银纳米粒子/玻璃复合材料的离子交换和溶剂热法制备及其光学性质的研究（英文）

利用离子交换技术结合溶剂热还原法在玻璃中及其表面生长Ag纳米颗粒制备了银纳米粒子-玻璃复合材料.通过扫描电镜、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对样品的形貌和光学性质进行了表征,并研究了离子交换及还原条件对复合材料性能的影响.结果表明:随交换温度、还原时间或还原温度的增大,银纳米粒子-玻璃复合材料的吸收峰均蓝移;而随交换时间的延长,吸收峰先是红移再发生少量蓝移.在波长为400 nm的激发光下,银纳米粒子-玻璃复合材料在530 nm附近具有一个较宽的发射带,且其发光强度随交换时间、还原时间或还原温度的增大逐渐降低.

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

石墨烯银纳米粒子复合材料的制备及表征

以无毒、绿色的葡萄糖为还原剂,在没有稳定剂、温和的液相反应条件下,同时还原氧化石墨和银氨溶液中的银氨离子,原位制备石墨烯银纳米粒子复合材料.采用X射线衍射、红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的石墨烯银纳米粒子复合材料进行了表征.结果表明:氧化石墨和银离子在反应过程中同时被葡萄糖还原,银纳米粒子均匀分布于石墨烯片层之间,生成的银纳米粒子中大多数存在着孪晶界,银纳米粒子的大小和分布受硝酸银用量的影响,在合适的银离子浓度下,负载在石墨烯片层上的银纳米粒子的粒径分布集中在25 nm左右;复合材料中石墨烯的拉曼信号由于银粒子的存在增强了7倍.

碳纳米管-银-石墨复合材料的电磨损性能

采用粉末冶金工艺制备碳纳米管—银—石墨复合材料,初压压力200 MPa,在H_2保护气氛下烧结并保温1h,复压压力400 MPa制得复合材料,研究电流密度(0～25 A/cm^2)对碳纳米管—银—石墨复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着电流密度的增大,电磨损过程中的发热量增大,粘着磨损加剧,润滑膜遭到破坏,导致复合材料的摩擦因数、磨损量增大。比较正、负极电刷磨损量发现,接触表面理化反应和金属转移的存在,导致正刷磨损量大于负刷磨损量：正刷磨损量随电流密度增大而成倍增长,负刷磨损量与电流密度关系不明显,电流密度越大磨损极性的差异越明显。

电流对碳纳米管-银-石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了复合材料在机械磨损和带电磨损2种状态下的摩擦磨损性能及接触电压降的变化情况.结果表明,复合材料在带电磨损条件下的摩擦系数和磨损体积损失均比不带电条件下的大.这是由于外加电场不利于保持摩擦副接触表面在摩擦热等作用下形成润滑膜的均匀性和完整性所致.此外,在带电磨损条件下,阳极的磨损体积损失比阴极的大.其原因在于,摩擦副接触表面润滑膜中的水在电场作用下发生离解,在正刷侧释放出活性氧,活性氧与电刷表层中的碳或金属发生氧化反应,从而使得磨损加剧.

外加载荷对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了压力变化对碳纳米管银石墨复合材料纯机械磨损和电磨损性能的影响。结果表明:在纯机械磨损条件下,随着压力的增加,复合材料的磨损体积线性增加;在电磨损条件下,复合材料的磨损体积与压力成U型变化;当压力过小时,由于电气磨损量大以及电刷跳动产生的火花磨损,导致复合材料的电磨损体积较大;当压力过大时,破坏了电刷和换向器之间形成的润滑膜,产生严重的犁削和粘着磨损,使复合材料的电磨损体积急剧增大;复合材料的电磨损体积与电刷的极性有关,正刷的磨损体积大于负刷的磨损体积;随着压力的增大,复合材料的摩擦系数也随之增大,且在相同条件下,电磨损时的摩擦系数大于纯机械磨损时的摩擦系数;碳纳米管的加入可以提高复合材料的抗电磨损性能。

基于石墨烯-金纳米粒子复合材料的DNA生物传感器

以柠檬酸钠为还原剂和稳定剂制备石墨烯-金纳米粒子复合材料,复合材料被柠檬酸钠羧基化后与末端氨基修饰的DNA发生键合,制备DNA探针,并以蒽醌-2-磺酸钠(AQMS)为杂交指示剂检测DNA序列的特异性.结果表明:基于石墨烯-金纳米粒子修饰的DNA传感器可选择性区分单碱基错配的目标DNA序列;该传感器具有较高的特异选择性.

