合成甲醇的催化剂Rh-ZnO/MWNTs的研究

研究新型的由多壁碳纳米管(MWNTs)负载的,ZnO助催的铑基甲醇合成催化剂.当铑含量达到4%(w)时,催化剂具有较高的比表面积(99.6m2·g-1),催化剂的反应活化能为68.8kJ·mol-1.在563K,1MPa下,催化剂的最高催化活性和甲醇选择性分别为411.4mg/gcat.·h和96.7%.TEM、TPR和TPD等表征结果显示,碳纳米管能增加Rh在催化剂表面的分散度,提高催化剂的还原温度并能增加氢物种的吸附量,这些结果将有助于更好地了解催化剂中各组分间的协同作用和催化活性中心本质.

MWNTs/Bi_(2)WO_(6)-TiO_(2)光催化降解土霉素的性能及机理

土霉素(OTC)是抗生素类废水去除的主要目标污染物之一。通过水热法合成了一种可见光响应良好的新型复合光催化剂———MWNTs/Bi_(2)WO_(6)-TiO_(2),采用OTC模拟废水进行光催化降解性能及机理研究。结果表明,在反应温度为25℃时,投加0.8 g/L的MWNTs/Bi_(2)WO_(6)-TiO_(2),光催化初始pH值为6、200 mL质量浓度为50 mg/L的OTC溶液120 min,降解率可达到83.97%,复合催化剂的可见光照射催化效果明显优于紫外光。复合光催化材料显示了良好的稳定性,经过4次循环使用,对OTC的降解率达72.13%,仍保持较高的光催化活性。·OH、·O-2是光催化降解中主要的活性物质。以上研究结果可为含抗生素的废水处理研究提供参考。

载银MWNTs抗菌羊毛纤维的结构与性能研究

以载银MWNTs抗菌剂为功能材料,采用紫外光辐照的方法制备了载银MWNTs抗菌羊毛纤维。运用场发射扫描电镜、X射线衍射仪对样品的形貌和结构进行了表征,同时测试了样品的力学性能、热性能和抗菌耐洗涤性能。研究结果表明,抗菌羊毛纤维表面包覆了一层致密的抗菌层;与原毛相比,其结晶指数、单纤强力、断裂强度和热稳定性均有提高,但断裂伸长率有所下降;在洗涤20次以后,对大肠杆菌仍具有较好的抗菌性能。

MWNTs/PU复合微/纳米纤维的形态及力学性能

应用静电纺丝技术制备多壁碳纳米管/聚氨酯(MWNTs/PU)复合微/纳米纤维,将该复合纤维收集成无纺布薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了纤维的微观形貌和结构,分别利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)测试了复合纤维的结晶行为及玻璃态转变温度,并测试了纤维薄膜的拉伸力学性能随MWNTs含量的变化关系。结果表明,一定含量的MWNTs能有效地分散于PU溶液中,并能成功地纺出MWNTs/PU复合微/纳米纤维。随MWNTs在PU纤维中含量的增加,纤维的直径变细,复合纤维的玻璃态转变温度提高。在所研究的含量范围内,无纺布的拉伸强度和断裂伸长率随MWNTs含量的增加而有所增大。

MWNTs和MWNTs/云母复合物的太赫兹光谱研究

文章采用THZ-TDS技术分别研究了室温大气环境下多壁碳纳米管(MWNTs)和MWNTs/云母复合物在0.2～1.75THz波段的吸收谱、折射率谱、复介电常数和屏蔽效能。结果表明两种样品在此波段有明显的特征吸收峰,且吸收谱存在显著差异,两种样品的平均折射率分别为4.27(MWNTs)和1.81(MWNTs/云母复合物)。随着频率的增加,MWNTs的折射率先增大后减小,而MWNTs/云母复合物的折射率减小,呈现反常色散现象。MWNTs在0.25～1.5THz的范围内屏蔽效能达到30dB以上,而MWNTs/云母复合物在0.2～1.75THz的范围内屏蔽效能小于30dB。

