GO/Ag纳米复合颗粒的制备及其抗菌性能的研究

采用了改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并使用绿色环保的还原剂葡萄糖还原银氨溶液中的银氨离子,在没有分散剂的情况下,制备了氧化石墨烯/银纳米复合颗粒(GO/Ag)材料。各项材料学表征表明,制备的GO/Ag纳米复合颗粒中的银纳米粒子在GO片层中分布均匀,没有出现团聚的现象,粒径几乎均一,为40 nm左右。在以金黄色葡萄球菌为模型的抗菌实验中发现,GO/Ag纳米复合颗粒具有很强的杀菌效果,且对金黄色葡萄球菌的抑制性要明显强于GO。

PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜的制备及性能分析

为提高聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的性能,在PAN溶液中掺杂了MgO和Ag纳米颗粒(MgONPs和AgNPs),通过静电纺丝方法制备了不同质量分数的PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜,采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外线透反射分析仪、过滤性能测试仪测试复合纤维过滤膜的微观形态、结晶结构、透气性、透湿性及过滤性能等。结果表明:纯PAN纳米纤维的直径为222.9 nm,PAN/MgO/Ag复合纳米纤维的直径为151.5 nm~258.6 nm。相对于纯PAN纤维膜,PAN/MgO/Ag复合纤维膜具有优良的过滤性能和紫外线防护性能,其紫外线防护系数为38.73~55.37,过滤效率为95.36%~97.59%,阻力压降为46.06 Pa~58.31 Pa。当MgONPs和AgNPs的质量分数都是0.75%时,PAN/MgO/Ag复合纤维膜的品质因子最高,为0.071 4 Pa^(-1),过滤性能最好,属于高效低阻且具有防紫外线功能的过滤膜材料。

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒的可控制备及其光催化特性

以正硅酸乙酯(TEOS)和AgNO_(3)为前驱体,通过共溶胶双水解的方法制备出了AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱仪探究了不同Ag离子浓度对复合纳米颗粒微结构的影响,并对相关影响机理进行了讨论,最后对其光催化性能进行了研究。结果表明:Ag离子浓度对复合纳米颗粒的结构及分散性有着决定性的影响。当Ag离子浓度较低时,基体SiO_(2)颗粒的球形度较好且分散性很好;负载的AgO纳米颗粒分布相对均匀且粒径在2~4 nm内。Ag离子浓度的增加使SiO_(2)颗粒的球形度逐渐变差,粒径逐渐减小,团聚效应增强,最后形成了不规则的块状团聚体;AgO纳米颗粒随着负载量逐渐增多,分布密度和粒径也逐渐增大,并且分散的纳米颗粒相互连接,由点状分布逐渐向面状分布转变。在可见光照射下,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒对罗丹明B(RhB)的降解率约为94.8%。实验结果表明,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒是一种有效的光催化剂,在光催化领域有着潜在的应用价值。

Ag纳米颗粒增强SnO_(2)纳米薄膜的室温气敏性能研究

采用磁控溅射法在p-Si衬底上沉积二氧化锡(SnO_(2))纳米薄膜并在其上负载银(Ag)纳米颗粒作为气体传感器的敏感材料。实验结果表明:负载Ag纳米颗粒提高了SnO_(2)纳米薄膜的灵敏度。Ag溅射时间为80 s,负载量为6%质量分数的SnO_(2)纳米薄膜对乙醇气体的响应值较未负载Ag纳米颗粒时提高了78.7%,这可以归因于Ag纳米颗粒与SnO_(2)纳米薄膜之间形成了异质结。实验测试了工作电压对SnO_(2)纳米薄膜灵敏度的影响,当工作电压均为5.5 V时,传感器对乙醇和丙酮气体的响应最佳,响应值分别为3.49和4.51。

植物蛋白基复合纳米颗粒制备及在生物活性物质递送中的应用

多酚、精油、维生素等生物活性物质具有抗氧化、抗炎、预防慢性疾病等功效,但是它们存在溶解度低、稳定性差、生物利用度低等缺陷。研究发现植物蛋白基纳米颗粒是递送生物活性物质的良好材料。然而,使用单一的植物蛋白基纳米颗粒存在包埋率低、不稳定、易受外界环境影响等问题。植物蛋白和其他生物聚合物(包括蛋白质、多糖、多酚、表面活性剂等)结合,整合了多种生物聚合物的优点,可以克服单一蛋白质的不足,具有良好的发展前景。该文综述了植物蛋白基复合纳米颗粒的分类、制备方法及其在生物活性物质递送方面的应用现状,并对植物蛋白基复合纳米颗粒的发展前景进行了展望。

