RGO/C_3N_4复合材料的制备及可见光催化性能

通过半封闭一步热裂解法和改进的Hummers法分别制备了类石墨氮化碳(C3N4)和氧化石墨烯(GO),再利用光还原方法制得还原氧化石墨烯/氮化碳(RGO/C3N4)复合材料。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS),光致荧光(PL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试技术对复合材料进行表征。以罗丹明B(RhB)为探针分子在可见光下考察RGO/C3N4复合材料的光催化活性,结果表明:RGO的引入显著提高了C3N4的光催化活性,且6.0%RGO/C3N4复合物的光催化活性最高,可能的原因是RGO具有优良的接受和传导电子性能,抑制了C3N4光生电子-空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。

MoS_2/g-C_3N_4复合材料的制备及可见光催化性能

首先在N-甲基吡咯烷酮溶液中超声剥离得到少层的MoS_2,将其与石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合,制得MoS_2/g-C_3N_4复合材料。采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),傅里叶变换红外光谱(FTIR),Raman光谱,紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)和光致荧光(PL)技术对复合材料进行表征。可见光下考察MoS_2/g-C_3N_4复合材料光催化降解罗丹明B(Rh B)的活性,结果表明:将少量MoS_2与g-C_3N_4复合可明显提高光催化活性,且1%(w/w)MoS_2/g-C_3N_4复合物的光催化活性最高,可能的原因是MoS_2和g-C_3N_4匹配的能带结构,增大了界面间电荷的传输,降低了光生电子-空穴的复合,进而提高了光催化活性。

Si-C-N_(np)/Si_3N_4复合材料的室温和高温显微结构与力学性能

以 Si- C- N纳米微粉为增强相 ,Si3N4 为基相 ,采用热压的方法制备了 Si Cp/ Si3N4 纳米复相陶瓷。应用扫描电镜 (SEM)、高分辨透射电镜 (HRTEM)对其结构进行了观察 ,并讨论了结构与性能之间的关系。结果表明 ,所得的 Si Cp/ Si3N4 复相陶瓷的室温力学性能比氮化硅单相陶瓷有较大的提高 ,而 135 0℃断裂韧性达 14 .6 6 MPa· m1 / 2 。Si C微晶在晶粒内和在晶界玻璃相内的钉扎作用是材料高温性能提高的主要因素。

CVI制备C/Si_3N_4复合材料及其表征

以SICl4-NH3-H2为反应体系,采用化学气相渗透法CVI)制备C/Si3N4复合材料.渗透产物的能谱和X射线衍射表明渗透产物为非晶态Si3N4,经1350℃真空热处理后,产物仍然为非晶态Si3N4;经1450℃真空热处理后,产物已经发生晶型转变,由非晶态转变为晶态的α-Si3N4和β-Si3N4.渗透温度、渗透时间、气体流量对试样致密化、增重及微观结构的影响研究表明渗透温度为900℃、SiCl4流量为30mL/min、H2流量为100mL/min、NH3流量为80mL/min、渗透时间120h、系统压力1000Pa时,气体渗透进入碳布预制体后,在预制体内反应均匀,制备的复合材料较均匀.

Al-LiBH4复合材料的制备与产氢性能

采用机械球磨法制备了Al-LiBH4系列铝基复合材料.该材料的产氢性能和X射线衍射(XRD)分析结果表明,反应温度升高有利于金属铝和LiBH4之间的相互促进作用,提高材料的氢气产量及产率.常温下该复合材料与水反应迅速,氢气产量高.球料比30∶1、球磨5 h制备的Al-25%LiBH4复合材料30 min内每克材料可以产生720 mL氢气;当反应温度升高至90℃时,在30 min内的氢气产量高达2026 mL/g,氢气产率达95%;而在90℃反应时Al-30%LiBH4材料的氢气产量为2211 mL/g,氢气产率在96%以上.

