膜阻垢剂及其阻垢机理研究新进展

由于水资源紧缺的问题,反渗透膜处理技术发展迅速。膜阻垢剂因能减缓膜组件的结垢、提高水净化效率,因而被广泛应用于反渗透膜处理技术。常见的膜阻垢剂有磷酸盐类、阴离子聚合物类、阳离子聚合物类以及绿色阻垢剂等,一般认为它们可以通过螯合、分散、晶格畸变等作用或阈值效应阻碍或缓解垢的形成。树枝状聚合物膜阻垢剂具有优异的阻垢性能,与其结构相似的球形聚电解质刷作为一种刷状聚合物膜阻垢剂也在膜处理领域中崭露头角。深入研究新型膜阻垢剂的阻垢机理可为设计开发针对性强、经济环保的高效阻垢产品奠定理论基础。

超细/纳米晶WC基硬质合金制备技术研究发展现状

超细/纳米晶WC基硬质合金具有超高强度、硬度和韧性等优点,在汽车、航空航天、国防军工等领域有着重要应用。然而,超细/纳米级WC粉末粒度小、活性大,控制超细/纳米级WC粉末在烧结过程中的快速长大粗化成为一个巨大的挑战。为了获得超细/纳米晶WC基硬质合金,从原料粉末制备、新型烧结技术开发、晶粒长大抑制剂添加和新型硬质合金设计等方面综述最新的研究进展,分析优化的制粉和烧结工艺获得的WC粉末的粒度以及烧结后合金的力学性能,并对比各种晶粒生长抑制剂对WC基硬质合金微观结构和性能的影响,比较新型的烧结方法,如低压热等静压烧结(Sinter-HIP)、放电等离子体烧结(SPS)和微波烧结(MS)对WC基硬质合金微观结构和性能的影响,阐述典型的新型纳米级硬质合金的微观结构和性能,包括无黏结剂硬质合金和高熵黏结相的硬质合金,并展望超细/纳米晶WC基硬质合金的发展前景和研究重点,以期为现代超细/纳米晶硬质合金材料及技术的发展提供新的途径。

钢筋混凝土中防腐添加剂的研究进展

在钢筋混凝土结构服役过程中,由环境侵蚀因素导致的耐久性问题是制约结构长效服役的重要原因,其中,氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土耐久性劣化的主要因素之一。在混凝土内掺加防腐添加剂,可从促进钢筋表面成膜和改善混凝土自身性能(孔隙结构、水化过程、Friedel’s盐生成)等方面提升阻锈能力,近年来逐渐成为研究热点。本文将防腐添加剂分为传统阻锈剂、绿色植物提取物阻锈剂、纳米材料以及矿物掺合料等四类,从材料开发、作用机制、阻锈影响因素等方面对防腐添加剂的研究进行了综述。最后,探讨了防腐添加剂研究中存在的问题,并对未来的研究提出了建议,以期为防腐添加剂能够更好地防治混凝土中的钢筋锈蚀问题提供参考。

基于缓蚀剂微/纳米容器的智能自修复涂层研究进展

涂层技术是常用的金属腐蚀防护手段。随着材料的服役环境日益严苛,采用传统的涂覆方法只能起到被动防护的作用,一旦涂层受损则会失效。近年来发展起来的智能自修复防腐涂层可根据环境变化自主修复涂层受损处,增强涂层的防护能力,延长金属基体(钢、镁、铝及其合金)的使用寿命。本文综述了国内外基于负载缓蚀剂的微/纳米容器的自修复涂层在金属腐蚀防护方面取得的最新成果,介绍了不同类型的微/纳米容器的特点及对缓蚀剂的负载与控制释放行为,包括介孔纳米颗粒(二氧化硅、二氧化钛等)、无机粘土(多水高岭石、类水滑石、沸石)等无机纳米容器,聚合物微胶囊、纳米纤维、壳聚糖、环糊精等有机纳米容器,碳纳米管、石墨烯等碳材料,以及多种微/纳米容器的复合应用,并对不同微/纳米容器的优点及缺点进行总结。最后,提出了基于缓蚀剂微/纳米容器自修复防腐涂层研究中存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望。

