改性纳米氮化硼对纤维金属层板的性能影响

纤维金属层板是一种由金属薄板与纤维层依次交替铺叠而成,在一定的温度与压力下粘结固化形成的一种混合复合材料。因为其中有金属与纤维两种材料,因此它既有金属的富延展性、韧性强与导热性好等优点,又具有复合材料纤维的抗疲劳、耐高强度与低密度等特点。文章以提升环氧复合材料基体的拉伸与断裂韧性性能和改善FMLs的性能,尤其是冲击与弯曲性能为主要目的,采用向FMLs环氧树脂基体中添加纳米氮化硼(h-BN)的方法,来提升纤维金属层板的力学性能。先对氮化硼材料进行一系列的球磨改性处理,分成不同含量的组分依次加入环氧树脂基体中,确定用量最好的四组,再将这四组环氧树脂复合材料基体用湿法铺层的方法铺在铝薄板与碳纤维布之间,使用硫化机固化的方式制备FMLs试件,利用水切割技术切割成标准试样,并进行冲击与弯曲测试。实验结果表明,向FMLs的环氧树脂基体中添加一定量的纳米氮化硼对FMLs的性能有着积极的影响。

硼基金属复合物的点火和燃烧特性研究进展

综述了近几年国内外硼基金属复合物点火和燃烧特性的最新研究进展,重点归纳了二元硼基金属复合物、三元硼基金属复合物和纳米硼基金属复合物的点火和燃烧研究现状,并对比了其优缺点,其中对二元硼基金属复合物的研究较为丰富,对三元硼基金属复合物的研究大多集中于制备方向,关于点火和燃烧特性研究较少,对纳米基金属复合物的点火燃烧机理尚不清楚。指出了硼基金属复合物未来的研究方向:(1)对于制备工艺较简单的二元硼基金属复合物,下一步应具体研究其工艺对产物性能的影响;(2)利用分子动力学和有限元分析的方法对其燃烧机理进一步分析;(3)关于纳米硼基金属复合物可考虑建立一种稳定悬浮液进一步探究其点火和燃烧机制。附参考文献71篇。

喜马拉雅东段库局中新世淡色花岗岩-伟晶岩中电气石的元素和硼同位素变化:对岩浆熔体演化的见解

喜马拉雅广泛分布的高分异淡色花岗岩与稀有金属成矿具有密切成因联系,岩浆岩中电气石的元素与硼同位素可以有效示踪岩浆演化过程,因此电气石的研究对示踪稀有金属元素迁移和富集过程具有重要指示意义。本文聚焦于喜马拉雅东段库局(库曲)中新世淡色花岗岩和伟晶岩,综合野外地质特征和独居石U(-Th)-Pb年代学,分析白云母花岗岩和伟晶岩之间的时空演化关系;利用电子探针和LA-(MC)-ICP-MS重点研究白云母花岗岩中团块状电气石(Tur-GI)、脉状电气石(Tur-GⅡ)以及伟晶岩中电气石(Tur-P)的元素地球化学和硼同位素特征。独居石^(208)Pb/^(232)Th加权平均结果显示白云母花岗岩年龄为16.8Ma,伟晶岩为15.8Ma,两者形成时代在误差范围内一致;伟晶岩是白云母花岗岩高分异演化的产物。三类电气石Fe/(Mg+Fe)变化范围为0.64~0.91,Na/(Na+Ca)变化范围为0.93~0.96。库局白云母花岗岩和伟晶岩中的电气石均属于碱性基团的黑电气石,主要结晶于岩浆熔体中。电气石微量元素含量主要受岩浆熔体成分和局部围岩混染控制。三类电气石的硼同位素组成在-13.7‰~-7.6‰之间,并且越晚结晶的电气石δ^(11)B值更高。电气石δ^(11)B值与其他地球化学比值和微量元素含量之间存在相关性,这种相关性进一步反映岩浆的连续演化过程。电气石中微量元素含量模拟显示单次岩浆结晶分异作用可以促进熔体中稀有元素的富集。