TiN颗粒增韧Si_3N_4复合材料磨损行为研究

加入TiN可改善Si3N4陶瓷的脆性,但对复合材料的耐磨性能有何影响尚不清楚,本文对TiN颗粒增韧Si3N4复合材料在干摩擦条件下的磨粒磨损行为进行了研究。结果表明:磨损率随载荷和磨粒粒径的增大而增加,但磨损速度对磨损率的影响甚小。在相同的试验条件下,复合材料的磨损率高于Si3N4。Si3N4的磨损主要是磨粒对试样表面的微观犁削,其磨损率极低;而30%TiN复合材料磨损表现为磨粒犁削TiN颗粒周围的Si3N4基体后,造成TiN颗粒剥落,随后TiN颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损。

碳热还原氮化锆英石合成ZrN-Si_3N_4复合材料

以锆英石(粒度≤44μm)和炭黑(粒度≤30μm)为原料,按m(锆英石):m(炭黑)=100:40的比例配料,于球磨罐中以无水乙醇为介质湿混24 h,然后将料浆放入干燥箱中于60℃下充分干燥,再将干燥后的粉料置于球磨罐中干混10 h。最后,将混匀的物料以60 MPa的压力压制成尺寸为20 mm×5 mm的柱状试样,在120℃下充分干燥后置于N2流量为1.0 L.m in-1的气氛炉内,分别在1 400、1 450、1 480和1 500℃的温度下煅烧,保温时间分别为6、9和12 h。自然冷却至室温后,采用XRD分析试样的相组成,采用SEM观察试样的显微结构,并对碳热还原氮化反应过程进行热力学分析。结果表明:以锆英石和炭黑为原料,利用碳热还原氮化反应,在N2气氛下可以合成出ZrN-Si3N4复合材料;通过控制煅烧温度或炉内CO气体分压,可以获得不同组成的复合材料。在本试验条件下,合成ZrN-Si3N4复合材料的适宜工艺参数为1 500℃保温12 h。

夹层结构Cf-Si_3N_4复合材料微波介电响应机理研究

以短切炭纤维、氮化硅为原料,采用凝胶注模工艺,在1600℃、N2气氛下无压烧结制备了夹层结构Cf-Si_3N_4复合材料。采用网络矢量分析仪测试了夹层结构Cf-Si_3N_4复合材料在X波段的介电响应行为,并通过理论建模深入分析了该复合材料的微波介电响应机理。结果表明:短切炭纤维呈二维分布的夹层结构,Cf-Si_3N_4复合材料介电常数随着炭纤维面密度增加存在"阈值"现象。通过修正Debye模型,提出了夹层结构Cf-Si_3N_4复合材料在炭纤维形成导通网络后的介电响应理论模型,揭示了夹层结构Cf-Si_3N_4复合材料介电损耗频散特性的机理。研究结果还表明,在短切炭纤维刚刚形成导通网络时,复合材料的弛豫时间存在较大分散性,介电常数可采用多弛豫时间函数分段描述法。随着炭纤维面密度逐步增加,弛豫时间的分散性减小,分段弛豫时间函数演化成单一弛豫时间理论模型。

SiC_f增强NiFe_2O_4复合材料的力学性能

采用固态合成法制备SiCf/NiFe2O4复合材料,研究SiCf添加量对密度、气孔率、冲击韧性、热震性等力学性能的影响。结果表明,添加SiCf可以显著改善NiFe2O4尖晶石的力学性能,含2%SiCf试样的冲击韧性比尖晶石提高约160%,其增强机理为纤维的脱粘和拔出效应;经一次热震后强度保持率可提高至96%,SiCf添加量以2%为宜;界面的结合状态是影响材料性能最重要的因素。

硅藻土/g-C_3N_4复合材料的制备及其可见光增强活性（英文）

采用浸渍-焙烧法制备了具有可见光响应活性的硅藻土/g-C_3N_4复合光催化材料。利用TG、XRD、FE-SEM、HR-TEM、FT-IR、XPS、UV-Vis-DRS和PL谱等手段对其物相组成、形貌和光吸收特性进行表征。以Rh B的光催化降解为探针反应评价催化剂的活性。光催化结果表明,2.32wt%硅藻土/g-C_3N_4复合材料对Rh B有较高的催化活性,光催化降解的速率常数是纯g-C_3N_4的1.9倍。自由基捕获实验表明,·O_2^–是Rh B在硅藻土/g-C_3N_4复合材料上光催化降解的主要活性物种。光催化活性提高的主要原因在于硅藻土和g-C_3N_4之间静电作用有利于光生电子-空穴在g-C_3N_4表面的迁移,进而提高g-C_3N_4的光催化活性。