含钒添加剂对纳米硬质合金性能的影响

通过添加草酸氧钒替代碳化钒作为纳米硬质合金制备过程中的抑制剂添加剂,草酸氧钒在湿磨过程中溶解于酒精研磨液中,并在料浆中均匀分散,干燥过程中,草酸氧钒析出并吸附于碳化钨等颗粒表面。烧结过程中,草酸氧钒在400℃左右的温度下转化为氧化钒,在1000℃左右原位还原碳化为碳化钒,该碳化钒均匀分布于合金中,并在后续的液相烧结中抑制碳化钨晶粒长大。研究表明:添加草酸氧钒制备的硬质合金的矫顽磁力值高于添加碳化钒制备的硬质合金的矫顽磁力值;添加碳化钒,容易导致硬质合金中存在碳化钒聚集现象,而添加草酸氧钒制备的合金微观结构没有发现碳化钒聚集现象。

苏里格硬脆性泥岩地层井壁失稳机制及钻井液技术对策

苏里格区块石盒子组与山西组泥岩基本不含极易水化的蒙皂石,膨胀性不高,但沿微裂缝侵入的滤液会使得泥岩内部膨胀不均,产生膨胀压,加剧微裂缝扩张,继而导致井壁失稳。在此基础上,优选了微纳米封堵剂MAT,能够改善硬脆性泥岩微裂缝的封堵效果,减缓泥岩岩心的压力传递;优选了胺基硅醇抑制剂,加强钻井液抑制性能,减轻泥岩受钻井液浸泡后内聚力降低的程度,并构建了纳米封堵高效抑制水基钻井液体系。现场应用表明,该体系具有较好的流变性、滤失性、封堵性、抑制性,在苏53-X井取得成功应用。

Klebisella还原合成纳米钯的电子传递途径解析

以甲酸钠为电子供体,利用化学法和生物法制备了2种纳米钯颗粒,分别为化学合成钯(Chem-Pd)和生物合成钯(Bio-Pd).对两种钯颗粒进行表征,透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)结果表明Chem-Pd颗粒为团聚态,平均粒径为12nm,而Bio-Pd均匀地分布在细胞内部和胞外聚和物(EPS)上,平均尺寸为5nm.二价钯还原曲线表明相比于化学法,利用生物法还原二价钯的速率提高了70%,说明微生物的介入可有效促进纳米钯的生成.通过探究胞内电子传递和胞外聚合物对合成Bio-Pd的作用,阐明了Bio-Pd合成机理为Klebisella oxytoca通过自身呼吸链传递将电子传递给胞外的二价钯,同时细菌分泌的EPS中存在氧化还原活性基团在胞外促进合成纳米钯.活死菌染色实验表明Bio-Pd对微生物仍具有一定的毒害作用.

改性聚氨酯乳液在铁质文物保护中的应用

对一种聚酯型聚氨酯乳液进行改性作为铁质文物复合封护剂,即通过添加缓蚀剂作为底层封护剂,添加TiO2,SiO2纳米颗粒作为面层封护剂,并通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外分光光度计等测试了改性后封护剂的性能。研究结果表明,添加缓蚀剂的底层封护剂对基体起到明显的防蚀作用,改性后的纳米复合封护剂的耐紫外线、耐酸、碱、盐等主要性能有了明显提高,复合封护涂层无色、透明、无光,符合铁质文物保护要求。

铁质文物复合防蚀封护剂的研制及应用研究Ⅰ

通过沉降性测量选择在水中分散效果最佳的分散剂及其最佳用量 ,并利用透射电子显微镜 (TEM )研究了经分散剂表面包覆的纳米材料在水中的分散形貌 ;通过缓蚀剂水溶液浸泡法筛选出一种在水中对铁缓蚀效果最佳的复合缓蚀剂及其最佳用量 .本文的研究结果为铁质文物复合封护剂的研制提供科学依据 .

