表面活性剂在生物工程、医药技术和生命科学中的应用

综述了表面活性剂在生物工程、医药技术和生命科学中的应用,详细介绍了在反胶束萃取、药物提取及合成、生命科学中的应用,并对今后的发展前景进行了展望。

石墨烯材料的制备及其在电化学领域的应用

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。

聚吡咯/碳纳米管复合纳米材料的制备、表征及其气敏性能

通过原位化学氧化聚合法成功制备了聚吡咯(PPy)包裹酸处理多壁碳纳米管(F-MWCNTs)的复合材料(PPy/F-MWCNTs).对所制备的PPy/F-MWCNTs纳米复合材料,分别采用傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、比表面分析(BET)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)进行表征.实验结果表明:在F-MWCNTs表面均匀包覆了一层约25～40nm厚的PPy,PPy/F-MWCNTs的比表面积较单一的聚吡咯提高了近3倍.基于PPy/F-MWCNTs的气敏元件在室温下对NH3的气敏性能较单一聚吡咯和碳纳米管具有更高的灵敏度,更短的响应时间以及更好的稳定性,其中对体积浓度为200×10-6的NH3的灵敏度能达到1.9,响应时间为135s.另外与PPy包覆未经酸处理的MWCNTs相比,PPy/F-MWCNTs的灵敏度更高.

贮氢合金/石墨烯复合材料的电化学性能

用改进的Hummers法制备了石墨氧化物,用化学还原法制得石墨烯聚集物;用研磨法制备了贮氢合金/石墨烯复合材料。循环伏安、线性极化法及模拟电池充放电实验结果表明:与未复合的贮氢合金相比,贮氢合金/石墨烯复合材料降低了电极的极化,改善了大电流放电性能及循环性能。在实验条件下,3.0C放电比容量达225 mAh/g,提高了64%,平台电压提高了70 mV,5.0C放电比容量达200 mAh/g,提高了220%,平台电压提高了120 mV。

表面活性剂在新材料领域中的应用

综述了表面活性剂在新材料领域中的应用,详细介绍了在多孔材料、纳米材料制备、纳米材料表面修饰和制革新工艺中的应用,并对今后的发展前景进行了展望。

氮化硼粉体表面复合化学镀(Ni-P)-SiC复合镀层研究

采用复合化学镀方法,在超硬材料立方氮化硼粉体表面成功地制备了不同SiC含量的(Ni-P)-SiC复合镀层。实验结果表明,立方氮化硼粉体经复合化学镀后,SiC颗粒均匀分布于Ni-P合金中,表面呈银白色,有金属光泽,镀层致密、均匀,部分表面凹凸不平,有利于增加与树脂基体的把持力。当镀液中ρ(SiC)为2g/L时,复合镀层表面最粗糙,凹凸度增加。

改进共沉淀法合成富锂正极材料Li_(1.2)Mn_(0.6)Ni_(0.2)O_2及性能表征

利用尿素的高温分解制备锰和镍的碳酸盐前驱体,然后通过高温固相法制备富锂Li1.2Mn0.6Ni0.2O2正极材料。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电化学交流阻抗频谱(EIS)和充放电测试对样品的物理及电化学性能进行表征和测试。研究结果表明,700℃下制备的样品结晶度较高,形貌规整,表现出良好的电化学性能,20 m A/g充放电电流条件下,首次放电比容量为184.07 m Ah/g。

聚吡咯/磷酸亚铁锂复合正极材料的电化学性能

通过化学氧化聚合方法制备了聚吡咯/磷酸亚铁锂(PPY/LiFePO4)复合材料,以此作为锂离子电池的正极活性物质,进行恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试。实验结果表明,PPY/LiFePO4复合材料具有较好的电化学性能,以0.2C放电时放电比容量可达150.8 mAh/g,20次循环之后容量为初始容量的92.5%,循环性能良好。

