连续Si-Fe-C-O功能陶瓷纤维的制备及其表面分析

采用聚二甲基硅烷(PDMS)和二茂铁合成出聚铁碳硅烷(PFCS),后者经熔融纺丝、预氧化、烧成,可制得电阻率低至10-2Ω·cm、拉伸强度2．0GPa、长度>500m的连续Si—Fe-C-O 纤维．探索了连续Si-Fe-C-O纤维的制备工艺．研究了铁对纤维电阻率和β-SiC结晶的影响: 铁含量的增加有利于β-SiC晶粒的增长和电阻率的降低．XPS剖面分析表明:陶瓷纤维的表面富含碳,随着径向深度增大铁含量增加．

Cu-Fe-Cr原位复合材料中的纤维相

通过感应熔炼、铸造、锻造和冷拔变形制备了Cu-16Fe-2Cr(质量分数,％)原位复合材料,最终线材(其轧制后的冷拔变形量达到η=ln(A_0/A)=5.42,A_0和A分别为冷拔起始和冷拔后线材的横截面面积)的抗拉强度为980 MPa。将Cu基体选择腐蚀后提取出纤维,采用SEM和TEM观察分析纤维相组织形态。在较低的应变量时,一些Fe—Cr纤维保持着与铸态树枝晶相同的bcc单晶结构,选区电子衍射表明纤维已经形成了〈110〉织构。在较高的应变量时,单根Fe-Cr纤维分为一些由晶界隔开的平行亚单元(宽度约为100 nm),通过亚单元共同的[110]衍射获得了晶粒之间的相对取向关系,相邻晶粒的偏差角在11°—82°之间。根据Hall-Petch关系讨论了原位复合材料的强度问题。

Fe-Cr纤维提取工艺与磁性研究

为解决Fe-Cr纤维提取过程中容易造成空气污染的问题,使得到的纤维具有较高的磁学性能,采用化学萃取法腐蚀掉Cu-13Fe-2Cr原位复合材料中的铜基体,制备了Fe-Cr金属纤维;通过调整硝酸与双氧水比例抑制NO2的产生;通过改变清洗方式使纤维具有较高的磁性。用SEM进行了形貌观察和成分能谱分析,用振动样品磁强计VSM作出了纤维的磁滞回线。结果表明,NO2被成功抑制,纤维的比饱和磁化强度保持在150 A.m2.kg-1左右。

模板法制备的Fe^3＋/TiO2中空纳米纤维的光催化性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了Fe3+掺杂的二氧化钛(Fe3+/TiO2)中空纳米纤维光催化材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和ζ电位等技术对其形貌、结构、光吸收特性及其表面状态等进行了表征。以亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了煅烧温度与时间对Fe3+/TiO2中空纳米纤维光催化性能的影响。结果表明:利用该法可以制得棉花纤维形貌的Fe3+/TiO2中空纳米结构材料;所得材料的催化性能除与材料的尺寸、相结构有关外,还与表面荷电性质有关,表面荷电量越高、表面结构缺陷越多、表面活性位越多,催化活性越高。500℃下煅烧2 h所得材料表面长有大量的粒子(平均尺寸为12 nm),其中TiO2为锐钛矿结构,表面荷负电荷量最高,催化性能最好,如在太阳光下,2 h可使MB溶液的脱色降解率达93%,6 h完全脱色,而在纯TiO2中空纤维材料上约为70%;该材料还具有良好的催化稳定性能,重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除。