纳米TiO_2对不饱和聚酯树脂包覆层的改性

针对U PR包覆层存在着固化物脆性大、低温延伸率低、与推进剂力学性能匹配差的缺点,提出将纳米T iO2均匀地分散在U PR基体中的共混改性方法,对U PR包覆层进行改性研究。拉伸性能测试结果表明,纳米T iO2对U PR包覆层的改性效果明显,其低温延伸率由2%提高到4%左右,同时降低了玻璃化转变温度,说明纳米T iO2可改善机体的力学性能,对U PR具有一定程度的增塑作用。通过SEM和TEM测试,对复合材料的微观性能结构进行研究,结果表明,纳米T iO2均匀分散于树脂基体中。

MMT/UPR包覆材料分散工艺研究

采用XRD和TEM两种测试手段,研究了分散工艺、分散时间、固化温度对纳米层状硅酸盐(MMT)片层在不饱和聚酯(UPR)包覆剂中剥离行为的影响。研究发现,将有机MMT与UPR在50℃下预混,静置1h后,在50℃下经高剪切分散处理UPR分子链对MMT片层的插层效果最好;延长分散作用时间,MMT片层的插层能力得到加强,从而可以将更多的UPR分子链插层进入MMT片层中;升高固化温度,MMT片层在UPR中的获得较好的剥离。

纳米填料对硅橡胶包覆层性能的影响

选取数种纳米填料对硅橡胶进行补强,结果发现不同的纳米填料对硅橡胶的影响区别很大,白炭黑会使硅橡胶的拉伸强度提高;纳米三氧化二铁粒子越小,补强效果越好,当纳米三氧化二铁含量达到10%,会使硅橡胶的强度提高达到5.16Mpa,而且会使硅橡胶的热稳定性大幅提高,TGA曲线中535℃时残留质量由空白胶的30.75%提高到了86.15%;但是纳米炭化硅、氮化硅会对硅橡胶产生强烈的阻聚作用,以至于硅橡胶包覆层无法聚合。

自组装制备铁质文物保护用纳米缓蚀颗粒

长效缓蚀材料对于铁质文物的长期保护有着至关重要的作用。通过层层自组装的方法,在带负电荷的SiO2胶粒表面交替组装上了带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)层,带负电荷的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)层,以及带正电荷的缓蚀活性成分苯并三氮唑(BTA)层。利用透射电子显微镜、zeta电位仪、X射线光电子能谱仪(XPS)等对纳米缓蚀颗粒进行了表征。结果表明,随着组装过程的进行,胶体粒子尺寸依次增大,颗粒表面zeta电位出现负正交替变化,表面元素化学环境也随之改变,氮原子的结合能随静电作用的增强向高位移动。缓蚀剂的负载量可通过多层组装方式提高,BTA单层负载量可达到35.4mg/g SiO2。

一种新型晶粒长大抑制剂对YG10硬质合金烧结行为的影响

研究了一种新型晶粒长大抑制剂对机械合金化制备的纳米晶WC-10Co复合粉末真空烧结行为的影响,探讨了其影响机理。研究结果表明:新型晶粒长大抑制剂有利于烧结致密化;在传统的过渡族元素碳化物基础上添加新型晶粒长大抑制剂,能明显提高复合抑制剂抑制晶粒长大效果,使WC晶粒在烧结过程中明显发生定向生长,抑制盘状WC晶粒的形成;含0.1%新型晶粒长大抑制剂的WC-10Co-0.8VC/Cr3C2纳米晶复合粉末压坯在1375℃烧结30min后密度为14.48g/cm3,WC晶粒尺寸为160nm,显微硬度为2.150GPa。

姜黄素修饰透明质酸的自组装特性及其对Aβ40聚集的抑制作用:透明质酸相对分子质量的影响

淀粉样β蛋白(amyloidβ-peptide,Aβ)的聚集是阿尔兹海默症的主要病因.姜黄素(curcumin,Cur)是一种良好的Aβ聚集小分子抑制剂,但其存在水溶性和稳定性差等缺点.针对该问题,笔者先前将Cur修饰在透明质酸(hyaluronic acid,HA)上形成自组装纳米粒子CHA,不仅改善了Cur的水溶性和稳定性,而且还提高了Cur对Aβ聚集的抑制效果.为进一步考察HA的相对分子质量对纳米粒子自组装特性及其对Aβ聚集的抑制作用的影响,本研究将Cur分别以不同修饰度(substitution degree,SD)修饰在相对分子质量40、300和1,000的HA上,得到3类CHA.实验结果表明:HA相对分子质量能影响CHA的纳米结构及其最佳SD,HA相对分子质量越大,形成的CHA纳米结构越疏松,因而其最佳SD越大;在最佳SD下,相对分子质量为300的HA自组装形成的CHA的纳米结构最为合适,其抑制效果最好.研究结果对自组装纳米药物的设计具有重要的参考意义.

