碳线圈阵列的无催化剂制备与微波吸收性能

轻质高性能碳基吸波材料的高效低成本制备是一个巨大的挑战。研究以生物质体内的维管束为模板,在无催化剂条件下成功制备了一种新型碳微米线圈阵列吸波剂。这种碳微米线圈阵列由碳微米线圈取向排列而成,包含有大孔通道、螺旋狭缝孔以及表面微孔构成的分级多孔结构。这种独特的多孔阵列结构体现了良好阻抗匹配性,有利于入射电磁波充分进入吸波体内部,增大电耦合和磁耦合作用面积,同时增加电磁波的反射和散射损耗路径,有利于电磁波吸收损耗。碳线圈表面富氧官能团提高了丰富的极化中心,增强了微波吸收的极化损耗。吸波性能结果表明,碳微米线圈阵列是一种轻质、强吸收的微波吸收体,在填料比为10%(质量分数)时,其最大有效吸收带宽(f_(e))可达5.5 GHz;而填料比为15%(质量分数)时,最大反射损耗(RL_(min))为-45.09 dB。这种维管束基碳线圈阵列的无催化剂制备方法可以在其他生物质中应用。

多孔螺旋碳纤维气凝胶吸附亚甲基蓝性能研究

以废弃茶叶中的螺旋导管为原料,成功制备出一种多孔螺旋碳纤维气凝胶(PSCFAs)吸附剂,考察了KOH浓度、活化温度和活化时间等对PSCFAs孔结构和吸附亚甲基蓝(MB)性能的影响,并探究了PSCFAs对水中污染物MB的吸附动力学、等温吸附模型、最佳吸附浓度和循环稳定性。研究表明,活化剂的浓度为1 M、温度为700℃、活化时间为1 h时获得的PSCFAs样品比表面积最大(约为1469.03 m^(2)/g),孔隙总体积最大(0.594 cm^(3)/g),对水中MB的最大吸附浓度高达476 mg/g。PSCFAs对MB的吸附行为符合Langmuir方程(R^(2)=0.99956-0.99972)和二阶动力学模型(R^(2)=0.9987)。

高压凝固原位自生Al_(2)O_(3)/Al复合材料微观组织与热膨胀性能研究

Al_(2)O_(3)颗粒增强铝基复合材料具有众多优异性能,使其成为汽车轻量化和电子封装等行业的首选材料。但随着Al_(2)O_(3)体积分数的增加,复合材料强度和硬度提升而塑韧性明显降低。主要是因为Al_(2)O_(3)强化相润湿性差而发生团聚现象。在Al-12Si粉末中添加不同含量的Fe_(2)O_(3)(1%与3%)粉末制坯。采用高压凝固(0.02,2.5和3 GPa)将坯料烧结。复合材料中Fe_(2)O_(3)与Al发生置换反应制得纳米级Al_(2)O_(3)颗粒。结果表明:复合材料由α-Al,β-Si,Fe_(2)O_(3)和新生成的Al_(2)O_(3)衍射峰组成,呈现“网状晶界+块状硅+基体”形貌。通过对“网状晶界”分析,发现网状晶界是由纳米级的Al_(2)O_(3)颗粒、部分未参与反应的Fe_(2)O_(3)以及反应生成的Fe相组成。在XRD图谱中无Fe相衍射峰是由于生成的Fe相含量较少并且其在Al中有一定的固溶度。另外,凝固的压力越高网状晶界越密集,Fe_(2)O_(3)含量越高网状晶界越明显。对比复合材料热膨胀系数第一次与第二次加热结果发现。第一次加热时,由于高压固溶的硅析出热膨胀系数(CTE)曲线有峰值出现。另外,由于Fe_(2)O_(3)自身的CTE值也较铝合金的小,加入Fe_(2)O_(3)含量高的材料的热膨胀系数反而较小。在第二次加热时,由于第一次加热后缓慢冷却,所以均无热膨胀系数峰值出现。并且第二次加热最大热膨胀系数值较第一次降低75%。