pMB/MWNTs/GC电极对水体中苯二酚异构体的同时测定

通过在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上电聚合亚甲基蓝，制备了聚亚甲基蓝／碳纳米管／玻碳电极（pMB／MWNTs／GC）。用循环伏安法研究了3种苯二酚异构体在该电极上的电化学行为，结果表明，在pH7．0的磷酸盐缓冲溶液中，该修饰电极对苯二酚异构体的氧化表现出优异的电催化性能和选择性，对苯二酚、邻苯二酚和间苯二酚的氧化峰分别为0．104、0．203、0．609V（vs．SCE），峰电位差值分别为99、406mV。基于苯二酚异构体在pMB／MWNTs／GC修饰电极上的伏安行为，建立了苯二酚3种异构体同时分析的新方法。考察了各影响因素对测定的影响，最优实验条件下，在5．0×10^-6-1．5×10^-4mol·L^-1范围内，3种苯二酚异构体的阳极峰电流与其浓度存在线性关系，检出限均为1．0×10^-6mol·L^-1。将该法用于水体及冲洗废液中苯二酚异构体含量的测定，结果满意。

MWNTs/PTH电致变色器件的制备及特性研究

利用滚筒印刷法,开展了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件(ECD)的制备及特性研究实验.结果表明,少量多壁碳纳米管(MWNTs)的添加,可在聚噻吩(PTH)导电聚合物膜层结构中形成一系列一维的MWNTs导电通道,提高了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件变色层的电导率,增强了PTH电致变色过程中氧化还原反应的电子转移强度.对比发现,在改变相同颜色及对比度条件下,MWNTs/PTH复合膜层ECD器件所需外加电压数值比未添加MWNTs的聚合物ECD器件有所减小,器件的变色响应时间也大大缩短.说明将高导电性的MWNTs材料与PTH导电聚合物进行复合可提高ECD器件的电致变色特性.

Ag/MWNTs-羊毛抗菌功能化纤维的结合机理研究

以自制Ag/MWNTs抗菌剂为功能材料,采用紫外光辐照的方法制备了抗菌Ag/MWNTs-羊毛纤维。运用场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等对样品的形貌和结构进行了表征,同时表征了抗菌处理前后羊毛纤维的品质特征。研究结果表明羊毛纤维与具有良好抗菌功能的Ag/MWNTs抗菌剂紧密复合并通过偶联剂的架桥作用,在羊毛纤维表面形成以价键形式结合的抗菌层。与原羊毛相比,抗菌Ag/MWNTs-羊毛纤维长度较长,细度变细,卷曲回复率较高。

MWNTs/HDPE的导电性和流变学性质

利用熔融共混的方法制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/高密度聚乙烯(HDPE)导电复合体系,并研究了该体系的流变学性质和导电性质。流变测量结果表明,碳纳米管的加入使体系的黏度和模量有很大的提高,并且高填充含量时复合体系的黏度表现出强剪切变稀行为,而储能模量则在低频区出现所谓的"第二平台";从黏度、损耗模量随填充含量的变化图上可以看出,碳纳米管的质量分数达到8%时,黏度和损耗模量随含量增加的幅度明显增大,表明在该点形成了粘弹逾渗结构,该值和电阻测量得到的逾渗阈值相近。

单斜与锐钛矿双晶相TiO_2/MWNTs复合材料的制备及其可见光光催化活性

以超强耐酸碱的表面活性剂-丁基封端脂肪醇聚氧乙烯醚作为晶型调节剂,利用钛酸丁酯和氢氧化钠的水热反应制备了单斜相与锐钛矿相双晶相TiO2/多壁碳纳米管(简称MWNTs)复合材料,并考察了复合材料的可见光光催化活性。结果显示:MWNTs的加入可调控TiO2的晶相组成,增强TiO2的光催化活性,其中含5%MWNTs的样品具有较高的催化降解效率;随煅烧温度的升高,样品的光催化活性大幅提升。其机理归因于(1)促进单斜相和锐钛矿相双晶相结构的形成;(2)碳纳米管优良的导电作用及碳纳米管/TiO2间的异质结效应;(3)高温下碳纳米管分解产生的碳元素掺杂作用。