环保型复配阻燃剂在木塑复合材料中的应用进展

木塑复合材料(WPC)兼具木材的生态性和塑料的可加工性,是一类生态环保材料。基于当前WPC易燃且燃烧后产生有害气体,从而造成了对人体健康的危害和对环境的污染等问题,围绕进一步提升WPC的阻燃效率和满足环保条件进行了讨论,着重介绍了WPC的燃烧特性,综述了碳系、金属系、矿质系、磷系、硼系环保型阻燃剂与其他元素阻燃剂进行复配协同提升WPC阻燃抑烟的研究进展,对比单一阻燃剂,环保型复配阻燃剂在阻燃和环保方面具有优越性。同时,还对环保型WPC阻燃剂的未来发展趋势提出了展望和建议。

Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜光催化性能研究

为了更好地利用太阳能将CO_(2)转化为附加值产品,采用水煮法,合成比表面积达1009.5 m^(2)/g的六方氮化硼(h-BNNS),以h-BNNS和聚丙烯腈(PAN)为纺丝液原料,采用静电纺丝法制备h-BNNS/CPAN纤维膜,然后通过真空浸渍银盐得到Ag/h-BNNS/CPAN复合膜,并对复合膜的形貌、元素组成、微观结构及光电特性进行表征。结果表明:引入银纳米粒子(Ag NPs)并没有改变h-BNNS的结构,其均匀分布在h-BNNS/CPAN复合纤维膜上;以对硝基苯酚(4-NP)还原为对氨基苯酚(4-AP)反应测定合成工艺条件对复合材料性能的影响,当焙烧温度为220℃、h-BNNS含量为25%时,Ag NPs的光催化效果最好,催化剂光还原4-NP的表观速率为0.326 s^(-1);在以CO_(2)还原为模型的反应中,Ag/h-BNNS/CPAN复合膜的光催化活性与纳米Ag的含量成正比,当Ag NPs含量为2.0%时,光催化2 h后CO_(2)转化为CO的产率为181.4μmol/g。结合Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜的光电特性分析其光催化性能,可探索复合膜光催化CO_(2)还原反应的机理,在光催化反应过程中,Ag NPs与h-BNNS/CPAN复合纤维膜间通过协同作用可实现CO_(2)的高转化率,为高分散纳米金属光催化剂载体的设计合成提供了有效途径。

基于硼亲和分子印迹策略的MOF/MIPs对沙丁胺醇的选择性吸附和计算模拟

为了探索所构筑的硼酸功能化金属有机框架(MOF)表面印迹材料(FSU-BA@MIP)对底物的亲和识别能力,对FSU-BA@MIP的金属-有机骨架材料(UiO-66-BA)中的3-羧基苯硼酸配体与沙丁胺醇间的硼亲和作用进行计算,再采用密度泛函理论(DFT)对FSU-BA@MIP材料对沙丁胺醇的选择性机理进行模拟,最后进行选择性实验.计算结果表明,离子化的3-羧基苯硼酸与沙丁胺醇间存在的氢键作用使得这两种物质有较强的作用力,更容易形成硼酸环酯;与竞争物质相比,UiO-66-BA与沙丁胺醇的结合能与反应能最低,说明所形成的FSU-BA@MIP印迹材料对底物沙丁胺醇具有特异性吸附.分析结果与实验得到的沙丁胺醇的最高吸附量一致,说明UiO-66-BA是一种可用于分析顺式二醇化合物的理想硼酸功能化材料.

表面负载金属纳米粒子的氮化物陶瓷导热填料的制备与表征

采用直接混合加热法制备氮化物陶瓷复合导热填料,这是一种可以批量生产,并且不使用溶剂、对环境友好的制备方法。通过扫描电镜、X射线衍射仪、TCI导热仪研究不同金属纳米粒子(镍、钴和银)在氮化物(氮化铝、氮化硼)上的负载情况以及负载量,并考察了复合陶瓷导热填料对聚乙烯醇基复合导热膜导热性能的影响。结果表明,金属纳米粒子成功负载到氮化物上而不改变氮化物的晶体结构。且负载金属粒子的尺寸随乙酸盐含量的增加而增大。另外,负载金属粒子的陶瓷导热填料能有效提高聚乙烯醇基复合导热膜导热能力,Ag/AlN-0.05导热膜的导热率能达到0.752 W/(m·K)。

压力下超导RbBSi化合物的预测(英文)

