新型纳米铜/石蜡/PVP温敏复合材料的制备及其性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡/PVP温敏复合材料。用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱仪(FTIS)对复合材料的微观形貌和结构进行了表征,并测试了复合材料的膨胀性、温敏性和稳定性。结果表明,石蜡/PVP复合有机物对铜粒的包覆效果良好,球磨100 h的复合颗粒近似球形,粒径约为100 nm。PVP与石蜡、纳米铜粒之间存在一定的相互作用。PVP的加入量对复合材料的膨胀性影响明显,少量PVP可提高复合材料的膨胀性,随着PVP含量的增加,复合材料的膨胀性受到抑制。PVP的添加可以有效改善复合材料的稳定性,但对复合材料的温敏性影响不明显。

热分解法制备纳米铜/石蜡相变驱动复合材料及性能

以甲酸铜-辛胺配合物为前驱体,采用热分解法单步制备了纳米铜及纳米铜/石蜡复合材料。通过XRD、SEM和DSC对复合材料的物相、微观形貌及相变温度和潜热进行了表征,讨论了反应温度对铜粒形貌、尺寸的影响,并对复合材料的热敏性和热膨胀性及影响因素进行了分析研究。结果表明,石蜡包覆在铜粒表面,能显著提高其抗氧化性。与纯石蜡相比,纳米铜/石蜡复合材料的热敏性明显提高,但其相变温度、潜热和体膨胀率则略有下降。

新型纳米铜/石蜡复合材料的制备及其热性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡温敏复合材料。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(TEM)等对复合材料进行了成分、物相和微观形貌的分析研究,并测试了材料热膨胀性和热敏性。结果表明,复合材料主要由铜、石蜡及少量氧化亚铜组成。石蜡在铜粒表面包覆均匀,形成类似核-壳结构。铜粉和石蜡的质量比对复合材料热膨胀性和热敏性影响明显。

油溶性铜纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能研究

采用液相化学还原法在溶液中原位合成了有机化合物表面修饰铜纳米微粒 ,用透射电子显微镜表征了微粒的尺寸、形貌和结构 ,在四球摩擦磨损试验机上考察了其作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能 ,并与二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)进行了对比 .结果表明 :铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能 ,同时具有良好的抗磨性能 ,尤其是在高负荷下其性能优于 ZDDP.采用 EPMA和 XPS对铜纳米微粒的极压抗磨机理进行了分析 ,发现在摩擦过程中铜纳米微粒在表面形成沉积膜 ,这种沉积膜与表面修饰层形成的摩擦化学反应膜产生协同作用 。

碳纳米管对泡沫铜/石蜡复合相变材料热性能的影响

以泡沫铜(copper foam, CF)、碳纳米管(carbon nanotubes, CNT)和石蜡为原料,分别制备CF/混合CNT/石蜡和CF/催化CNT/石蜡两种复合相变材料(phase change material, PCM),CNT与石蜡的质量比均为1:99。采用SEM和Raman光谱表征材料的形貌和品质,用激光导热测试仪和差示扫描量热仪表征复合PCM的传热性能和相变行为。结果表明,所有PCM复合情况良好,且引入2种不同形式的CNT均能提高石蜡的热导率。虽然混合CNT的品质比催化CNT更好,但与CF/混合CNT/石蜡复合材料的热导率(3.28 W/(m·K))相比,CF/催化CNT/石蜡复合材料的热导率仍达到3.94 W/(m·K)。此外,两种形式的CNT均能有效改善石蜡的相变潜热和过冷度。

