碳纤维表面化学结构对其增强环氧树脂基复合材料性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟手段,构建了碳纤维氧化表面及其增强的环氧树脂基复合材料模型。系统研究了碳纤维表面含氧官能团演变与碳纤维表面张力的作用关系,构建了碳纤维的不同氧化表面增强的环氧树脂模型,并进一步升温固化,获得最终的热固性复合材料。揭示了不同碳纤维表面化学结构对复合材料的剪切、拉伸及弯曲性能的影响。研究结果表明:—C=O和—COOH的含量提升有利于碳纤维表面能的提高,这主要归因于—C=O双键可弥补—C=C—破坏损失的表面共价键能,也提高了表面非键相互作用能。此外,一定含量含氧官能团的引入对复合材料力学性能均有不同程度的提高,但过量的含氧基团则削弱了力学性能。当电流密度为0.69 A/m^(2)时,对应碳纤维增强环氧树脂基复合材料的剪切应力、拉伸强度和弯曲强度均为最优,进一步提升的电流密度使得复合材料的力学强度均逐渐降低。

科研人员揭示磷酸化纤维素纳米纤维表面化学结构

日本东京大学农学生命科学研究科的科研团队研究发现磷酸化处理的纤维素纳米纤维(cellulose nanofiber,CNF)表面可选择性引入多聚磷酸,揭示了磷酸化CNF表面化学结构。该研究成果于近期发表在《Biomacromolecules》,题为:“Distribution and Quantification of Diverse Functional Groups on Phosphorylated Nanocellulose Surfaces”。纤维素纳米纤维(CNF)由环保可再生的纤维原料制备而成,具有高强度、高弹性等优越性能,可应用于医学、造纸等领域。CNF化学预处理可采用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化法和磷酸化处理等方法。

电热式化学镀铜地热地板的表面化学结构与导热性

用X射线光电子能谱及激光导热性能测试仪测试化学镀铜杨木单板的表面化学结构及其复合后地热地板的导热性.结果表明:镀铜后杨木单板的Cu元素与其复合后的地热地板导热率呈正相关关系;镀层中Cu元素以Cu^(2+)的形式存在,随着施镀时间的增加,Cu^+的歧化反应更加完全,CuOH与Cu_2O逐渐还原为金属Cu;在相同含水率条件下,镀铜地热地板复合材料的导热率比全素复合材料的导热率高2倍多,且随着施镀时间的增加,其导热率也随之增大.

纤维状催化剂ACF的织构和表面化学结构的研究

借助Ｘ－光电子能谱分析、红外光谱分析、元素分析、孔径及比表面积测定、Ｘ－射线衍射分析及电镜分析等手段，较全面地研究了自制的纤维状催化剂 ＡＣＦ的织构及表面化学结构，讨论了 ＡＣＦ吸附 ＳＯ_２的活性中心，并得出结论：ＡＣＦ比普通的活性炭 ＧＡＣ对 ＳＯ_２具有更强、更有效的吸附能力．

科研人员揭示磷酸化纤维素纳米纤维表面化学结构

日本东京大学农学生命科学研究科的科研团队研究发现磷酸化处理的纤维素纳米纤维(cellu-lose nanofiber,CNF)表面可选择性引入多聚磷酸,揭示了磷酸化CNF表面化学结构。该研究成果于近期发表在《Biomacromolecules》,题为:“Distribu-tion and Quantification of Diverse Functional Groupson Phosphorylated Nanocellulose Surfaces”。纤维素纳米纤维(CNF)由环保可再生的纤维原料制备而成,具有高强度、高弹性等优越性能.

活性炭纤维的表面化学结构及其对气态污染物吸附的应用进展

活性炭纤维因其具有吸附性能好、制备成型方便以及表面化学结构丰富的优点,现已得到广泛应用。本文从吸附性能的角度综述了活性炭纤维表面化学结构的特点及其在气体污染物(SO_(2)、NO_(X)、VOCs、CS_(2)、甲醛)脱除分离方面的应用进展,指出了活性炭纤维表面的含氧及含氮等官能团可改善纤维对气体污染物的吸附能力。

不同处置方式煤表面化学结构的傅里叶红外光谱分析

为研究气体解吸、常温氧化和高温氧化3种不同处置方式下CO生成煤表面化学结构的变化特征,采用傅里叶变换红外FTIR)光谱仪,对3种不同变质程度煤样在氮气环境解吸72 h、25℃氧化72 h和100℃氧化10 h 3种处置方式前后固体颗粒试样的表面微化学结构及官能团进行检测,结果表明:在非氧化CO产生过程未发生化学反应,常温空气条件下低变质煤样和空气中的氧发生反应,脂肪烃含量降低,部分含氧官能团增加,1 379~1 373 cm^(-1)甲基谱峰变化较大,高变质无烟煤变化不明显,在100℃空气条件下低变质褐煤反应最明显,无烟煤反应程度低,主要为脂肪烃含量降低,苯类结构吸收峰稍有增强,研究凸显出了煤的表面活性基团在未进入燃烧阶段前氧化过程中的中介特征。

