性源于薄膜的纳米复合结构．

N_2流量对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和结合强度的影响

以高纯Ti和Ni为靶材,在不同N_2气流量下反应磁控共溅射了TiN/Ni纳米复合膜,采用原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜和划痕试验研究了N_2气流量对复合膜微结构、界面结合力和摩擦系数的影响。结果表明,共溅射TiN/Ni纳米复合膜组织细小、表面光滑、致密。TiN为fcc结构,其择优取向为(111)面。随N_2气流量增加,复合膜孔隙率、晶粒尺寸和沉积速率均出现不同程度的下降;而膜表面粗糙度先减小后增大,界面结合力则先提高后下降。本实验条件下,在N_2气流量为16mL/min时所沉积的复合膜表面粗糙度最小、界面结合力最好,分别为2.75nm和44.6N,此时复合膜的摩擦系数最低,为0.14。

预糊化对挤压吹塑制备淀粉/PVA纳米复合膜性能的影响

为了获得高性能的淀粉基复合膜,选取羟丙基交联淀粉(HP)和2种预糊化羟丙基交联淀粉(PC、PE)为成膜基材,分别与2种聚合度的PVA(1 700、2 400)复合,添加有机改性蒙脱土为增强剂,采用挤压吹塑法制备了淀粉/PVA纳米复合膜。结果表明:PC/PVA、PE/PVA复合膜表面不存在淀粉颗粒碎片,HP/PVA复合膜表面分布着未糊化的淀粉颗粒;同种淀粉和高聚合度的PVA之间,界面亲合力更强,相容性更好,形成的复合膜力学性能较好,疏水性能更强;预糊化淀粉有利于良好、有序插层结构的形成,与PVA分子之间联结更紧密,阻碍了水分子的吸附和透过。

自组装法制备聚合物纳米复合膜的新进展

介绍了自组装法制备聚合物纳米复合膜的几种最新技术 :化学吸附法、分子沉积法、旋涂法 .这些方法操作简单 ,膜的结构稳定性较高 ,利用它们可以制备各种功能化的聚合物纳米复合膜 ,从而实现薄膜的光、电、磁、非线性光学等的功能化 .由此 ,这些方法受到国内外的广泛重视 .

Q-CdS/聚合物纳米复合膜的制备与荧光性能

采用配位化学合成原理 ,分离制备出颗粒尺寸小于 10nm的单分散性的Q态CdS(Q CdS)纳米粒子 ,将Q CdS纳米粒子与聚合物复合成膜 ,制备出一系列Q CdS 聚合物纳米复合膜 .用紫外可见吸收光谱与透射电镜研究了纳米复合膜的量子尺寸效应和分散性 .通过荧光光谱探讨了不同聚合物基体材料和不同Q CdS含量的纳米复合膜的荧光发光性能 .结果表明 ,一方面这种以聚合物为基体的纳米复合膜 ,由于聚合物与Q CdS之间的相互作用 ,使纳米复合膜表现出与单一相组分完全不同的特征荧光发射峰 ;另一方面 ,随着纳米复合膜中Q CdS含量的不断增大 ,纳米复合膜的荧光强度不断增强 ,在一定浓度时达到最大值 .

Cu含量对TiN-Cu纳米复合膜结构与性能的影响

为研究纳米复合膜超硬机理和促进其商业应用,利用电弧离子镀制备了Ti N-Cu纳米复合膜,并对其表面形貌、晶体结构、能谱、XPS谱和硬度进行研究.结果表明:沉积膜仅含有Ti N相和少量的Ti相,Ti N相晶粒尺寸随薄膜Cu含量的增加而逐渐减小;尽管有的沉积膜中Cu原子数分数高达8.99%,但仍没有发现金属Cu相或Cu的化合物相衍射峰;沉积膜中Cu元素以金属Cu的状态存在,Ti主要以Ti N相存在,少量以金属Ti相存在,但没有Ti2N相;薄膜生长过程中,Cu、Ti和N共沉积,竞争生长,Cu的加入抑制了Ti N晶粒的长大;沉积膜的硬度随Cu含量增加而增加,达到最大值后下降,薄膜硬度随Cu含量变化与薄膜中Ti N相或Cu相尺寸有关.

羧甲基纤维素钠蒙脱土纳米复合膜的制备及性能

用溶液插层法制备出了剥离型羧甲基纤维素钠 蒙脱土纳米复合物 .X射线衍射结果中蒙脱土d0 0 1 峰的消失证实了纳米复合物的生成 ,透射电镜观察表明硅酸盐片层在羧甲基纤维素钠基体中达到了纳米级的分散 .红外测试表明 ,羧甲基纤维素钠分子上的醚键和蒙脱土分子上的硅氧键、铝氧键之间强的作用力是插层的驱动力 .加入蒙脱土后 ,提高了羧甲基纤维素钠膜的拉伸强度、热稳定性 ,降低了其水蒸汽透过系数 .