对RbBSi化合物在0~100 GPa压力范围内进行了广泛的群体智能结构搜索。提出了RbBSi的3种不同相,并通过第一性原理计算了其稳定性、电子结构和潜在的超导电性。在所研究的压力范围内,所有预测相在热力学和动力学上都是稳定的。3个相的能带都穿过费米能级,表明结构具备金属性。此外,P4/nmm-RbBSi在常压下的超导转变温度为14.4 K。这项工作加深了人们对碱金属硼硅化合物在超导体领域的理解,有望拓宽碱金属硼硅化合物在超导体领域的应用。

基于磁控溅射法生长hBN薄膜的MSM型真空紫外探测器(特邀)

针对目前大面积高质量六方氮化硼(hBN)薄膜的制备与转移存在均匀性、晶粒控制、无损转移等问题,采用射频磁控溅射技术成功在2英寸硅和蓝宝石介电衬底上沉积了hBN薄膜,拉曼光谱、X射线光电子能谱表征证实了薄膜具有明显的hBN特征。制备了hBN基金属-半导体-金属型光电探测器,并探究了电极材料、薄膜厚度以及叉指电极宽度和间距对探测性能的影响。优选出的Ni电极探测器具有极低的暗电流(<3 pA@100 V),对185 nm波长光具有明显光响应,响应度和比探测率分别为2.769 mA/W和2.969×10^(9)Jones。

硼基复合材料在肿瘤诊疗中的研究进展

在世界卫生组织(WHO)宣布硼(B)是人类“可能的必需元素”之后,硼基复合材料成为生物医学领域新的研究热点.研究结果表明:硼及其衍生物在多方面呈现抗癌特性,包括放射性治疗、联合治疗、调节细胞信号表达和生化过程等.此外,美国食品药品监督管理局(FDA)批准的5种含硼药物极大地影响了硼及其衍生物在药物化学、化学生物学、药物输送、生物材料探索、药理改进和营养方面的应用.文章综述了多种类型的硼基材料以及它们在制药和肿瘤治疗方面的潜在应用,有助于含硼化合物的进一步开拓和创新.

氮化硼高温陶瓷材料对真空感应气雾化金属粉末的影响

研究了真空感应熔炼气雾(VIGA)技术中使用高温陶瓷材料对GH4169雾化结果的影响。利用电子秤、氧氮分析仪和X射线分析雾化后不同氮化硼高温陶瓷材料用量对包铁质量、金属粉末的氧氮、高密夹杂的影响。结果表明:在浇口杯处涂抹氮化硼高温陶瓷材料可以有效地缩短清理包铁时长。随着氮化硼高温陶瓷材料用量的增加,包铁质量明显减少,采用VIGA设备生产的GH4169金属粉末氧氮值及非金属夹杂物均合格。另外,在大坩埚内部涂抹不同量的高温陶瓷材料也对金属粉末没有任何影响。本研究对了解在VIGA设备中通过使用氮化硼高温陶瓷材料来提高浇口杯寿命和减少包铁质量,具有指导意义和参考价值。

多孔氮化硼材料的制备及其吸附性能研究

以二甲胺、三氯化硼、氨气和甲胺为原料,通过多步反应得到氮化硼前驱体三(甲胺基)环硼氮烷,经高温烧结后得到多孔氮化硼材料。通过FTIR、NMR对氮化硼前驱体中间体二氯(二甲胺基)硼烷和三(二甲胺基)环硼氮烷以及前驱体三(甲胺基)环硼氮烷的结构进行表征。利用XRD和SEM对多孔氮化硼结构和形貌进行表征。结果表明:通过反应合成前驱体中间物,最终能够合成出含碳量较低的氮化硼前驱体三(甲胺基)环硼氮烷。研究了多孔氮化硼材料对重金属离子的吸附能力,确定了多孔氮化硼材料对各种金属离子的吸附能力。研究发现:利用前驱体中间物制备出的多孔氮化硼具有较高的比表面积,吸附性能优异,能够有效的去除掉溶液中的重金属离子。使用有机前驱体法制备氮化硼弥补了无机制备中元素分布不均,易吸潮,易粉化的缺点。