核桃蛋白-低聚半乳糖复合纳米颗粒的制备及其Pickering乳液性质

以核桃蛋白(WalPI)和低聚半乳糖(GOS)为原料,采用pH循环-超声联合制备了WalPI-GOS,将其与茶油混合,制备了Pickering乳液。通过FTIR、纳米粒度及Zeta电位仪、紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、DSC对WalPI-GOS进行了表征,考察了m(WalPI)∶m(GOS)对WalPI-GOS颗粒特性及Pickering乳液性质的影响。结果表明,当m(WalPI)∶m(GOS)=10∶4时,WalPI-GOS和Pickering乳液具有最佳的性能。WalPI-GOS的平均粒径为82.08 nm,Zeta电位为–52.37 mV,乳化活性、乳化稳定性为31.12 m^(2)/g和4346.35 min;WalPI部分疏水基团被包埋于WalPI-GOS分子内部,降低了表面疏水性(840.81 a.u.),提高了游离巯基含量(8.78μmol/g)和熔融温度(93.74℃);WalPI与GOS的复合改变了WalPI的二级和三级结构,形成以β-折叠为主的二级结构,WalPI与GOS通过氢键、静电相互作用和疏水相互作用形成紧密的网络结构;Pickering乳液平均粒径仅为5.24μm,液滴均匀分布,形成了弹性凝胶网络结构;当剪切速率为0.1 s^(–1)时,具有最高的表观黏度(1.06 Pa·s)。WalPI与GOS间的高交联密度增强了Pickering乳液的凝胶网络结构。

颗粒尺寸和形态对3D打印PLA/SiO2纳米颗粒复合材料性能的影响

目前有关PLA/SiO2纳米颗粒复合材料的研究主要聚焦在某一种SiO2纳米颗粒在不同含量的条件下对PLA基体性能的影响,但是有关于纳米颗粒的尺寸和形态对PLA基体性能影响的研究尚未涉猎到。本研究的目的是利用经过疏水处理的不同尺寸与形态的SiO2纳米颗粒制备聚乳酸(PLA)/SiO2纳米颗粒复合材料,研究SiO2纳米颗粒尺寸和形态对复合材料力学性能的影响。结果表明:纯PLA聚合物对比SiO2纳米颗粒/PLA复合材料,添加了150nm球形SiO2纳米颗粒的复合材料在拉伸强度上得到了提高,添加了150nm不定形SiO2纳米颗粒的复合材料在弯曲强度上得到最大提升,复合材料的冲击强度与纳米颗粒的形状有关,球形SiO2纳米颗粒对PLA基体的冲击强度影响不大,而不定形SiO2纳米颗粒对PLA基体的冲击强度有一定的强化作用。此外,无论是球形还是不定形颗粒,在尺寸为150nm时,复合材料的韧性都会有所提高。

纳米颗粒对十四烷相变材料热物理性质的影响

以十四烷作为基液,纳米颗粒Al_(2)O_(3)、CuO、MgO和多壁碳纳米管(MWCNT)为添加剂,分别制备质量分数为1%、2%、3%、4%和5%的十四烷纳米复合相变材料,并对其进行形貌结构表征和热物理性质研究。结果表明:纳米颗粒的加入使相变温度变化不大,潜热值降低了0.66%~14.43%;热导率明显提升,并且随着纳米颗粒质量分数的增加而增加;纳米复合相变材料在50℃以上才会出现分解,高于应用范围;与纯十四烷相比,纳米复合相变材料的相变时间明显缩短。最佳纳米颗粒为MWCNT,最佳质量分数3%,热导率0.1897 W/(m·K),潜热值199.7 J/g,可作为一种潜在的相变蓄冷材料。

Ag/WO_(3)纳米复合材料可见光催化还原废水中六价铬的研究

以钨酸钠和硝酸银为原料,采用水热法合成得到Ag/WO_(3)纳米复合材料。XRD和SEM结构分析表明,Ag纳米颗粒掺入到WO_(3)结构中,增加了孔隙率和粗糙度,增强了纳米复合材料表面的活性位点,提高了有效比表面积。光催化实验表明,分别以WO_(3)和Ag/WO_(3)为光催化剂处理模拟废水中的Cr(Ⅵ)离子,对应在155 min和130 min的可见光照射后,Cr(VI)离子被完全去除。通过考察Ag/WO_(3)对实际工业废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原能力,结果表明,该光催化剂在还原工业废水中的Cr(Ⅵ)方面具有良好性能。