Na_2HPO_4活化木材液化物碳纤维孔隙结构与表面化学结构

为了探究Na：HP0。活化处理引起的木材苯酚液化物碳纤维微细结构的变化，以 Na2HPO4溶液为活化剂对杉木苯酚液化物碳纤维原丝进行了浸渍、干燥和不同温度的活化处理，对活性碳纤维的晶体结构、孔隙结构和表面化学结构进行了表征。结果表明：随着活化温度的上升，活性碳纤维的得率逐渐减小。活性碳纤维的晶体结构属于类石墨结构；随着活化温度上升，微晶层间距d0002减小，而石墨片层平面尺寸Lc和Lc／d002增加。活化温度在600oC或700℃时，微孔率小于48vol％；当活化温度为800℃或900℃时，微孔率大于60vol％。活性碳纤维的微孔孔径主要集中在0．5～1．6nm范围内，中孔孔径主要分布在2．0～4．0nm范围内。随着活化温度的上升，纤维的比表面积和孔容积均逐渐增加，900℃时二者均达到最大值，此时的比表面积为1306m2／g。C和O是活性碳纤维的基本元素，纤维表面大部分的含碳基团为石墨碳，含有少量的C-0H、C=O和-COOH。研究为制备新型活性碳纤维和进一步探明活化剂同碳纤维分子之间相互作用提供参考。

化学氧化处理对不锈钢表面性质的影响

研究了化学氧化处理对不锈钢(1Cr18Ni9Ti)表面亲水性、表面自由能及表面化学结构的影响,并提出了此三者之间的关系。研究结果表明:化学氧化处理可以有效改善不锈钢的表面亲水性,且亲水性随处理时间的延长和处理温度的升高而升高,最佳工艺条件是处理温度为75℃,处理时间为8min;经化学氧化处理后,不锈钢的表面自由能γgs及其极性分量γgsp显著增大,使不锈钢表面呈现出极强的亲水性;多功能电子能谱分析表明,表面自由能γgs及其极性分量γgsp的增加与表面及一定厚度范围内含氧极性基团的增加有关。

活性炭表面化学性质对二氧化碳吸附平衡的影响

把氢氧化钾活化的石油焦基活性炭进行浓硫酸氧化,并对氧化物进行热处理,得到不同氧含量的活性炭,并用氮气物理吸附和XPS对活性炭的孔及其表面化学官能团进行了表征.研究了二氧化碳在不同氧含量活性炭上的吸附平衡容量随温度的变化以及氧含量对于二氧化碳吸附容量的影响.结果表明:在25℃～175℃和0.001MPa～1.5MPa的范围内,二氧化碳在活性炭上的吸附可以用Langmuir方程很好地描述,饱和覆盖度和黏附系数均随温度的升高而下降,吸附热随活性炭的氧化和热处理变化很小.随活性炭O/C比的增加,饱和覆盖度下降,而黏附系数增加.适合二氧化碳吸附的活性炭应具有适中的O/C比,O/C比太大和太小均不利于二氧化碳的吸附.

碳纤维的表面处理对其力学性能和结构的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、X射线电子能谱及电子拉力等分析表明,硝酸、空气中氧化、烧灼等处理可使中强碳纤维的力学性能得到改善.硝酸处理使碳纤维表面产生氧化形成一些活性基团和表面粗化.而空气中氧化、灼烧等处理未能改变碳纤维的表面化学结构.

氧等离子体处理对氧化铟锡表面化学状态影响的ADXPS研究

利用变角X射线光电子谱对氧等离子体处理前后氧化铟锡ITO薄膜的表面化学状态进行了表征。实验发现用溶剂清洗之后的ITO薄膜表面存在一层厚度大约为 0 7nm的非导电碳氢化合物污染层。氧等离子体处理方法可有效地消除C污染 ,而残存的少量污染C被部分氧化形成含羰基和羧基的化学物种。氧等离子体处理不仅提高了约 5 0nm深度范围内的ITO薄膜表层中O的总体含量 ,更重要的是提高了膜层中O2 - 离子氧种的含量 ,改变了膜层化学结构 ,使得ITO薄膜表面的导电性能降低 。

超级活性炭的制备和结构及其性能研究进展

超级活性炭是一种新型高效吸附功能材料，由于它具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等特点，正越来越广泛地受到重视并在许多领域推广,概述了超级活性炭的制备、结构及其性能研究进展。