多孔螺旋碳纤维低成本制备和增强吸波性能研究

研究报告了一种受生物启发的螺旋碳纤维低成本、无催化剂的制备方法,即以茶叶体内天然螺纹导管结构为模板,通过高温碳化获得螺旋碳纤维(SCFs)材料。并且通过KOH活化造孔,获得了具有高比表面积(1923.56 m^(2)/g)和高孔容(1.06 cm^(3)/g)的多孔活性螺旋碳纤维(ASCFs)材料。微波吸收测试结果显示活化后的PASCFs材料具备更高的介电损耗和良好的阻抗匹配性,体现出优异的微波吸收性能。在材料含量为10 wt%,匹配厚度为3.53 mm时,ASCFs在电磁频率7.3 GHz下的反射损耗(RL)高达-38.18 dB,比活化前SCFs的最大反射损耗(RL)提高了近13倍。

多孔螺旋碳吸附水中亚甲基蓝性能研究

本文以杨树叶为原料,通过高温碳化和KOH活化方法,制备了一种新型多孔螺旋碳吸附剂,探讨了其吸附水中亚甲基蓝的吸附动力学和等温吸附特征,考察了活化剂用量和投加量等对吸附亚甲基蓝的影响以及循环稳定性。结果表明,碱炭比为5时获得的样品比表面积最高(2312.1541 m^(2)/g),对亚甲基蓝最大吸附量理论值达到了644.767 mg/g;随着多孔螺旋碳吸附剂投加量的增加,对亚甲基蓝的吸附容量下降,去除率升高,去除率最高可达99.94%;多孔螺旋碳对亚甲基蓝的吸附过程和吸附行为符合Langmuir方程(R^(2)=0.99836~0.99880)和拟二阶模型(R^(2)=0.99972)。

EuF_(3)/螺旋碳微米纤维(HCFs)复合结构的制备和发光性能

以茶叶体内的螺旋导管为模板,通过水热处理制备了氟化铕(EuF_(3))/螺旋碳微米纤维(HCFs)复合结构。通过X射线衍射(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等对样品的物相、结构和形貌进行了表征。结果表明,水热碳化后,生物体内的螺旋导管结构得到了完美保留。室温下光致发射光谱和荧光寿命测试结果显示,在317nm激发波长下,Eu^(3+)与HCFs间发生能量转移现象,使HCFs在紫外光区354nm处发射明显增强,这表明Eu^(3+)/HCFs复合材料是一种新型的紫外发射材料。

MnS纳米线阵列上MnS花状球的水热合成

通过水热处理的方法,在氧化铝模板表面生成的MnS纳米线阵列上合成了六方相MnS花状球。利用场发射扫描电镜,透射电子显微镜,高分辨透射电子显微镜,选区电子衍射和X射线衍射对制备的样品进行了分析与表征。结果表明MnS花状球是在MnS纳米线阵列上生长的,纳米线的直径为70～80nm,与氧化铝模板的孔径一致且结晶性较好。随着阳极氧化氧化铝模板(AAO)的孔洞长度的减少,MnS花状球的数量快速增加。提出了MnS复合纳米结构可能的生长机制:氧化铝模板和反应中硫脲分解产生的H2S气体对产物的最终形貌有很重要的影响。室温光致发光光谱显示在420nm处存在一个很强的MnS带边发射峰。

六方相NaYF_4∶Ln^(3+)(Ln=Sm,Pr)微米棱柱的水热合成和发光性质

采用低温水热法合成了高质量的六方相NaYF4∶Ln3+(Ln=Sm,Pr)微米棱柱,其直径约为1μm,长约为2～5μm,端口呈规则六边形。利用X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对样品的物相、形貌和结构进行了分析与表征。室温下,采用稳态荧光光谱仪研究了六方相NaYF4∶Ln3+的光致发光性质,讨论了不同掺杂浓度对发光强度的影响。在400nm波长激发下,在500～720nm范围内观察到NaYF4∶Sm3+较强的橙色和红色发光,最强峰位于594nm;在444nm波长激发下获得了NaYF4∶Pr3+的蓝色和红色发光。

六方相NaYF_4微米棱柱晶体的水热生长

通过温和的水热方法合成了六方相NaYF4微米棱柱.场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析表明:该晶体结晶性较好,尺寸均一,直径约为1μm,长度约为5μm,晶体笔直且边缘清晰.研究发现六方相NaYF4微米棱柱是随着反应时间的延长由微米花状球上脱落而成的.提出了其可能的生长机制.

