聚合物基介孔分子筛复合材料制备及应用

简述了聚合物基介孔分子筛复合材料的研究动态,介绍了聚合物基介孔分子筛复合材料的制备方法和介孔分子筛在聚合物基体中的分散技术,综述了环氧树脂基介孔分子筛复合材料、聚烯烃基介孔分子筛复合材料及其它树脂基介孔分子筛复合材料的研究进展,展望了聚合物基介孔分子筛复合材料的发展方向。

多层结构聚合物基复合电介质材料储能特性研究进展

聚合物电介质材料由于其成本低、击穿强度高、可靠性高等优点被广泛用于电力系统。但是聚合物电介质材料放电能量密度较低,难以满足新一代小型化电容器的需求,多层结构具有能够协同提升介电常数和击穿强度的优势,解决聚合物电介质介电常数与击穿强度之间的矛盾问题,实现具有优异储能特性的聚合物基电介质材料。文中综述了近年来多层结构聚合物基复合材料的研究进展,分析了多层结构中的极化与击穿现象,并详细讨论了聚合物基多层结构和无机层与聚合物基层结合的多层结构设计,归纳了一些能够提升多层结构聚合物基复合材料储能的方法。例如通过增加界面、优化多层结构中的填料分布以及构建过渡层的方法来提升储能特性。最后,对近年来多层结构聚合物基复合材料的进展进行了总结,并提出了未来的发展方向以及需要解决的关键问题。

聚合物介孔复合材料研究进展

无机介孔材料在催化、吸附领域已经得到了广泛的应用。聚合物介孔复合材料是指将介孔材料以各种方式加入聚合物基体中得到的杂合材料,是介孔材料崭新的应用领域。介绍了聚合物介孔复合材料所使用的主要介孔材料类型,概括了聚合物介孔纳米复合材料的制备方法,包括单体原位聚合和与聚合物共混方法,重点阐述了其作为功能复合材料、药物缓释材料、复合发光传感导电材料,特别是聚合物增强材料近年来的研究进展。

聚合物/介孔分子筛复合材料的制备方法研究

详细介绍了多种聚合物/介孔分子筛复合材料的制备方法,如共混法、原位聚合法、表面引发聚合法等,对比了各方法的优缺点。简述了其在催化领域、电学领域、材料学领域以及其他相关领域的应用,并对未来的研究方向作了展望。

填充型聚合物基介电储能复合材料的研究进展

聚合物薄膜电容器具有功率密度超高、击穿场强高、易于生产和密度小等特点,因而被广泛地应用于电力电子设备中。但是由于聚合物本身低的介电常数而导致其能量密度较低,限制了其在新兴领域的应用。通过复合的方式向聚合物基体中加入不同形貌与特性的填料是提高聚合物能量密度的有效途径。本文综述了近年来国内外关于填充型聚合物基介电储能复合材料的研究现状,分类讨论了各种填料的优势与不足,探究了填料与聚合物基体间的界面及相互作用对复合材料介电性能的影响,阐述了填充型聚合物基介电储能复合材料存在的问题和未来的发展方向。

六方氮化硼改性聚合物基介电复合材料的研究进展

综述了近年来国内外利用六方氮化硼来改善聚合物基复合材料介电性能的研究工作进展,介绍了多种六方氮化硼的制备方法与不同复合策略的优势与不足。指出了利用六方氮化硼改善聚合物基介电复合材料性能时存在的问题和发展方向。

阳离子表面活性剂-阴离子聚合物为模板剂合成硅基介孔材料

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和阴离子水溶性聚丙烯酸钠 (NaPAA) 混合物为模板剂, 在较高温度和碱度下采用 St?ber 法合成介孔材料. 通过调变助剂乙醇含量、晶化温度、晶化时间、NaPAA 含量和分子量等制得结构和形貌不同的硅基介孔材料. 研究表明, 这是 NaPAA 和乙醇共同作用的结果.