超声微乳液法制备Ag/AgCl复合纳米颗粒及其光催化性能研究

设计了一种全新的微乳液体系,以十二烷基磺酸钠(SDS)、乙醇、正丁醇和异辛烷的混合物作为复合乳化剂,采用超声微乳液法制备了Ag/AgCl复合纳米颗粒。利用SEM和EDS研究样品的形貌、尺寸及表面组成,通过研究样品对甲基橙降解过程的催化作用证明了样品在可见光下的催化活性。重点研究了反应物浓度对Ag/AgCl颗粒尺寸及形貌的影响,结果表明,Ag/AgCl复合纳米颗粒尺寸主要由微乳液尺寸决定,受反应物浓度的影响较小,反映出本工作提出的超声微乳液制备技术具有较高的工艺稳定性。

纳米Ag颗粒增强复合钎料蠕变性能的研究

制备纳米Ag颗粒增强的Sn-Cu基复合钎料。研究不同温度载荷下复合钎料钎焊接头的蠕变断裂寿命,并与Sn-0.7Cu基体钎料钎焊接头进行对比。此外,确定纳米Ag颗粒增强的Sn-Cu基复合钎料钎焊接头在不同温度和应力水平下的应力指数和蠕变激活能,建立复合钎料钎焊接头的稳态蠕变本构方程。结果表明,在不同的温度和应力下,与Sn-0.7Cu钎料钎焊接头相比,纳米Ag颗粒增强的Sn-Cu基复合钎料钎焊接头的蠕变断裂寿命均有所提高,且具有更高的蠕变激活能,说明复合钎料钎焊接头具有更优的抗蠕变性能。

Au/Ag芯-壳复合结构纳米颗粒的制备和表征

利用二步液相还原法制备了 Au/Ag 芯 壳复合结构的纳米颗粒。用 TEM对反应液中金离子和银离子的摩尔比分别为1∶2和1∶1时所制备的 Au/Ag芯 壳复合结构的纳米颗粒的尺寸和形貌进行了表征。其紫外 可见吸收光谱具有 2 个可区分的吸收带,与纯金和纯银纳米颗粒的光学吸收特性对比后认为:随着反应液中银离子摩尔份数的增加,等离子体共振吸收峰始终位于 410nm附近的吸收带为银纳米颗粒的等离子体吸收带;另一个将随之产生蓝移的吸收带为Au/Ag芯 壳复合结构纳米颗粒的等离子体吸收带,蓝移是由于银壳厚度的增加而引起的。

Pt@Ag/Pt复合型纳米颗粒的合成与表征

通过吸附在铂纳米颗粒表面的氢交替还原硝酸银和氯铂酸,得到了复合型纳米颗粒Pt@Ag/Pt,用紫外-可见吸收光谱(UV-V is)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)对其进行了表征。通过氢化催化苯甲醛反应,由于Pt与Ag双金属间的协同效应,其催化活性较纯铂好。

复合纳米流体强化换热研究进展

随着科学技术的进步,电子器件、太阳能和机械加工等系统均趋向于高功率和微型化发展.然而,这些系统内部产生的热量也随之增加,导致系统过热甚至烧毁,因此,亟需发展高效热管理系统,以及时带走系统热量.近年来,多种新型热管理技术被广泛研究和应用,其中,复合纳米流体强化换热技术因具有效果显著、成本低廉和无额外能耗等优势而备受关注,成为研究和应用的热点之一.本文对复合纳米流体强化换热技术的研究进展进行全面综述.首先总结了近年来复合纳米流体制备的研究现状,然后分析了复合纳米流体的一般性能、传热性能及相关影响因素,着重讨论了复合纳米流体强化换热机制.此外,还介绍了复合纳米流体在微电子、太阳能装置及散热器等领域的应用.最后,讨论了复合纳米流体强化换热技术目前面临的挑战,并提出了未来的发展方向.