SnO_2/SiO_2复合材料的合成与电化学性能

采用溶胶凝胶法制备了纳米SiO2微球,并在其表面包覆了一层SnO2.用X射线衍射仪及透射电镜对其进行了晶相和形貌分析.结果显示:SnO2被成功地包覆在SiO2表面,且包覆物保持了SiO2微球原有的分散性.将样品制备成锂离子电池负极材料,充放电测试表明:该种材料具有较好的电化学循环性能.与溶胶凝胶法制备的纯SnO2相比,尽管复合材料的首次充放电容量稍低,但经过20次循环后,复合材料的充放电容量分别高出105.6%和80.7%,说明用该方法制备的复合材料具有较好的应用前景.

化学类专业《材料化学》课程教学的改革探索

《材料化学》课程是我校为应用化学专业三年级学生开设的一门专业课,在应用化学本科专业中开设这门课程不仅有助于学生了解现代化学对于新材料发展的重要影响,而且有助于实现创新型人才的培养目标。分析探讨了《材料化学》课程改革的原因,提出相应的改革措施:通过优化课程结构与教学内容、改进教学方法、理论与实践结合,培养创新型人才。

ZnO/壳聚糖复合材料的制备与表征

通过在壳聚糖(CS)溶液里掺入乙酸锌制备了Zn^(2+)/CS复合膜,并采用化学溶液沉积法在Zn^(2+)/CS复合膜上生长了氧化锌(ZnO).通过FYIR,XRD,AFM和SEM表征对样品进行分析研究,结果表明,在化学溶液环境中,Zn^(2+)/CS复合膜的表面首先形成了一层ZnO纳米粒子膜,然后部分ZnO纳米粒子长大成长度为0.5～2μm的ZnO纳米棒,具有六角纤锌矿结构,但没有明显的择优取向.ZnO纳米棒和Zn^(2+)/CS复合膜的表面呈一定的角度.复合膜中Zn^(2+)的量越大,ZnO越容易生长在Zn^(2+)/CS复合膜上,Zn^(2+)/CS复合膜表面的ZnO纳米粒子和膜中的Zn^(2+)之间相互作用越强烈.

改性活性炭/AB_5合金复合材料的电化学储氢性能

分别采用球磨法、液相还原法和水热法在活性炭(AC)中引入金属镍,将改性后的活性炭与AB5型储氢合金组成复合材料。恒电流充放电测试表明,水热法改性活性炭/AB5合金(质量分数90%)制成的复合材料表现出最佳的电化学储氢性能,当改性活性炭含20%金属镍时,复合电极的0.2 C比容量达到316 m Ah/g,且大电流放电性能明显优于AB5合金电极。

DNA在GO-PANI复合材料表面上的固定／杂交

采用氧化还原法制备氧化石墨烯(GO),通过原位插层聚合法制备出GO与导电聚苯胺(PANI)复合层状纳米材料。采用旋涂法将GO–PANI复合材料旋涂在自组装有十八烷三甲氧基硅烷的硅片上,对核糖核酸(DNA)在复合材料表面上的固定进行电化学性能测试。结果表明,DNA能够很好地固定在GO–PANI复合材料表面上,对将来开发出易于制备的电化学性能优良的DNA芯片提供了实验基础。

富锂正极材料Li_(1+x)Ni_(0.5)Mn_(0.5)O_2的制备及电化学性能

通过液相沉淀法制备球形Ni（OH）2,与Mn（NO3）2和CH3COOLi·2 H2O混合,经高温固相法制备富锂Li1＋xNi0.5Mn0.5O2正极材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、电化学交流阻抗及恒流充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,当x=0.2时制备的富锂材料,阳离子混排低、颗粒均匀,表现出最好的电化学性能。在2.0∽4.8 V之间,20 m A/g条件下最高放电比容量为201.4 m Ah/g,60 m A/g下放电比容量仍可达到113.1m Ah/g。