圆周速度对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银-石墨复合材料,研究圆周速度对复合材料接触电压降的影响。结果表明,当压力一定时,随着圆周速度的增大,复合材料的接触电压降略有增加,而圆周速度增大到一定值后,接触电压降急剧增加并伴有火花磨损出现。压力较小时(1N/cm2)圆周速度为7.5m/s时就出现电火花,压力较大时(2.5N/cm2)圆周速度为15m/s出现电火花。在圆周速度不变的条件下,接触电压降先升后降最后趋于稳定。

银纳米粒子复合材料在电化学传感器中的应用研究进展

银纳米粒子具有良好的传导性、大的比表面积及优良的生物兼容性,成为近年来研究的热点。由于银纳米粒子能够提高电子的迁移速率,改善传感器的灵敏度,已被广泛应用于电化学传感器的开发中。银纳米粒子与石墨碳、金属纳米粒子及大分子物质结合开发的新型复合材料不仅兼具了银纳米粒子的特点,同时使材料具备了复合物的优良性能,拓宽了新型复合材料在电化学分析中的应用。

压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料电接触材料,在带电状态下(10A/cm2),研究了压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响,结果表明:当压力较小时(10N/cm2,5N/cm2),由于电刷的跳动产生火花,导致复合材料接触电压降较大;随压力增加,复合材料电刷和换向器的实际接触面积增大,接触电阻减小,电刷的接触电压降下降;由于碳纳米管的研磨作用,阻止了润滑膜随磨损时间延长而增厚,使电刷的接触电压降维持在一个较稳定的数值上。

分散聚合法制备聚苯乙烯-铝纳米粒子复合材料

采用分散聚合法成功合成了高掺杂、窄分子量分布的聚苯乙烯-铝纳米粒子(PS-AlNPs)复合材料。采用XRD、FT-IR、GPC、TGA、SEM和TEM等手段对产物的晶体结构、分子结构、PS基体的分子量及分子量分布、热稳定性及形貌等进行了分析测试。结果表明:所得球形复合材料的平均粒径约为1.5μm,聚合过程中AlNPs的晶体结构未见变化,AlNPs掺杂量可高达1.81%,PS基体重均分子量达1.98×105,分子量分布指数为1.21,热稳定性优异。

基于玻璃纤维织物的固-固相变树脂复合材料制备及电磁屏蔽性能

具备灵活热响应的电磁干扰(EMI)屏蔽复合材料是电磁防护、建筑工程、电子兼容等领域的理想候选材料之一。为制得该类EMI屏蔽复合材料,首先将异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)与聚乙二醇(PEG)反应,获得具有高活性硅醇基团可自交联的柔韧固-固相变树脂(SPCR)基体,随后,通过SPCR封装被银纳米线(AgNWs)修饰的玻璃纤维织物(GFF)制备得到AgNWs/GFF/SPCR复合材料。测试了SPCR的结构和热稳定性,研究了AgNWs/GFF层数对复合材料电磁屏蔽性能的影响,最后测试了复合材料的热响应性能。结果表明,SPCR在保留原始PEG相变特性的同时具有优异的形状稳定能力,从而避免被泄漏。4层AgNWs/GFF组成的复合材料在2.8 mm厚度下的EMI屏蔽效能(SE)约为73 dB。电磁波吸收效能(SEA)随着EMI SE的增加呈现出递增的趋势,而电磁波反射效能(SER)在6~18 dB范围内波动。同时,反射系数(R)远大于吸收系数(A),AgNWs/GFF/SPCR复合材料表现出明显的反射主导屏蔽机制。此外,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在升温和降温过程均表现出明显的温度滞后现象。因此,AgNWs/GFF/SPCR复合材料在电磁辐射防护和设备热管理方面具有广阔的前景。

滑动速度对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了圆周速度对复合材料摩擦系数、磨损量的影响。结果表明,当压力一定时,随着速度的加快,机械磨损的摩擦系数减小,而电磨损的摩擦系数增大;复合材料的电磨损量远远大于机械磨损的磨损量,电磨损时磨损量在V=10m/s处出现最小值,而机械磨损的磨损量随速度的加快而减小。

γ-射线辐照法合成聚合物载纳米银复合材料

实验采用γ-射线辐照法制备聚乙烯醇栽纳米银复合材料。在水体系中，由γ-射线辐照使水激发产生还原性粒子，水合电子，它将Ag^＋还原成银原子，银原子聚集形成纳米粒子，被载在所加入的聚乙烯醇上，形成复合材料。通过紫外-可见分光光度计和透射电镜对产物的特征进行表征。采用不加表面活性剂的情况下制备聚乙烯醇载纳米银复合材料，并用透射电镜测量其粒径大小，结果表明用此法可制得50nm左右的纳米银粒子。