有效介质理论在Ag-MgF_2复合纳米颗粒薄膜中的应用

将描述弥散体系行为的Maxwell Garnett理论与Bruggeman理论应用于Ag MgF2 复合纳米颗粒薄膜 ,分别计算出该复合体系在 2 5 0nm～ 830nm波段范围内的光学常数n、k随波长λ的变化 ,并与实验结果进行比较。发现较之普遍采用的Maxwell Garnett理论 ,由Bruggeman理论计算出的n λ、k λ曲线的峰位、峰宽及峰位随Ag组分质量百分率的位移都与实验结果更为接近。

纳米硼基复合金属颗粒弥散燃烧的诊断研究

金属燃料的添加不仅能够提高推进剂的能量密度,还能缓解冲压发动机高频燃烧的不稳定现象。硼具有较高的质量热值和体积热值,受到了广泛关注。然而由于硼自身熔点高、沸点高且表面存在氧化层,导致点火困难,燃烧性能差。铝和铁的存在会使得氧化过程表面反应的放热增加,提高温度,促进硼的点火和燃烧。同时由于铝和铁具有较高的燃烧热和较快的能量释放速率,理论燃烧热利用率高,可引入铝和铁来提高硼的燃烧效率和实际燃烧热值。针对硼点火困难和燃烧性能差的问题,将硼分别和铝、铁掺混得到兼具较好点火性能和较高能量密度的复合金属燃料。采用弥散燃烧系统研究了纳米硼基复合金属颗粒云的弥散燃烧特性,利用高速相机获得硼及硼基复合金属颗粒云的燃烧过程,并利用双色法测量了其温度分布变化,应用光纤光谱仪、扫描透射电镜、X射线衍射和元素分析对硼基复合金属颗粒的燃烧特性及机理进行分析。结果表明,铝和铁的加入缩短了硼的点火延迟时间和燃烧时间,并且使得同一时间内被点燃的硼颗粒数量增加,硼的燃烧过程更加剧烈。铝的加入提高了复合燃料的燃烧温度;铁的加入降低了复合燃料的燃烧温度。硼基复合金属颗粒弥散燃烧测温过程中观察到明显的绿光,结合光谱图,分析该绿光来自于硼燃烧生成的中间产物BO_(2)。硼基复合金属颗粒弥散燃烧后团聚物主要为氧化产物,其中也含有少量的氮元素。硼基复合金属颗粒弥散燃烧后产物团聚现象更为明显,且不规则块状硼的破裂更加严重。硼基复合金属颗粒进入管式炉后,受到热辐射后在短时间内快速升温,铝和铁颗粒率先达到着火温度开始燃烧,燃烧释放的热量积聚在颗粒内部,被硼颗粒吸收,硼表面氧化层破裂,内部硼与空气接触,继而温度上升至硼的着火点,硼开始燃烧,从而促进了硼的燃烧。

碳纤维增强树脂基复合材料的层间颗粒增韧技术研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层合板容易在层间发生开裂。层间增韧是一种有效的增韧方式,它可以在不改变基体树脂粘度的情况下对特定区域进行增韧,提高材料的断裂韧性。本文介绍了层间断裂模式并总结了层间断裂韧性(ILFT)测试的数据处理方法,总结了聚合物颗粒与无机纳米颗粒(主要是碳纳米管)的颗粒种类、增韧机制、引入方式,并主要通过层间断裂韧性评价了各种颗粒的增韧效果。

具有增强光催化和抗菌活性的TiO_(2)@Ag-GO复合材料

光催化降解环境中的污染物被认为一种理想的清洁方法,其中二氧化钛(TiO_(2))是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能带宽、光生电子与空穴快速复合等特点,限制了其利用效率和范围,开发一种高效的TiO_(2)基光催化复合材料具有重要意义。通过简单的溶胶-凝胶法和一步Marangoni法,将TiO_(2)和Ag纳米颗粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效结合,制备出显著增强光催化活性和抗菌能力的复合材料TiO_(2)@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多个催化活性中心,可以高效地进行光催化反应降解污染物。同时,还能提高电荷分离程度,抑制光生电子和空穴复合,提高TiO_(2)光催化活性。AgNPs具有存储电子和促进电荷分离的能力,同时释放的Ag+,赋予材料广谱的抗菌性能。光催化试验抑菌试验结果表明,复合材料能高效降解亚甲基蓝染料,2 h降解率达到74.5%,同时对金黄色葡萄球菌和铜绿杆菌有较强的杀灭作用。这种简易制备的高催化和杀菌功能的TiO_(2)基复合材料在光催化清洁领域有很大的应用潜力。

颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其热处理研究

概述了原位自生法和固液复合外加法两种制备纳米颗粒增强铝基复合材料的常用方法及几种辅助制备技术,主要介绍了单相及双相混杂增强铝基纳米复合材料制备技术进展,包括SiC_(p)/Al、TiB_(2)/Al、SiC_(p)+Mg_(2)Si/Al及TiB_(2)+Mg_(2)Si/Al等复合材料。同时阐述了颗粒与Al基体界面问题、纳米颗粒对铝基复合材料固溶与时效行为的影响规律。提出了今后纳米颗粒增强铝基复合材料的研究方向。