聚吡咯/SnO2/醋酸纤维素纳米复合膜的制备及其光催化合成聚甲基丙烯酸甲酯

以(NH4)2S2O8为氧化剂,在纳米SnO2存在下乳液聚合得到了粒径为30 nm的聚吡咯/SnO2(PPy/SnO2)复合纳米粉。以醋酸纤维素(CA)作为成膜剂,丙酮为溶剂制得PPy/SnO2/CA纳米复合膜。运用TG、XRD、TEM、SEM、AFM、FT-IR、DRS等测试技术对所得产品进行了表征。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)的聚合为目标反应,考察了产品的光催化性能,制得了平均粒径为18 nm的PMMA,重均分子量为1.42×105。

通过静电作用组装CdSe/PDDA纳米复合膜

以巯基丙酸为稳定剂,用水相法合成了表面带负电荷的CdSe半导体纳米晶.通过CdSe纳米晶与阳离子聚电解质(聚二烯丙基二甲基氯化铵,PDDA)之间的静电相互作用,在经过预处理的带负电的石英基片表面组装多层CdSe/PDDA纳米复合膜.透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱和荧光光谱研究结果表明,所得CdSe纳米晶粒径分布比较均匀,平均粒径约为5 nm,且具有很高的荧光光致发光性.CdSe/PDDA纳米复合膜的紫外-可见吸收光谱中波长260 nm和400 nm处薄膜的吸光度与组装层数之间呈现良好的线性关系,表明所得的多层CdSe/PDDA纳米复合薄膜的成膜质量和稳定性良好.

基体温度对反应共溅射TiN/Ni纳米复合膜结构和耐蚀性的影响

为研究基体温度对纳米复合膜结构和耐蚀性的影响,以Ti和Ni为靶材,利用反应磁控共溅射技术在100~400℃温度下沉积了Ti N/Ni纳米复合膜,采用XRD、XPS、AFM、FESEM/EDS、电化学技术和划痕试验表征研究复合膜的微结构、耐蚀性和膜基结合力。结果表明:该膜含有面心立方的Ti N和Ni相,其择优取向由低温时的Ti N(111)面转变为高温时的Ti N(200)面。随温度增加,复合膜晶粒尺寸和均方根表面粗糙度先减小后增大,并在温度200℃时达最小。复合膜的界面结合力随温度增加先增大后下降,在300℃时达最大。复合膜具有优异的耐蚀性,其中300℃沉积的膜层腐蚀电流密度最小,较304不锈钢基体约小1个数量级。增加Ni含量有利于提高复合膜的耐蚀性。Ti N/Ni纳米复合膜的腐蚀形式为薄膜的局部脱落,穿膜针孔等结构缺陷是引起Ti N/Ni纳米复合膜腐蚀失效的根本原因。

脉冲偏压对离子束辅助电弧离子镀TiN/Cu纳米复合膜结构及硬度的影响

采用离子束辅助电弧离子镀技术在高速钢基体上制备TiN/Cu纳米复合薄膜,考察了基体脉冲负偏压对薄膜成分、结构及硬度的影响。用X射线光电子谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和纳米压痕等方法分别测试了薄膜的化学成分、结构、表面形貌、硬度以及弹性模量。结果表明,在氮离子束的轰击作用下,随着脉冲偏压幅值从-100 V增加到-900 V时,薄膜中Cu含量先增加而后略有降低,在1.05%-2.50%（原子比）范围内变化。同时,脉冲偏压对薄膜的结构也有明显影响,在-100 V出现TiN（111）择优取向,当基体偏压增加到-300 V以上时,择优取向改变为TiN（220）择优。薄膜的Cu2p峰均对应纯金属Cu,薄膜的晶粒尺寸约在11-17 nm范围内变化。硬度和弹性模量随着偏压幅值增加而增大,当偏压为-900 V时,薄膜硬度和弹性模量达到最大值,分别为29.92 GPa,476 GPa,对应的铜含量为1.91%。

PI/TiO_2纳米复合膜的气体分离性能

通过溶胶-凝胶法制备出系列聚酰亚胺PI(HQDPA-DMMDA)/TiO2纳米复合气体分离膜。采用TEM、WAXD和DSC等手段测试了复合膜的某些物理特性;研究了复合膜对H2、N2、O2、CO2和CH4等五种气体的透气性能及其与温度的关系,并对复合膜的结构与透气性能的关系作了推测。结果表明,TiO2的引入并未明显改变PI的分子链间距。随着PI中TiO2含量的增加,复合膜的透气系数开始逐渐增加,当TiO2含量为22.3%时,则显著增加,且仍保持很高的分离系数。提出用无机纳米网络促进传输作用来解释复合膜的透气机理。