铜化学机械抛光中复合缓蚀剂的作用机制

将复合缓蚀剂(苯并三氮唑(BTAH)和十二烷基磺酸钠(SDS))应用到铜的化学机械抛光液中,考察BTAH和SDS对铜表面化学机械抛光的影响,并探讨BTAH和SDS在铜表面的作用机制;分析BTAH和SDS抛光液中络合剂和表面活性剂对铜化学机械抛光性能的影响。结果表明:BTAH和SDS在铜表面形成了致密的Cu-BTAH和Cu-SDS保护膜,是优良的铜缓蚀剂。当以磷酸氢二胺(AHP)为络合剂,羟乙基纤维素(HEC)为表面活性剂时,优化后的BTAH和SDS抛光液取得了低至Ra0.2 nm的表面粗糙度,同时发现HEC有降低纳米颗粒残留的作用。

纳米填料在不饱和聚酯(UP)包覆层改性中的应用前景

不饱和聚酯(U P)作为固体推进剂包覆层存在固化物脆性大、低温延伸率低、阻燃耐烧蚀性差的缺点,为了克服这些缺点,文献中提出了一些用纳米填料改性U P包覆层的方法,文章索集了用纳米填料改性U P韧性和阻燃性的最新进展和应用前景,附参考文献21篇。

页岩抑制剂的抑制机理及研究进展

从胺类页岩抑制剂、离子液体页岩抑制剂、纳米复合材料以及其他新型页岩抑制剂(生物大分子类、多糖类、聚合醇类等)概述了页岩抑制剂的研究进展,分析了各种抑制剂的作用机理,总结了目前抑制效果评价方法。在此基础上展望了页岩抑制剂未来的发展趋势。

水合物地层用纳米SiO_2钻井液低温性能实验研究

随着全世界越来越多国家对天然气水合物勘探与开发的青睐,相关钻井技术也得到了日益重视。针对水合物地层的钻井特点,结合现有的纳米材料,通过大量实验优选出一种适合海洋天然气水合物地层钻井用的纳米Si O2钻井液:海水+2%纳米Si O2+3%膨润土+1%Na-CMC(羧甲基纤维素钠)+3%SMP-2(磺甲基酚醛树脂)+1%PVP(K90)(聚乙烯吡咯烷酮)+2%KCl(氯化钾);并对其低温性能和水合物生成抑制性进行了实验评价。实验结果表明,该钻井液具有适中的密度、良好的低温流变性和泥页岩水化抑制性;并能够长时间有效抑制水合物地层分解气在钻井液循环系统中重新生成水合物,有利保障在含水合物不稳定地层中钻井的顺利实施。

纳米二氧化硅改性聚丙烯酸高碳醇酯防蜡剂的制备及其防蜡机理研究

利用纳米二氧化硅(SiO_(2))表面带有羟基特性,通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对其表面进行有机改性后,采用溶液聚合的方法接枝聚丙烯酸二十二酯(PDMA),得到有机-无机纳米复合粒子(SiO_(2)@PDMA)。利用红外分析、热重分析、扫描电镜等对其化学结构、接枝率和表观形貌进行表征,利用偏光显微镜和差示扫描量热仪(DSC)等考察改性原油蜡析出情况剂及蜡晶形貌尺寸变化。结果表明:纳米SiO_(2)表面成功接枝聚丙烯酸二十二酯,SiO_(2)@PDMA表面接枝率为46.0%,改性后纳米SiO_(2)粒径变大,分散性增强;将SiO_(2)@PDMA作为防蜡剂,在加剂量为1000 mg/kg时,可将乍得原油析蜡点降低4.7℃,蜡晶平均尺寸减小89.9%,防蜡率为63.5%,降黏率为79.9%。