银纳米粒子负载的石墨烯基环氧树脂复合材料的制备及性能

本工作以鳞片石墨为原料采用Hummer方法制备了石墨烯,并通过原位还原法在石墨烯上负载银纳米粒子,再利用得到的载银石墨烯材料与环氧树脂进行复合,充分发挥了三种材料的优势,得到了性能优异的载银石墨烯基环氧树脂复合材料。同时本工作探究了载银石墨烯的不同掺入比对复合材料拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,掺入0.05%(质量分数,下同)载银石墨烯时,复合材料的拉伸强度显著提高,而掺入0.1%载银石墨烯时,复合材料的断裂伸长率增大效果明显。通过对固化温度的研究得出100℃固化温度、载银石墨烯掺入0.05%为最优制备方案。同时,改性后的复合材料能有效减缓环氧树脂的受热分解问题,使环氧树脂的热稳定性得到了提高。

银-硅藻土纳米复合材料合成及抑制稻谷霉变研究

将带负电荷的银纳米粒子(Ag)和带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵硅藻土复合物(PDDA/Diatomite)通过相互之间层层自组装的方式合成银-硅藻土纳米复合材料(Ag/PDDA-Diatomite)。以空白组和添加纯硅藻土(Diatomite)作为对照组,在培养基条件下研究不同物料比的Ag/PDDA-Diatomite纳米复合材料对4种稻谷常见真菌的抑制效果;在人工气调箱中进行稻谷模拟储藏实验,对纳米复合材料的应用价值进行验证,储藏条件为稻谷水分15.6%,储藏温度为30℃,相对湿度恒定为60%,储藏时间为5个月;在此期间检测不同储藏周期下的霉菌生长繁殖状况并且对菌种进行鉴定。同时监测稻谷质量指标,如蛋白质、游离脂肪酸、淀粉含量及糊化特性的变化,并评价储藏期间Ag的释放和在稻谷中的残留情况。结果表明Ag/PDDA-Diatomite在稻谷储藏过程中能有效的抑制霉变,并维持稻谷的质量。

纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能

以聚乙二醇为还原剂通过水热反应,还原氧化石墨烯同时在石墨烯表面原位生长银纳米粒子,制备纳米银@石墨烯复合材料。采用紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、红外吸收光谱、透射电子显微镜对所制备的纳米银@石墨烯复合材料进行了表征。结果表明,银以单质形态成功负载在石墨烯表面,银纳米粒子的平均粒径为30nm。以大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抑菌性能进行测试,纳米银@石墨烯复合材料在100 mg/L时可以完全抑制大肠杆菌的生长,是一种效果显著的新型抑菌材料。

玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子的制备及表征

通过添加聚合物表面活性剂,采用原位复合法制备了具有面心立方结构壳层的草莓状银包玻璃微珠核壳纳米复合粒子。用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等表征了复合粒子的形貌和结构。结果表明:随着溶液pH值的升高,反应速率加快,银的析出量增大,壳层银纳米粒子的特征峰也越强。十二烷基硫酸钠的加入使得表面呈蓬松态,而聚乙烯吡咯烷酮则使表面均匀致密,羧甲基纤维素钠使壳层颗粒生长呈不对称分布。随着银氨溶液浓度的增加,经液相还原的银纳米粒子相应增多,复合粒子壳层厚度也逐渐从30nm增大到52nm左右。

银/聚吡咯纳米复合材料的制备与结构表征

以硝酸银和吡咯为原料,采用一步法制备Ag/PPy纳米复合材料,考察了单体用量、原料配比等因素对制备纳米复合微球的影响,运用扫描电镜（SEM）、紫外分光光度计（UV）、红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射（XRD）等手段对纳米微球进行了表征。结果表明：银/聚吡咯纳米复合粒子具有棒状结构,聚吡咯对银纳米粒子进行了包覆;复合粒子圆球头部的平均直径为300-500 nm,银纳米粒子在复合微粒中呈面心立方的晶体结构;制备纳米复合粒子时,吡咯与硝酸银较适宜的物质的量比为0.9∶1。

银/聚苯胺纳米复合材料的制备及电化学性能

采用苯胺为分散剂合成纳米银胶溶液,并在此基础上引发苯胺的原位复合,制备出银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射分析仪、扫描电镜、透射电镜和电化学分析仪对产物进行了分析与检测。研究结果表明,Ag/PANI纳米复合材料中形成了聚苯胺在外、银纳米粒子在内的包覆结构,纳米复合粒子为类球形状形貌。引入纳米银粒子后,制备的Ag/PANI纳米复合材料的电化学活性和比容量较PANI有了很大提高。Ag/PANI纳米复合材料的腐蚀电流密度为72.1μA/cm2,比PANI的腐蚀电流密度106μA/cm2降低了33.9μA/cm2,纳米复合材料防腐性能得到显著提高。