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。

超声化学法制备介孔复合材料的研究

将超声技术引入介孔材料的合成中是近年来研究的热点 ,用超声诱导的方法可大大缩短合成时间 ,又可获得性能优良的介孔复合材料。从超声化学的基本原理和特点出发 ,主要介绍了超声法在制备硅基介孔材料和非硅基介孔材料方面的应用 ,并对超声化学法在该领域的发展前景进行了展望。

兰州化物所实现大规模合成大脑皮层状介孔二氧化硅基复合材料

介孔二氧化硅材料是一种具有高比表面积、大孔容、形貌和尺寸可控的新型无机材料，它兼具了介孔材料和二氧化硅材料的双重特性，在催化、分离、生物医学、传感器等领域应用前景广泛。十六烷基三甲基溴化铵作为一种常见的阳离子表面活性剂，在介孔二氧化硅材料的制备中被广泛使用，但是所制备的介孔二氧化硅材料介孔孔径难以超过4nm。

有序介孔钴基Co@C@CNTs复合材料可控制备和表征

以钴作为金属节点,二甲基咪唑(2-MI)为有机配体,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,碳纳米管(CNTs)为模板,采用牺牲模板法制备了具有大孔径的钴基Co@C@CNTs复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜、N_(2)物理吸附以及热重等对其进行表征,考察CNTs加入量对钴基复合材料孔结构的影响。结果表明,CNTs的加入可以有序扩大Co@C的孔径和孔容。CNTs的最佳掺杂量为0.84 g,此时Co@C@CNTs的孔径(6.6 nm)和孔容(0.4250 cm^(3)/g)较大,均大于Co@C的孔径(2.9 nm)和孔容(0.2175 cm^(3)/g)。

原位乳液聚合法制备PMMA／SBA-15复合材料

采用原位乳液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/SBA-15介孔复合材料,研究了不同用量介孔硅SBA-15(0、1%、2.5%、5%)对PMMA/SBA-15介孔复合材料性能的影响。红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)分析表明成功制备了PMMA/SBA-15复合材料。以乳液聚合法制备的PMMA/SBA-15复合材料具有较高的单体转化率和固体含量,随着SBA-15用量的增加,聚合过程中凝聚率增大、粘度减小,复合乳液具有较大的粒径及更宽的粒径分布。动态力学分析(DMA)测试表明:PMMA/SBA-15复合材料储能模量和杨氏模量明显增大,且在SBA-15用量为2.5%时复合材料模量最高。差示扫描量热(DSC)测试表明:随着SBA-15用量增加,复合材料玻璃化温度提高。热重分析(TGA)结果证实复合材料热稳定性没有明显变化。

介孔纳米TiO_2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO_2;将制备的TiO_2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO_2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO_2以及TiO_2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明:P3HT对于介孔纳米TiO_2的掺杂能显著改善介孔TiO_2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO_2在30min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO_2/P3HT复合材料30min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.

聚丙烯腈/有序介孔碳复合材料吸附铀(VI)的性能研究

本文以CMK-3为主体,将其与丙烯腈单体进行自由基聚合,制备出聚丙烯腈/有序介孔碳复合材料(PAC/CMK-3)。采用TEM、SEM、N2吸附-脱附曲线对复合材料进行表征。系统研究了溶液p H值、初始浓度、反应时间、温度等因素对铀(VI)吸附性能的影响。结果表明,PAC/CMK-3在p H值为5.0时对铀(VI)的吸附能力最高,吸附平衡时间为25 min。相比于CMK-3,复合材料单分子层饱和吸附量由40.90 mg/g增长至220.01 mg/g。

纳米铜尺寸对于P(VDF-HFP)基复合材料介电性能及逾渗阈值的影响

用液相还原法和水热法制备出零维和具有不同长径比的一维纳米铜。通过将其作为导电填料与聚合物P(VDF-HFP)进行溶液共混来研究填料尺寸对其聚合物基纳米复合电介质材料的介电性能及逾渗阈值的影响。利用SEM、TEM、XRD、XPS对零维及一维纳米铜的形貌、结构和化学成分进行了表征;利用SEM和阻抗分析仪分别对复合材料的结构和介电性能进行了表征,纳米铜填料在聚合物基体中分散均匀,且介电常数规律符合逾渗理论。通过线性拟合得出零维纳米铜及长径比分别为100,800的一维纳米铜的逾渗阈值分别为10.9%,6.8%,2.9%(体积分数)。与零维纳米铜和低长径比一维纳米铜相比,高长径比一维纳米铜更容易在聚合物基体中形成导电网络,从而有效地降低其复合材料的逾渗阈值,使其在较低的填充量下获得高介电常数。