六方相NaEuF_4纳米纺锤体和纳米棒的水热控制合成

通过一种简单的水热方法,在较低的温度下合成了六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒.通过对F-/Eu3+摩尔比、母体溶液pH值和反应时间的控制,实现了对产物形貌的控制合成.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨电子显微镜(HRTEM)等对样品的形貌和晶体结构进行表征.结果显示,反应条件对其形貌和尺寸的影响很大,添加的螯合剂EDTA对产物形貌和纯度至关重要.用稳态荧光光谱仪分析其光学性能,在室温下观察到了橙色和红色发光.

钛材表面HA生物涂层的溶胶-凝胶法制备

为了获得晶粒细小均匀的羟基磷灰石(HA)涂层,以磷酸三乙酯[(C2H5O)3PO]和四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]为羟基磷灰石前驱体,采用溶胶-凝胶法在钛材表面制备HA生物涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)、X射线衍射仪(XRD)研究不同的磷酸三乙酯水解时间、HA溶胶陈化时间和HA涂层热处理温度等对HA涂层表面形貌、成分、物相的影响。结果表明:磷酸三乙酯水解时间对HA涂层形貌影响不大;HA溶胶陈化时间和HA涂层热处理温度对HA涂层的结晶度影响较大,溶胶陈化时间为25 h、热处理温度为600℃时涂层晶粒细小均匀;溶胶陈化时间不够或涂层热处理温度过低,涂层结晶度差;陈化时间过长或涂层热处理温度过高,涂层的晶粒粗大且发生团聚。

EuF_3微纳米棒的水热形貌控制合成

采用EDTA辅助水热法,在较低的温度下合成了EuF3微纳米棒。通过对母体溶液pH值和反应时间的控制,实现了对产物形貌的控制合成。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)等对样品的形貌和晶体结构进行表征。结果显示,反应条件对其形貌和尺寸的影响很大,反应体系的pH值和添加的螯合剂EDTA对产物形貌和纯度有很大影响,并提出了EuF3晶体的形成机理。

螯合剂辅助水热合成DyF_3纳米晶

采用螯合剂辅助水热法,在较低的温度下合成了DyF3纳米晶。通过调节反应条件,实现了对产物形貌的控制合成。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)等对样品的形貌和晶体结构进行表征。结果表明:当反应温度为180℃,反应时间为48h,反应溶液pH=3,添加EDTA螯合剂的浓度为1.67μmol/L的条件下,能够制备出晶体形貌均一的截角八面体DyF3纳米晶体。

pH值对水热法合成EuF_3纳米晶形貌的影响

本研究pH值对水热法合成EuF3纳米晶形貌的影响,通过添加EDTA作为螯合剂,在较低的温度下,合成了在不同pH值下具有不同形貌的EuF3纳米晶,实现了对产物形貌的控制合成。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)等对样品的形貌和晶体结构进行表征的结果显示,反应体系的pH值对产物形貌有很大的影响,并提出了pH值对EuF3晶体形貌的影响机理。

Ni-MoS_2梯度复合镀层结合强度研究

在含有NiSO4·6H2O240g/L、NiCl2·6H2O45g/L、H3BO330g/L、Na2SO420g/L、CTAB0.4mg/L和MoS25g/L的镀液中,通过调整复合电镀参数制备了MoS2梯度复合镀层。研究了不同参数下,所得复合镀层的结合强度。结果表明,复合梯度镀层的结合强度均大于均匀镀层。采用电流密度3A/dm2、搅拌速率350r/min、温度35°C的工艺初镀10min,然后逐渐调整电镀参数到电流密度11A/dm2、搅拌速率600r/min、温度55°C再镀10min,得到的梯度复合镀层的结合强度最大,为41N,是均匀镀层的2倍。