分子印迹聚吡咯/Fe_3O_4复合材料的制备及其在识别色氨酸光学异构体中的应用

首先利用共沉淀法合成了磁性材料Fe3O4,再以吡咯为单体,L-色氨酸为模板分子,采用化学聚合法使吡咯在Fe3O4表面发生原位聚合,同时通过分子间的作用力以及氢键作用将模板分子掺杂到Fe3O4表面的聚吡咯中,从而制备了分子印迹聚吡咯/Fe3O4复合材料,并且利用该材料的磁性质实现固液分离。在1 mol/L的NaOH溶液中,通过施加1 V的电位使聚吡咯发生过氧化从而使L-色氨酸模板分子脱掺杂。根据分子印迹的原理,该分子印迹的复合材料可用于识别L-色氨酸光学异构体。将扫描电镜、X射线衍射及电化学法用于该分子印迹复合材料的表征。将该材料填入到多孔陶瓷管,将L-和D-色氨酸溶液分别流过该多孔陶瓷管,流出液用高效液相色谱检测,发现该复合材料对于L-色氨酸的富集能力接近D-色氨酸的两倍,说明该复合材料具有作为手性识别色谱固定相的潜力。

PCL／CaSO_4复合材料的力学性能研究

采用不同粒度的CaSO4与聚己内酯(PCL)熔融共混,并对复合后的材料进行了力学性能研究。研究表明,复合材料的拉伸强度及断裂伸长率随着CaSO4的含量的增多而降低。偶联剂的种类和用量对复合材料的力学性能都有影响,其中用硅烷类偶联剂JH-0187处理过的效果最好,最佳用量为2％,此时拉伸强度和断裂伸长率分别为25 MPa和750％。此外,CaSO4的粒径对复合材料的力学性能也有影响,粒径越小复合材料的拉伸强度和断裂伸长率越好。

电解液对TiC/TC4复合材料微弧氧化膜组织及耐磨性的影响

采用微弧氧化技术在TiC/TC4(Ti6Al4V)复合材料表面制备陶瓷膜。在NaAlO_2和NaH_2PO_2两种溶液体系中,研究添加Cr_2O_3对两种体系下微弧氧化膜组织、形貌及耐磨性的影响。结果表明:在NaH_2PO_2电解液中形成的膜层为金红石型和锐钛矿型TiO_2,而在NaAlO_2电解液中除了生成TiO_2外,还有Al_2TiO_5、γ-Al_2O_3生成。加入Cr_2O_3后,膜层出现大量Cr_2O_3相。所制备的微弧氧化膜,其耐磨性较基体略有提高。电解液中加入Cr_2O_3后,复合膜的摩擦系数均降低,耐磨性较基体明显提高。在NaAlO_2-Cr_2O_3中形成的复合膜只发生粘着磨损,而且耐磨性最好。而在NaH_2PO_2-Cr_2O_3电解液中,形成的复合膜出现粘着磨损和少量磨粒磨损。

BaFe_(12)O_(19)/Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4复合材料的磁性能研究

采用两步溶胶-凝胶法,分别在850℃,950℃和1050℃下成功制备了BaFe_(12)O_(19)/Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4复合材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品的化学成分、结构、形貌、磁性能进行了表征。结果表明,钡铁氧体大部分呈片状,Ni0.6Zn0.4Fe2O4呈颗粒状分散在钡铁氧体周围。与850℃制备的钡铁氧体和镍锌铁氧体纯相纳米粉体相比,850℃制备的BaFe_(12)O_(19)/Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4复合粉体的矫顽力和剩余磁化强度介于Ba Fe12O19和Ni0.6Zn0.4Fe2O4之间;饱和磁化强度(Ms=55.61 emu/g)比钡铁氧体(Ms=53.33emu/g)和镍锌铁氧体(Ms=54.13 emu/g)的都有提高。不同煅烧温度制备的BaFe_(12)O_(19)/Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4复合粉体,当烧结温度为950℃时饱和磁化强度最大(Ms=64.84 emu/g);是一种性能优良的磁性材料。