磁性纤维负载MIL-100(Fe)的制备及光催化性能

为开发新型高效易分离的可见光催化材料,利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了磁性Fe2O3纳米纤维,然后通过连续离子吸附反应法在Fe2O3纳米纤维表面组装了MIL-100(Fe)纳米颗粒壳层,合成了一种可磁分离的金属有机骨架复合纳米纤维(Fe2O3/MIL-100(Fe))。分别采用扫描电镜和X射线衍射对其微观形貌和物相结构进行表征,并以对RhB的光降解分析了其光催化性能。在475℃煅烧2 h形成的Fe2O3纳米纤维表面进行30次连续离子吸附反应制备的Fe2O3/MIL-100(Fe)-30纤维直径均一,平均直径为180 nm,Fe2O3和MIL-100(Fe)均具有较高的结晶度。Fe2O3/MIL-100(Fe)-30复合纤维对RhB具有最优的可见光催化活性,在H2O2存在下,可见光照60 min后,降解率达99.4%.重复使用5次后,光催化降解率仍在98%以上,且MIL-100(Fe)在Fe2O3纤维表面保持了很高的稳定性。结果表明,通过简单的连续离子吸附反应,在磁性纤维表面可大量负载MIL-100(Fe)光催化剂,磁性纤维负载的MIL-100(Fe)光催化剂同时具有可磁分离、抑制催化剂团聚、高负载量和催化活性的优点。

载Fe(Ⅲ)丝瓜络纤维吸附磷酸根研究

采用静态吸附试验,研究了pH、吸附剂投放量、温度、吸附时间对载Fe（Ⅲ）丝瓜络纤维吸附水中磷酸根性能的影响.结果表明,在pH为4.00~6.00的范围内吸附量较大,即当磷酸根以H2PO4-的形式存在时有利于吸附.载Fe（Ⅲ）丝瓜络纤维对磷酸根的吸附符合Langmuir吸附等温方程及拟二级动力学方程.根据Arrhenius方程得出该吸附过程的经验活化能为17.81kJ/mo1,属于物理吸附.溶液中存在的Cl-,NO3-、SO42-及CO32-对磷酸根的吸附影响不明显,用5.00mL 50g/L NaOH溶液进行解吸,回收率达到97.65%.

玻璃纤维基Fe(Ⅲ)-TiO_2薄膜在可见光照射下去除球形棕囊藻的效果

探讨了以玻璃纤维为基体的纳米Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜在可见光照射条件下对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)的去除作用。薄膜用溶胶-凝胶法制备,投放入模拟赤潮浓度的棕囊藻培养液中进行除藻实验。实验重点探讨了Fe(Ⅲ)的掺入、基体材料和光照条件对除藻效果的影响。实验结果显示,无光照条件下的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜对藻无去除效果,在可见光照射下Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜的除藻效果好于TiO2薄膜;以玻璃纤维为基体的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜除藻效果好于以玻片为基体的薄膜和粉末。在藻液中投加5.0mg·L-1的以玻璃纤维为基体的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜,光照36h后,藻液中细胞密度由6.48×106·mL-1降低到0.01×104·mL-1,叶绿素a质量浓度由6.66mg·L-1降低到0.001mg·L-1,除藻率达到99.9%,除藻过程符合准一级反应动力学方程。研究表明,玻璃纤维基Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜在可见光照下可以有效去除棕囊藻,在赤潮治理方面有较好的应用前景。

载Fe(Ⅲ)配位体交换棉纤维吸附剂在去除饮用水中氟离子的应用

采用载Fe配位体交换棉纤维吸附剂 (Fe(Ⅲ )LECCA)对用自来水加氟化钠配制成的含氟水进行柱实验 ,并对洗脱、再生后的吸附剂进行再吸附柱实验 .结果表明 ,该吸附剂对去除饮用水中的氟离子具有工作吸附容量大、吸附速率快、选择性高、易洗脱再生的特性 .出水各项主要指标符合饮用水标准 (GB 5 749— 85 ) .多次洗脱、再生、再吸附后 ,吸附性能稳定 ,吸附剂机械强度高 .该吸附剂工作吸附容量可达 1 2 442mg·g- 1 ,相对标准偏差在 6

La_(0.7)Sr_(0.3)Co_(0.3)Fe_(0.7)O_3纳米纤维的合成及其NO气敏特性研究

用简单有效的静电纺丝法合成了La0.7Sr0.3Co0.3Fe0.7O3纳米纤维材料,并采用X-射线衍射和扫描电子显微镜对其晶体结构和形貌进行表征。结果显示,合成纤维的直径在150～300nm之间,长度达到几十个微米。以钇稳氧化锆为固体电解质,合成的La0.7Sr0.3Co0.3Fe0.7O3纳米纤维材料为感测电极,制备电位型NO传感器,测量其在不同NO浓度下产生的电动势。结果表明,该传感器产生的电动势与NO浓度呈明显的线性正比关系,而传感器的响应快速。