具有光热转换性能的三聚氰胺泡沫支撑铜纳米颗粒/石蜡复合相变材料的研究和应用

固-液相变材料在储能领域中应用广泛,但存在液体泄漏、导热系数低的缺点,极大地限制了其在太阳能储能领域的应用。本研究以油胺作为分散稳定剂,将铜纳米颗粒(Cu)均匀分散在熔融液态石蜡(PW)中。应用真空浸渍法使Cu/PW与三聚氰胺泡沫(MF)相结合,获得了具有光热转换性能和太阳能存储能力的新型柔性MF/Cu/PW相变复合材料(PCMs)。所制备的PCMs不仅具备良好的形状稳定性和较高的潜热(约152.9 J·g^(-1)),而且表现出独特的光热转换性能,可应用在浙贝母生产的温室大棚方面,起到智能温度调控的作用。MF/Cu/PW PCMs制作工艺简单,且具有绿色环保、能源高效利用等优点,在浙贝母生产的太阳能利用和温度调控系统中具有广阔的应用前景。

液体石蜡—硝酸铜反相乳状液热解法制备纳米铜粉的研究

以液体石蜡为油相介质和还原剂,与硝酸铜水溶液配制W/O型乳状液,通过热解还原法制备纳米铜粉,无需添加其他还原剂。用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对产品进行表征,探究了表面活性剂用量和铜盐浓度对产品粒径的影响。研究结果表明,Span-80、Tween-80复配表面活性剂HLB值为6.0、用量为2%,铜盐浓度为0.2 mol/L,300℃热处理3 h时,制得的纳米铜粒径最小,为24.3 nm,呈球形。

纳米铜复合润滑油添加剂摩擦学性能的研究

将氯化石蜡与环氧大豆油复合应用于润滑油领域,发现环氧大豆油对氯化石蜡具有良好的稳定作用。在氯化石蜡与环氧大豆油构成的有机复合体系基础上,研究氯化石蜡/环氧大豆油与纳米铜粉复合后的摩擦学性能,探讨纳米粒子与有机添加剂的复合效应。结果表明:氯化石蜡与环氧大豆油复合体系与纳米铜粉复配后共同构成的有机/无机润滑体系,可在机械部件表面形成一层牢固的膜,减少了其摩擦磨损。

铜/石蜡热敏材料的制备及其热膨胀性

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡热敏复合材料。通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)及自制温控光学测微装置等手段对复合材料微观形貌特征进行了分析研究,并探讨了铜粉和石蜡的质量比以及石蜡的熔点对复合材料膨胀性能的影响。研究结果表明石蜡在铜粒子表面包覆均匀,铜粒子的粒径可以达到70nm左右。铜粉和石蜡的质量比不同,复合材料的体膨胀量也不同。石蜡熔点越高,复合材料的膨胀性能越好。

应用于导电墨水的纳米铜胶体的研制

以硼氢化钾(KBH4)为还原剂、硫酸铜(CuSO4.5H2O)为前驱体,乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为络合剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为反应场表面活性剂,KOH为pH值调节剂,制备纳米铜胶体.对影响纳米铜胶体粒径以及分散稳定性的因素进行了研究,结果表明:当CTAB,KOH,EDTA-2Na的用量分别为0.22,1.5,0.3～0.4mol/L时,纳米铜胶体的粒子粒径为30nm左右,胶体的分散稳定性较好;用该化学还原法可制备出最小粒径为1.09nm的纯净纳米铜.在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的保护下,可有效防止纳米铜粉末氧化.

银纳米-泡沫铜基底的透射-表面增强红外光谱法对福美双的检测

表面增强红外光谱(SEIRAS)是一种极具潜力的分析技术,近年来被广泛应用于诸多领域。SEIRAS技术的关键在于具有红外增强效应的基底,但目前已有的SEIRAS基底制备的成本、步骤和耗时等都还有待优化。金属材料由于其不透光性,通常难以用作透射模式(T-SEIRAS)基底的衬底,本研究创新性地使用具有三维孔隙结构的泡沫铜材料作为衬底,基于置换反应在泡沫铜上负载银纳米粒子,研发出一种快速、简便、低成本的T-SEIRAS基底制备方法。优化了银离子溶液浓度、表面活性剂用量、反应时间等主要影响因素,结果表明:硝酸银(0.2 mmol·L^-1)用量为10 mL,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(0.05 g·mL^-1)用量为2 mL,反应时间为30 s时,基底红外增强效果最好。通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对SEIRAS透射基底的表征,表明从几十到一百纳米尺度的银纳米被成功负载于泡沫铜衬底上。优化制备的银纳米-泡沫铜SEIRAS透射基底可对探针分子11-巯基十一烷酸(MUA)及福美双农药产生明显的红外信号增强,对MUA在1689 cm^-1处的增强达32.7倍,对福美双在1371 cm^-1处的增强达2.9倍。分别考察了福美双1236,1371和1495 cm^-1处的吸收信号强度与浓度的线性拟合情况,1236 cm^-1处的线性最优,相关系数为0.923。该基底对福美双的检出限为0.024 mg·mL^-1。研究结果为快速、简便制备SEIRAS透射基底提供了新方案,为福美双等有机污染物的现场应急快速检测提供了新思路。