改性石墨／AB5合金复合材料的电化学储氢性能研究

以AB5型储氢合金为添加剂,采用球磨法对石墨进行表面改性,再将改性后的石墨与AB5型储氢合金组成复合材料。恒电流充放电测试结果表明,优化的复合材料组成为:10%(wt,下同)改性石墨+90%AB5合金,其中改性石墨含20%AB5合金。该复合电极的0.2C容量达到315mAh/g,大电流放电性能明显优于AB5合金电极。电化学阻抗谱测试表明,与AB5合金电极相比,H在复合电极中的扩散速率明显增加,从而有利于电极充放电的进行。

GO/WO_3/PANI复合材料的制备及其电化学性能研究

以钨酸钠、石墨和苯胺为主要原料,采用水热合成法和原位聚合法制备GO/WO_3/PANI三元复合材料,对其电化学性能进行测试.结果表明:三元材料的复合可以提高材料的综合电化学性能,在20 m V/s的扫描速率下、纳米WO_3的添加量为0. 42 g时,三元复合材料样品GWP-4的电化学性能最好;随着充放电电流的增大,该样品的放电时间缩短,比电容减小,在充放电电流为0. 2 A/g时,其比电容最大,为107 F/g.

酰胺型Gemini表面活性剂的合成与性能

以十二胺为原料经加成、酰胺化等均相反应合成了酰胺型羧酸盐Gemini表面活性剂N,N′-双十二烷基己二酰胺丙酸钠(DLAP-12),考察了反应温度、反应时间、投料比等因素对酰胺化反应的影响。实验得到的最佳工艺条件为:n(N-十二烷基-β-氨基丙酸甲酯)∶n(己二酰氯)=2.3∶1,反应温度35℃,反应时间5h,在该条件下,己二酰氯转化率为81.65%。性能测定结果表明,25℃时,表面张力30.2mN/m,临界胶束浓度4.2×10-5mol/L,润湿力73.9s,罗氏泡沫高度164mm。

季铵盐双子表面活性剂的合成和表面活性

以吗啉和溴代烷为原料,合成了两种季铵盐双子表面活性剂(m-6-m,m=10,12),并用IR和1HNMR表征了其结构。测得28℃时,12-6-12和10-6-10的表面张力(γCMC)分别为26.45 mN/m和25.55 mN/m;临界胶束浓度(CMC)分别为1.0 mmol/L和3.1 mmol/L;pC20值分别为3.48和3.03;比表面过剩(Γmax)分别为2.72×10-6mol/m2和2.80×10-6mol/m2;分子最小截面积(Amin)分别为0.611 nm2和0.593 nm2。结果表明,该季铵盐双子表面活性剂与相同离子头基及烷基链的单季铵盐表面活性剂相比,CMC低一个数量级,γCMC相差不大。

废旧锂电池中镍钴锰的回收及正极材料LiCo_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)O_2的制备

本文以废旧锂电池为原料,经过解体分选、硫酸浸出、除杂净化等一系列工序,回收得到含镍钴锰的混合溶液,采用氢氧化物共沉淀法制备LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料。分别采用XRD,TG/DSC,SEM对其进行表征,并通过恒电流充放电测试和循环性能测试对材料的电化学性能进行分析。结果表明,合成得到的LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料具有典型的层状结构,并呈现球形或类球形的形貌。在0.1C,电压范围为2.75～4.3 V的条件下,经恒流充放电测试,它的首次放电容量为136.5 mAh.g-1,经过30个循环后,放电容量为124.9 mAh.g-1,容量保持率高达91.5%,表现出较优异的电化学性能。

离子液体型表面活性剂的研究进展

离子液体型表面活性剂是一种功能性离子液体,具有离子液体的特性,还具有双亲特性。简述了离子液体型表面活性剂的制备方法,在此基础上,重点综述了离子液体型表面活性剂的表面吸附、临界胶束浓度、表面张力等表面性能;同时介绍了离子液体型表面活性剂在微乳液聚合和酶催化反应中的应用,并对离子液体型表面活性剂的发展方向进行了展望。