金属有机框架UiO-66封装硼酸碳点荧光材料用于黄芩苷检测

设计合成UiO-66金属有机框架(MOF)包封硼酸碳点(PBA-CDs)荧光材料,并作为靶分子特异性识别的高效荧光探针(UiO-66/PBA-CDs)用于黄芩苷(BAI)的检测.将PBA-CDs引入高比表面积UiO-66中用来捕获和识别BAI,一方面可避免碳点的团聚猝灭,同时提高荧光检测的灵敏度.为验证UiO-66/PBA-CDs的选择性,以同样含有邻二羟基的药物分子、氨基酸等进行对比实验,得出UiO-66/PBA-CDs对BAI具有良好的选择性能.通过荧光定量方法得到检测的线性范围为10~70 nmol/L.采用该探针对枸杞中BAI含量进行检测,通过标准加入法进行定量分析,实验的回收率高,证明所制备荧光探针可用于检测复杂药物中的BAI.

改性氮化硼复合材料涂层制备高阻隔导热内衬纸

目的研究液态金属改性氮化硼对无铝内衬纸水蒸气透过性能和导热性能的影响。方法将氮化硼片通过液态金属改性后与聚乙烯醇复合制备功能涂层,涂敷到基纸表面,研究液态金属改性氮化硼的含量和涂层厚度对内衬纸的水蒸气阻隔性能和导热性的影响。结果液态金属改性解决了氮化硼片团聚和基体/填料界面缺陷问题,能够进一步延长水蒸气扩散路径,降低水蒸气透过率,涂层厚度增加进一步延长扩散路径和降低了水蒸气透过率。此外,液态金属改性提升了热导率并降低了弹性模量。结论文中使用功能涂层改善了传统无铝内衬纸的阻隔性和导热性,并降低了模量,有望给兼具柔性、阻隔性和凉感的纸张的制备提供借鉴。

基于硼亲和策略的纸基分子印迹膜对沙丁胺醇选择性吸附研究

为探索建立一种从动物源性食品复杂基质中选择性分离富集沙丁胺醇(SAL)的方法,基于硼亲和与定向表面印迹策略,本研究以二氧化硅改性滤纸为基材成功制备了硼亲和纸基分子印迹吸附膜(FSM-BA@MIP)。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和热重量分析(TGA)等多种技术手段进行了表征分析,并系统考察了吸附性能。结果表明,由于硼亲和定向表面印迹机制,所构筑的吸附膜FSM-BA@MIP对SAL具有高度选择性,理论最大吸附容量可达246.31 mg·g^(-1),印迹因子为3.2。吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,吸附等温线符合Freundlich模型,并伴随多层吸附。此外,再生试验结果表明,FSM-BA@MIP循环使用5次后仍能保持较好的吸附性能。对实际样品进行分析,回收率为65.7%~85.9%[平均相对标准偏差(RSD)为8.7%],最大富集倍数为87。本研究为发展新型食品中兽药残留选择性分离富集材料和策略提供了参考依据。

复合生物炭对含镉模拟废水中Cd^(2+)的吸附性能研究

为解决水体中镉离子污染以及固废基材料资源化利用的问题,以小麦秸秆与硼泥等量混合在700℃(氮气驱氧)下煅烧2 h,制备复合生物炭吸附材料(BBm);以BBm为吸附剂,对Cd^(2+)浓度200 mg/L的含镉模拟废水进行Cd^(2+)吸附研究。单因素试验结果表明,随着BBm用量、溶液pH、转速以及吸附反应时间的增加,BBm对Cd^(2+)去除率升高,直至吸附平衡后,去除率稳定;正交试验结果表明,各因素影响由强到弱依次为溶液初始pH值、BBm用量、振荡转速、反应时间,在室温(约25℃)、BBm用量为0.5 g、pH值为8、转速为200 r/min的条件下,对100 mL模拟废水(含镉200 mg/L)吸附180 min,获得去除率99.99%的良好指标;吸附等温拟合结果表明,BBm对Cd^(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,准二级动力学模型能更好地拟合该吸附过程。