纳米复合相变蓄热材料的制备与特性

相变蓄热材料(phase change materials,PCMs)是相变蓄热技术研究的基础。针对普通相变蓄热材料热导率低的缺点,采用纳米技术改善石蜡的相变传热性能,从而提高其热导率及热扩散系数。通过纳米颗粒-石蜡复合材料熔化过程测试和纳米颗粒沉降过程观察,确定铜纳米颗粒和Hitenol BC-10分别作为实验用纳米颗粒和分散剂,在制备稳定的纳米铜颗粒-石蜡复合相变材料的基础上,对其热物性进行了实验研究。结果表明纳米铜颗粒的添加使得石蜡热导率增幅最大,实验测得固态纳米铜-石蜡热导率提高7.9%,液态提高3.8%,而固、液态热扩散系数则分别提高了20.6%和16%。

纳米铜/石蜡相变驱动复合材料制备及热物理性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡复合材料。通过TEM、SEM、XRD和DSC对复合材料的微观形貌、物相及相变温度和潜热进行了表征和分析,并研究了铜含量对复合材料的热敏性、热膨胀性和热稳定性的影响。结果表明:石蜡包覆在铜粒表面,能显著提高其抗氧化性,铜/石蜡复合颗粒近似球形,粒径约为100nm,多个复合颗粒易团聚形成微米级颗粒;铜含量对相变温度没有明显影响,但相变潜热随铜含量的增加近似线性减少;复合材料的热敏性随着铜含量的增加而提高,但其热膨胀性则降低;铜质量分数为60%的复合材料具有较短的升温时间,体膨胀率降低较小,且多次加热后稳定性较好,可作为此类热敏微驱动器的理想材料。

纳米铜修饰多壁碳纳米管/石蜡相变驱动复合材料的制备及热性能

以油胺为分散稳定剂,在石蜡中热分解甲酸铜-碳纳米管复合物前驱体,单步制备了纳米铜修饰多壁碳纳米管(Cu-MWCNTs)/石蜡复合材料。通过XRD、TEM和DSC对Cu-MWCNTs/石蜡复合材料的物相、微观形貌及相变行为进行了表征和分析,并对其热敏性、热膨胀性和热稳定性及影响因素进行了分析研究。结果表明:纳米Cu原位沉积在MWCNTs外壁上,粒径为2~35nm。与纯石蜡相比,Cu-MWCNTs/石蜡复合材料的相变温度和相变潜热均明显降低。Cu-MWCNTs含量为0.2wt%的Cu-MWCNTs/石蜡复合材料具有较短的升温时间,体膨胀率降低较小,且多次加热后稳定性较好,可作为此类热敏微驱动器的理想材料。

新型纳米铜/石蜡/膨胀石墨温敏复合材料的制备及性能

采用高能球磨法制备纳米铜/石蜡/膨胀石墨温敏复合材料,用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)对复合材料的微观形貌进行了表征,并测试了复合材料的膨胀性、温敏性和稳定性。结果表明,石蜡对铜粒的包覆效果良好,球磨98 h的复合颗粒近似球形,粒径约为100 nm。纳米铜/石蜡复合颗粒嵌入膨胀石墨的网络孔隙中。膨胀石墨使复合材料的膨胀性降低,改善其温敏性能,并使复合材料在高于相变温度下保持较高的稳定性。