NBR/纳米Fe_3O_4复合材料的物理力学性能与摩擦磨损性能测试

为了改善丁腈橡胶(NBR)的摩擦学性能,将具有较好润滑特性的Fe3O4纳米粒子与应用广泛的丁腈橡胶(NBR)进行共混,制备了NBR/纳米Fe3O4复合材料。实验对复合材料的拉伸强度、硬度、300%定伸应力、磁性能等物理力学性能、摩擦磨损性能等进行了测试。并对复合材料的表面微观形态,以及Fe3O4粒子的基本分布进行了分析。结果表明,Fe3O4纳米粒子的加入,使NBR的物理力学性能略有改变,表面微观形态变化较小。摩擦学性能有很大改善,纳米Fe3O4粒子含量为12%时,耐磨效果最优,这可归因于摩擦过程中在摩擦表面形成的一层固体吸附膜。

涂层对3D SiO_2/Si_3N_4复合材料力学性能的影响

采用有机先驱体真空浸渍裂解法制备了三向石英纤维编织体/涂层/氮化硅复合材料。采用SEM、电子拉伸试验等测试手段研究了涂层对3DSiO2/Si3N4复合材料力学性能的影响。结果表明:保护涂层可明显改善纤维与氮化硅的界面结合性能,使复合材料的拉伸强度、断裂韧性得到显著提高,拉伸强度从无保护涂层的5.1MPa提高到有涂层的120MPa;裂纹扩展和断口分析表明,复合材料的强韧化机理为纤维的拔出、脱粘和诱导裂纹偏转。

Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料制备工艺研究

以Al2TiO5粉(自制)和α-Si3N4粉为原料,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了Si3N4加入量(质量分数,分别为0、5%、10%、15%、20%和25%)、烧成气氛(氮气气氛和空气气氛)、烧成温度(1450、1500、1550℃)、保温时间(2、3、4h)对Al2TiO5-Si3N4复合材料性能的影响。研究结果表明,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料较佳的工艺条件为:加入15%的α-Si3N4粉,在氮气气氛中于1550℃保温2h烧成。

CVI制备的Si_3N_(4p)/Si_3N_4复合材料及其性能

以SiCl4-NH3-H2为反应体系,采用化学气相渗透法制备Si3N4p/Si3N4复合材料。试样主要成分为α-Si3N4和非晶沉积物,并有微量的β-Si3N4和晶体Si。SEM和光学显微图片表明颗粒团间气孔偏大,Si3N4颗粒和CVI Si3N4之间界面弱结合,导致试样的弯曲强度最高只有71MPa。

增强体表面镀钛对TiC/TC4复合材料耐磨性的影响

为研究增强体表面镀钛对TiC/TC4复合材料耐磨性能的影响,以酒精为分散剂对酸洗和碱洗后的钛合金颗粒进行真空微蒸发镀钛处理,获得镀钛后的钛合金粉。将质量分数大于99%的碳化钛粉和镀钛后的钛合金粉,按不同比例混合,压制成不同增强体表面镀钛的TiC/TC4复合材料。测试其表面形貌和微观结构,并进行滑动摩擦和拉伸试验。结果表明:增强体表面镀钛处理的TiC/TC4复合材料硬度上升12.3HV,抗拉性能提高40 MPa,磨损量降低0.06 mg,动摩擦因数降低0.23,摩擦后不易脆性断裂,摩擦痕迹较轻微,耐磨性良好。

Bi2WO6/BiVO4复合材料的制备及光催化降解甲基橙的研究

以Bi(NO3)3·5H2O,Na2WO4·2H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成Bi2WO6/BiVO4复合材料,并对其进行X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征,探讨了合成条件(质量配比、温度)对Bi2WO6/BiVO4复合材料的晶型、形貌等方面的影响。以甲基橙水溶液为目标降解物,研究了在氙灯光源照射作用下Bi2WO6/BiVO4复合材料的光催化性能,结果表明:温度对Bi2WO6和BiVO4的光催化性能有较大影响;在Bi2WO6和BiVO4质量比为1∶1,处理温度为300℃时Bi2WO6/BiVO4光催化材料具有较好的光催化活性,对甲基橙的光催化降解效率可达到97.63%。复合材料重复使用5次其降解效率没有明显的变化,催化剂的稳定性较好。