MWNTs-OH/PET纳米复合材料的燃烧性能与阻燃机理研究

用原位聚合方法制备了纯PET和MWNTs-OH/PET纳米复合材料,用锥形量热仪测试了4种样品的燃烧性能,用场发射扫描电镜表征了纳米复合材料的微观机构。对比分析了4种样品的燃烧性能、烟及毒气释放量。结果表明复合材料的热释放速率(HRR)峰值及平均值,总放热量(THR)和有效燃烧热(EHC)平均值都有所降低,纳米复合材料的CO生成速率峰值较平缓且低于纯PET的CO生成速率,没有增加PET材料的毒性。从扫描电镜图和锥形量热仪测试结果可以初步断定,MWNTs-OH/PET纳米复合材料属于气相阻燃和凝固相阻燃机理。

PLA/MWNTs/HA复合材料的制备和性能研究

采用超声辅助原位湿法合成多壁碳纳米管/羟基磷灰石纳米复合材料(MWNTs/HA),并通过溶液浇铸法制备了PLA/MWNTs/HA复合材料薄膜。考察了 MWNTs/HA纳米粒子含量对复合膜性能的影响,并通过力学性能、SEM、FTIR、以及DMTA对复合膜性能进行了表征,结果表明:随着纳米粒子质量分数的增加,复合膜的拉伸强度呈下降趋势;拉伸模量和储能模量呈现先下降后上升的趋势;玻璃化转变温度则呈现不断上升趋势。

新型复合材料Mg/MWNTs的储放氢性能

通过在加氢气氛下高能球磨,制成了新型复合材料Mg/MWNTs。利用XRD,TEM SAED等手段对该材料进行了微结构分析。采用储放氢实验装置测试了Mg/MWNTs H2体系的PCT放氢曲线和放氢动力学性能。研究发现:复合材料Mg/MWNTs在2.0MPa氢压时,373,473,553和598K温度下,最大储氢量(质量分数)分别为0.41%,3.37%,5.70%和6.25%;复合材料Mg/MWNTs氢化物的焓变和熵变的绝对值均低于纯Mg,分别降低了10.51%和3.50%;与纳米晶Mg氢化物相比,复合材料Mg/MWNTs不仅最大储氢量显著增加,而且放氢动力学性能也明显改善。

MnO_2/MWNTs纳米材料的制备及对Cu(Ⅱ)吸附的研究

采用液相氧化还原法制二氧化锰/多壁碳纳米管(MnO2/MWNTs)复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察MnO2在MWNTs表面的负载情况,X射线衍射仪(XRD)显示MnO2是以无定形态排列在MWNTs表面。MnO2/MWNTs相比于MWNTs对Cu(Ⅱ)吸附能力提高了100%,MnO2最优负载量为30%,吸附过程的前10 min达到平衡吸附量的70%,80 min达到吸附平衡。温度升高有益于吸附。pH对吸附影响很大,吸附量随着pH的上升而增加,对Cu(Ⅱ)脱除率甚至达到了95.31%。

MWNTs/HDPE复合体系在太赫兹波段的光电性质

利用太赫兹时域光谱技术和电导测量研究了多壁碳纳米管/高密度聚乙烯(MWNTs/HDPE)复合体系的光电性质.直流电导率结果表明,复合体系的逾渗阈值在5%左右;交流电导率则随频率的变化出现一个拐点,拐点的位置与颗粒浓度以及导电颗粒的存在状态密切相关.加入碳纳米管后,复合体系在太赫兹波段的吸收系数和折射率均有很大的提高.通过假定在此波段导电颗粒在聚合物中的介电行为类似于偶极子的弛豫,利用Cole-Cole理论对复合材料的介电性质进行了解释.