超级活性炭的制备和结构及其性能研究进展

超级活性炭是一种新型高效吸附功能材料 ,由于它具有比表面积高、微孔分布集中且吸附性能优良等优点 ,正越来越广泛地受到重视并在许多领域推广应用 .概述了超级活性炭的制备。

活性炭纤维化学改性的研究现状与展望

介绍了活性炭纤维(ACF)的结构特点及表面化学组成,综述了近年来ACF化学改性的国内外研究进展,展望ACF化学改性的发展方向是将有机合成、纺丝、碳化学、表面化学、催化剂等化学原理充分利用于其开发过程,并结合化工单元过程技术,降低成本,推动ACF的应用。建议积极开发中孔ACF及特种聚丙烯腈类ACF产品。

超疏水膜表面构造及构造控制研究进展

本文就表面构造对膜表面亲、疏水性的最新研究成果进行了概括 ,表面化学成分及化学结构聚集态是获得超疏水膜的基础 ,表面的形貌和微构造是维持超疏水性质的保障。利用含氟材料极低的表面能 ,将表面化学结构的聚集态 ,表面形貌微观构造及排列方式进行有机结合 ,将会获得理想的超疏水材料。

活性碳纤维吸附染料前后的结构比较

借助X-射线衍射和X-射线光电子能谱分析手段，比较了几种活性碳纤维在水相中吸附前后的结构。研究结果表明，活性碳纤维吸附染料后，其微晶结构发生了变化，依吸附质的不同，活性碳纤维的晶面间距有一定的膨胀或缩小。同时，活性碳纤维在水溶液中也发生了一系列的化学变化，其表面含氧量在吸附后有所增加或减小，显示某些有机物也可使活性碳纤维发生氧化或还原。

煤体理化结构特征及其对瓦斯吸附热力学的影响

为研究煤的理化结构特征及其对瓦斯吸附热力学的影响,通过低温液氮吸附实验和傅里叶红外光谱实验对煤的理化结构进行了表征,采用等温吸附实验测定了不同温度下贫煤和长焰煤的瓦斯吸附曲线,利用Langmuir模型和Freundlich模型分别对吸附数据进行了拟合,并基于2种模型计算了吸附热力学参数△G°。研究结果表明:基于Freundlich模型的吸附△G°适合描述瓦斯吸附热力学特性,不同温度下煤对瓦斯的吸附均为自发过程;长焰煤的孔隙结构更有利于吸附过程的进行,而贫煤的表面化学结构更有利于瓦斯的吸附;煤对瓦斯的吸附量受煤体孔隙结构及表面化学官能团的共同作用,吸附△G°可较好的体现煤体孔隙结构特征的差异,结合吸附量和吸附△G°可更全面地评价不同变质程度煤对瓦斯的吸附性能。

聚对苯撑苯并二噁唑纤维含水率对其直接氟化表面改性效果的影响

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有极其优异的力学性能与耐高温性能,因此被广泛应用于复合材料。但是由于自身的化学惰性,PBO纤维与树脂的粘接性能较差,其在先进树脂基复合材料领域的应用受到限制。文中首次采用直接氟化对PBO纤维进行表面改性,并通过控制PBO纤维的含水率研究了水分对PBO纤维直接氟化表面改性效果的影响。通过X射线光电子能谱、红外光谱与扫描电子显微镜研究了不同含水率的PBO纤维在直接氟化后的表面化学结构与物理形貌。研究结果表明,氟化PBO纤维表面极性基团明显增加,并且随着含水率的增大,氟化反应生成的极性基团比例(包括COOH和C-F)从4. 93%下降到0. 76%。单丝拔出结果表明,随着PBO纤维含水率的增加,其氟化后与环氧树脂的界面粘接强度从27. 1 MPa降低到21. 4 MPa,但均高于原始PBO纤维的19. 6 MPa。

多孔炭物理化学结构及其表征

以碳为基本骨架的多孔炭因具有丰富的孔隙结构和表面化学官能团,在吸附分离、催化、电子等领域应用广泛。在阐述多孔炭孔结构(物理结构)和表面化学官能团(化学结构)基础上,重点介绍了透射电镜等可直接观察多孔炭孔结构的表征方法及Dubinin微孔充填理论、平均场密度泛函理论、吸附法、压汞法等表征多孔炭孔结构的主要理论及方法,以及Boehm滴定、X光电子能谱、傅里叶变换红外、拉曼光谱、程序升温脱附等表征多孔炭表面化学结构的常用方法,在此基础上综述了多孔炭物理化学结构方面的最新研究进展。