高介电常数EP/BT复合材料介电性能的研究

选用粒径从100nm^1μm的钛酸钡(BT)粉末与环氧树脂(EP)采用溶液共混法制备了0~3型两相复合材料,并研究了复合材料的介电性能包括介电常数、介电损耗以及击穿场强。结果表明,复合材料的介电性能不只与陶瓷相的体积分数有关,还与陶瓷相中BT颗粒的粒径大小相关。运用SEM手段对复合物的微观形貌进行了表征。

C_(60)/硅基介孔复合物的发光研究

用化学沉积法制备了 C6 0 /多孔硅以及 C6 0 /硅基多孔氧化铝两种硅基介孔复合物 ,并研究了它们的发光性质 .结果表明 C6 0 的毗联可以影响多孔硅的发光性质 ,但对硅基多孔氧化铝的发光基本不产生影响 .

高性能Al/PVDF复合材料制备及介电性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,选用普通的铝粉为填充组分,采用一种简单的溶液共混的方法制备了两相复合厚膜材料,运用TEM、SEM手段对复合物的微观形貌进行了表征,并研究了不同添加量的铝粉对复合材料的介电性能(介电常数、介电损耗和电导率)的影响。结果表明:铝粉的加入不仅提高了材料的介电常数,而且还具有很低的介电损耗,材料并未出现明显的渗流效应。

表面负载Fe_(3)O_(4)对BT@PANI/PVDF复合材料介电性能的影响

通过氧化沉淀法制备出钛酸钡@聚苯胺-四氧化三铁(BT@PANI-Fe_(3)O_(4))核壳粒子,并以此为填料制备了聚偏氟乙烯(PVDF)介电复合材料,研究了硫酸亚铁铵(FAS)与BT@PANI核壳粒子的质量比对复合材料介电性能的影响。结果表明:在测试频率范围,复合材料的介电常数随着FAS与BT@PANI质量比的增加而增大,当FAS与BT@PANI核壳粒子的质量比为1∶1时,BT@PANI-Fe_(3)O_(4)/PVDF复合材料的介电常数可达14(100 Hz),与BT@PANI/PVDF(12,100 Hz)复合材料相比,介电常数得到提高,介电损耗保持在0.1左右,在高频时,BT@PANI-Fe_(3)O_(4)/PVDF介电损耗(0.03,104 Hz)小于BT@PANI/PVDF(0.09,104 Hz)复合材料,满足实际应用。报道的多壳层策略可以扩展到各种无机杂化物,以开发新型介电纳米复合材料。

Ag负载KTa1-xNbxO3⁃BaTiO3颗粒掺杂P(VDF⁃TrFE⁃CTFE)复合材料的制备及介电性能

通过光照还原法制备了银颗粒负载的铌钽酸钾-钛酸钡复合粉体(Ag/KTN⁃BT),并将其与聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF⁃TrFE⁃CTFE))聚合物复合,获得Ag/KTN⁃BT聚合物基复合材料。研究发现,Ag/KTN⁃BT填料颗粒在聚合物基体中分散均匀,复合材料结构致密,无明显气孔和裂纹,且具有较好的柔韧性。银纳米颗粒的负载,一方面在复合材料中引入了额外的界面,导致界面极化作用增强,明显提高复合材料的介电常数;另一方面银纳米颗粒的量子尺寸效应和库伦阻塞效应使得复合材料保持较低的介电损耗。当填充体积分数为20%的Ag/KTN⁃BT颗粒时,聚合物基复合材料的介电常数大幅提升,从聚合物的37提升到125(100 Hz),介电损耗仅为0.12。与KTN⁃BT基复合材料对比,Ag/KTN⁃BT基复合材料也显示出较好的介电性能。