锕系金属掺杂硼团簇AnB_(7)(An=Ac、Th、Am、Cm)的理论研究

通过金属掺杂,硼团簇可以表现出特殊的结构特征和化学性质。尽管主族金属、过渡金属和镧系金属掺杂的硼团簇已被相继报道,但目前锕系金属掺杂的硼团簇研究相对较少。本工作使用密度泛函理论(DFT)预测了一系列锕系金属掺杂硼团簇AnB_(7)(An=Ac、Th、Am、Cm)。理论计算表明,其能量最低的结构分别为C_(6)v AcB_(7)、C_(2)v ThB_(7)、C_(2)v AmB_(7)和C_(6)v CmB_(7),且均为半夹心构型。在每个AnB_(7)体系中,B_(3)-7具有六个离域的π电子和六个离域的σ电子,均为双重芳香性团簇。成键性质分析表明Am-B和Cm-B键的共价相互作用强于Ac-B和Th-B键。此外,这些硼团簇均非常稳定,且AmB_(7)和CmB_(7)稳定性更高,而共价相互作用是影响AnB_(7)稳定性的重要因素。本工作丰富了锕系金属掺杂的硼团簇的种类,并为设计锕系金属掺杂硼团簇材料提供了理论基础。

氮化硼负载MOF纳米复合物的制备及其对水性膨胀型防火涂料的性能影响

为了提高常规膨胀型防火涂料的综合性能,在球磨剥离的氮化硼纳米片(S-BN)表面通过溶液合成法负载金属有机框架(MOF),制备了氮化硼负载2-甲基咪唑锌MOF(ZIF-8)纳米复合物(S-BN@ZIF-8),并采用红外光谱分析、扫描电子显微镜表征了其结构。同时将S-BN@ZIF-8作为协效阻燃剂应用于钢结构水性膨胀型防火涂料中,通过模拟大板燃烧测试、热失重分析、炭层形貌分析、耐水性测试,研究S-BN@ZIF-8协效阻燃剂对防火涂料性能的影响。与其他样品相比,加入质量分数5%S-BN@ZIF-8的涂料样品在防火测试中表现出了最低的背温,且在防水测试中表现出最低的质量损失率。研究表明S-BN@ZIF-8能在涂料中分散均匀,并且能有效提升涂料的防火和防水性能。ZIF-8的催化成碳作用有利于早期炭层的形成,片层氮化硼能有效阻隔涂料与氧气的接触,从而抑制热量的释放。S-BN@ZIF-8产生的“迷宫效应”延长了水分进入涂料的路径。进而提升了涂料的耐水性能。本研究制备的杂化阻燃剂为纳米材料的改性提供了新策略,扩大了其运用。

硼亲和功能化MOFs的制备及其吸附木犀草素性能研究

本研究通过金属配体片段共组装(MLFC)策略引入4-羧基苯硼酸(CPBA)作为硼亲和功能成分,和1,4-对苯二甲酸(BDC)作为混合有机配体,制备了硼酸亲和功能化MOFs(UiO-66-BA).研究了不同CPBA;BDC的摩尔比对UiO-66-BA框架结晶度和对木犀草素(LTL)吸附性能的影响.结果表明,当CPBA的摩尔比大于CPBA;BDC总摩尔量的30%时,会导致UiO-66-BA吸附剂的框架结晶度降低,BET比表面积减小,吸附性能下降,再生性能较差.适量CPBA的添加(摩尔比≤30%)有利于UiO-66-BA保持良好的晶体结构,提高对LTL的吸附性能和吸附剂的再生能力.CPBA的摩尔比为20%时制得的UiO-66-BA-2在pH=8.5、温度为35℃时对LTL的最大吸附量达到42.509 mg·g^(-1),吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,吸附再生结果表明,UiO-66-BA-2具有良好的可重用性,经5次吸附-解吸附后吸附量下降8.28%.由于存在硼酸识别位点,UiO-66-BA-2相比于UiO-66具有更高的吸附容量以及更快的吸附效率,为吸附分离木犀草素提供了一种新的思路.

微波消解-ICP-OES法测定电子级硼铝掺杂源中多种金属元素

建立一种微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定电子级硼铝掺杂源中多种金属元素的测试方法。称样量为2.0 g(精确至±0.001 g),样品中加入6 mL硝酸,升温速率10℃/min,消解温度为180℃,消解时间30 min。用ICP-OES标准加入法进行测定。硼铝掺杂源中钠元素在0~10 mg/L范围、其余11种金属元素在0~5 mg/L范围内与光谱强度线性关系良好,相关系数均大于0.9990。采用该方法,测定样品的精密度为1.73%~7.71%(n=7),加标回收率为93.0%~106%,分析结果准确度高,稳定性好,适用于电子级硼铝掺杂源中多种金属元素的测定。