Cu-Fe-Cr原位复合材料和Fe-Cr纤维的磁学特性研究

采用拉拔变形法制备了Cu-Fe-Cr原位复合材料,并从线材中提取出Fe-Cr纤维。用扫描电镜观察了复合线材和纤维的微观形貌,并用VSM对复合线材和Fe-Cr纤维进行了磁性测试,绘制了磁滞回线。结果表明:复合线材具有磁各向异性,其易磁化方向平行于线材轴向;随着变形量的增大,复合线材的剩磁和矫顽力逐渐增大;Fe-Cr纤维的比饱和磁化强度Ms达到了150 emu.g-1,是一种有潜在应用价值的吸波材料。

中性纤维素酶FE洗绒工艺的应用

研究了羊绒洗涤过程中中性纤维素酶FE的催化作用及性能,通过探讨中性纤维素酶FE用量、温度、时间以及pH 4个因素来优选工艺条件,通过分析处理后羊绒的单纤维断裂强力、白度及失重率优化出高效、环保的酶洗条件:中性纤维素酶FE用量1.5%～2.5%(omf),pH=5.5～6.5,洗绒温度45～55℃,洗绒时间35～45 min;与传统的酸炭化工艺相比,中性纤维素酶FE洗绒工艺处理后单纤维的断裂强力和白度分别提高70.3%和72.4%,失重率下降61.4%。

Fe_2O_3纳米粒子复合纤维素膜降解有机染料亚甲基蓝

合成Fe2O3纳米粒子复合纤维素膜.采用XRD、TEM和磁力线等多种方法对Fe2O3纳米粒子复合纤维素膜的结构和性能进行表征,并研究Fe2O3纳米粒子复合纤维素膜对亚甲基蓝的降解作用.结果表明:当溶液中H2SO4加量为25.8mol/L、H2O2加量为2.4mol/L时,用5g/L的复合纤维素膜对1.4×10-5 mol/L的亚甲基蓝溶液进行降解,25min内降解率达到100%.

纳米晶Fe_(0.13)(Co_xNi_(1-x))_(0.87)微细纤维的制备及磁各向异性

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热还原法制备了纳米晶Fe_(0.13)(Co_xNi_(1-x))_(0.87)(x=0.20,0.30,0.50, 0.80)微细纤维。采用FTIR,XRD和SEM等对纤维前驱体和热还原产物的结构、物相和形貌进行了分析;采用振动样品磁强计(VSM)对纤维的磁性进行了测试。结果表明:纤维直径分布在0.3—2μm之间,表面光滑,长径比大,组成纤维的晶粒尺寸约为34 nm。Fe_(0.13)(Co_xNi_(1-x))_(0.87)微细纤维表现出明显的磁各向异性,该性能主要受磁晶各向异性、形状各向异性和静磁相互作用等因素影响。纤维的易磁化方向为其轴向方向,难磁化方向为径向方向,所制备的Fe_(0.13)(Co_(0.50)Ni_(0.50))_(0.87)纤维的剩磁比M_r/M_s(剩余与饱和磁化强度比)最大,达到0.48。

纳米晶Fe_(0.13)[Co_(20)Ni_(80)]_(0.87)合金微细纤维的制备及磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料,采用有机凝胶-热还原法制备了Fe0.13[Co20Ni80]0.87三元合金微细纤维。采用FTIR、XRD、TG/DSC、SEM和EDS等对纤维前驱体和热还原产物的结构、物相、形貌和组成进行了分析。采用振动样品磁强计(VSM)对纤维的磁性能进行了测试。结果表明:Fe0.13[Co20Ni80]0.87合金纤维的直径为0.3～2.0μm,表面光滑、长径比大;组成合金纤维的晶粒大小与还原温度密切相关,当温度为300～700℃时,晶粒尺寸由约20nm增加到约50nm;该合金纤维显铁磁性,其矫顽力主要受合金中C含量及晶粒大小的影响,随制备温度的升高而降低;饱和磁化强度则主要与合金的组分相关,随还原温度的升高和合金纯度的提高而增大;经700℃热还原后,合金纤维的饱和磁化强度ms为120A.m2/kg,矫顽力Hc为10.4kA/m。