复合光催化剂MWNTs/TiO2制备条件优化研究

目的研究煅烧时间、煅烧温度、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等因素分别对复合光催化剂多壁碳纳米管/二氧化钛(MWNTs/TiO2)光催化性能的影响,以及多因素共同作用下复合光催化剂MWNTs/TiO2的最优化制备条件,同时考察最优化复合光催化剂对氧乐果的降解效率.方法以异丙醇和钛酸四丁酯为原料,经溶胶-凝胶制备MWNTs/TiO 2复合纳米光催化剂,通过控制煅烧时间、煅烧温度、PSS投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等制备条件进行正交实验确定最优化制备条件,同时采用表面形貌分析、X射线光谱仪(EDX)等方法对催化剂进行表征;用优化制备的MWNTs/TiO2光催化降解氧乐果,确定其降解效率.结果马弗炉600℃煅烧5.5 h,投加PSS3 g/L,所投加MWNTs质量与投加纳米TiO2质量之比为1.25%,控制溶胶体系pH值为4是最优化制备条件;优化制备的光催化剂MWNTs/TiO2反应3 h,氧乐果的降解率为40.56%.结论优化后的MWNTs/TiO2对氧乐果农药废水具有更好的降解效果.

SnO_2/MWNTs复合材料的结构表征及其储锂性能研究

本文采用简易湿化学法制备二氧化锡/多壁碳纳米管复合材料(SnO2/MWNTs)。利用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)技术对其形貌、成分及微观结构进行表征,并对复合材料进行锂离子电池性能的测试。结果表明,SnO2纳米颗粒均匀地负载在多壁碳纳米管的管壁,复合材料表现出良好的循环稳定性和较高的比容量。

P3HT/MWNTs复合电致变色器件的制备及特性研究

通过在导电聚合物电致变色材料聚3-己基噻吩(P3HT)中添加少量多壁碳纳米管(MWNTs),制备了不同MWNTs含量的P3HT/MWNTs复合膜电致变色器件,并利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱仪、四探针电导率测试仪等分析仪器对制备器件的电致变色膜层的显微结构、膜层电导率随MWNTs添加量的变化情况及电致变色特性进行了分析研究.结果发现:因少量MWNTs的添加,复合变色膜层的电导率可由1.2×10-2 S/cm提高到3.9S/cm,增加了近300倍.这对减少器件变色过程中的外加电压大小,提高器件颜色变化对比度,减小器件电致变色的响应时间,改善器件的使用寿命都是非常有利的.但研究也发现,过多MWNTs的添加,会导致复合电致变色膜层表面粗糙度增加,且过多的MWNTs也增加了变色层对可见光的吸收率,MWNTs添加量质量百分比不应超过膜层的2%.

MWNTs/UHMWPE复合材料的导电行为

采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,并对其电学性能进行了研究。结果表明,该种方法可以使MWNTs比较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料均表现出明显的渗流行为;长径比大的L.MWNTs-60100具有较小的渗流阈值,并且具有较小的正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)强度;在大于渗流阈值的情况下,复合材料的PTC和NTC强度随着导电填料含量的增大而不断减小;热循环使得复合材料的PTC特性更加明显。

MWNTs/VPET复合材料的阻燃性能

通过双螺杆挤出机将羧基功能化改性的多壁碳纳米管(MWNTs)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)熔融混合,制备出纳米复合材料。用锥形量热仪研究MWNTs对PET燃烧性能的影响,结果表明:复合材料的热释放速率(HRR),总放热量(THR)和失重率都有所降低,当MWNTs含量为5%时,效果较为明显。用扫描电镜分析复合材料的断面形貌,结果表明:MWNTs已经很好地分散在PET的基体中,提高了阻燃性能。