均匀化处理对Cu-20%Fe复合材料组织与性能的影响

Cu-Fe复合材料具有低廉的成本、良好的变形能力和优异的强化效果,从而得到国内外研究者广泛的关注,但Fe在Cu基体中有很高的固溶度,且在低温下很难析出.研究了1000℃均匀化热处理对Cu-20%（质量分数）Fe复合材料微观组织、力学和导电性能的影响规律.均匀化热处理使发达Fe枝晶发生断裂和球化,这使得在随后的形变过程中Fe纤维的尺寸减小,纤维间距细化14%-24%.经均匀化热处理的试样的强度和导电率都比未经处理的试样高4%-10%,这主要是由于均匀后热处理使得Fe枝晶球化并促进了Fe的析出.

原位形变Cu-14.5%Fe复合材料的组织和性能研究(Ⅰ)——组织演变

研究了不同形变量时,原位形变Cu-14.5%Fe(体积分数)复合材料的显微组织的演变和Fe纤维的组织特征.结果表明,随拉拔过程形变量的增加,Cu-Fe合金凝固过程中形成的无序分布的Fe树枝晶逐渐转变为沿拉拔方向排列,并在横截面上形成卷曲的带状形貌,这是由于两相在大变形时,发生了织构取向作用的结果.通过显微组织的定量分析可知,Fe纤维间距d与形变量η间存在指数关系,即d=41.76exp(-0.411η);Fe纤维的厚度δFe和宽度bFe与形变量η分别满足ln(δFe)=3.396-0.686η,ln(bFe)=4.114-0.431η的关系.

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag组织及性能的影响

研究时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag复合材料组织和性能的影响,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明,Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时也降低了Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6h,导电率达到58.4%IACS。合金的断口均为韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝有变小的趋势,合金的塑性变好。

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag原位复合材料组织及性能的影响

采用大气熔炼与形变原位复合的方法制备形变Cu-10Fe-3Ag原位复合材料。在不同温度时效6 h后,用SEM观察分析材料的显微组织;用XRD测定晶面间距的变化,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明:Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时降低Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6 h后,导电率达到58.4%IACS。合金的断口全是韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝变小。

连续含铁碳化硅纤维及其结构吸波材料的研制

为了研制碳化硅吸波纤维,首次采用聚二甲基硅烷(PDMS)和二茂铁合成聚铁碳硅烷(PFCS),PFCS经多孔熔融纺丝、空气不熔化和在N2中1320℃连续烧成,可制得连续含铁碳化硅(SiC(Fe))吸波纤维;用SiC(Fe)纤维与环氧树脂制备的结构材料具有良好的吸波性能。XPS剖面分析、Raman光谱表明:纤维表面有一层厚约100 nm的富碳层,由表及里铁的含量逐渐增加;随着温度的升高游离碳的排列逐渐规整化。研究了碳对纤维性能的影响,结果表明:游离碳的存在有利于纤维电阻率的降低,复介电常数和介电损耗的增大。

胶原纤维负载铁催化剂在可见光作用下降解染料的催化特性

将Fe(III)负载到胶原纤维上制备新型非均相催化剂(FICF),研究了FICF在可见光作用下对孔雀石绿的光助催化降解特性。结果表明,当初始pH值为3.0,FICF的用量为0.50 g,H2O2用量为5.0 mmol时,FICF使500mL初始浓度为0.10 mmol/L的孔雀石绿溶液在反应进行到50 min时完全脱色,反应130 min后的矿化率为59.0%,FICF有较好的重复使用性能。