新型低频吸波材料研究进展

随着现代信息技术特别是微波通信技术的飞速发展,环境中存在的电磁辐射污染已经成为一个不可忽视的问题。研究表明:长期暴露在电磁辐射下容易对身体健康造成影响,且电磁辐射对电子设备的干扰也无处不在。频率1~8GHz的电磁波在日常生活中应用广泛,在军事领域,随着雷达使用频段拓宽,低频雷达波的隐身材料仍需要进一步研究和开发,所以新型低频吸波材料研究无论对人类健康还是军事隐身材料的发展都有重要意义。从吸波机理出发,综述了新型低频吸波材料的设计及研究进展,并展望了新型低频吸波材料的研究方向。

单宁酸改性石墨/聚酰亚胺复合材料的制备及摩擦学性能

通过非共价键改性的方法,将单宁酸(TA)包覆在石墨表面,从而改善石墨(Gr)与聚酰亚胺(PI)基体的界面相容性,并考察单宁酸修饰前后的石墨对PI基复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:采用TA对Gr进行非共价修饰可以提高Gr与PI基体中的相容性和界面结合强度,进而提高复合材料的耐热性能和摩擦学性能,当复合体系中TA@Gr质量分数为15%时,材料的摩擦系数达到0.206,磨损率为3.71×10^(-14)m^(3)/(N·m),分别比纯PI降低了21.4%和62.8%,分别比PI/Gr复合材料降低了6.36%和14.7%。

离子液体改性碳材料及其应用的研究进展

阐述了离子液体改性碳材料的几种主要方法,包括物理改性、化学改性等。论述了不同改性方法的特点和优缺点,以及不同改性方法制备的离子液体改性碳材料的主要用途。综述了目前离子液体改性碳材料的主要应用,展望了离子液体改性碳材料的应用前景。

中空玻璃微球/BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)近红外反射复合颜料的制备与性能研究

采用水热法和液相沉积法制备了一系列环境友好型多彩近红外反射颜料,结构通式为HGM/BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和UV-Vis-NIR分光光度计对颜料的结构、形貌和光学性能等进行表征。结果表明,制备的BiFe_(1-x)Al_(x)O_(3)均匀的沉积在中空玻璃微球(HGM)的表面,随着Al^(3+)掺杂的增多,颜料的禁带间隙从1.81eV增加到2.02eV,粉末颜色由红棕色变为黄色,颜料的近红外反射率最高达87.16%。由其制备的涂层反射率高于类似颜色常规涂层的反射率,而且颜料具有良好的化学稳定性。因此,这些颜料有望作为“冷”颜料在建筑隔热等涂料方面应用。

基于二氧化锰纳米材料的COD去除性能及动力学行为研究

采用脱脂棉(DC)作为模板和还原剂,通过原位氧化还原反应温和制备DC负载的MNO_(2)纳米颗粒(MNO_(2)NPs/DC),并对其形貌、组成进行表征。以骨胶模拟废水提供化学需氧量(COD)。利用MNO_(2)NPs/DC优异的吸附及催化氧化活性和DC的操作便捷性,进一步探究MNO_(2)NPs/DC对COD的去除性能。结果表明:MNO_(2)NPs较为均匀地分散于DC纤维表面。室温条件下通过简单的浸泡搅拌,MNO_(2)NPs/DC对COD仅21min的去除率可达64.03%,并且可通过增加材料用量和材料浸泡时间来提高去除率。动力学模型拟合结果表明,MNO_(2)NPs/DC对COD的去除过程更符合拟二级动力学模型。

微波法制备金属氧化物纳米材料气体传感器研究进展

微波法具有反应时间短、热量分布均匀、反应温度低、控制精确、抑制副反应、操作简单等优点。介绍了微波法的作用机理,综述了微波法在金属氧化物纳米材料气体传感器制备中的研究进展,总结了各种微波法的优点,并指出了微波法制备金属氧化物纳米材料气体传感器实现商业化生产面临的问题。

高储能性石蜡相变微胶囊的微流控制备与性能研究

高储能性相变微胶囊的可控制备对于相变潜热的高效利用具有重要意义。基于此,利用微流控技术,分别以石蜡和碳纳米管(CNT)复合海藻酸钠为芯材和壳材,通过乳化固化法制备得到了石蜡相变微胶囊,并研究了CNT含量对相变微胶囊性能的影响规律。结果表明:随着壳层中CNT含量的不断增加,微胶囊对石蜡的包封能力显著提高,当其含量为3%时,石蜡相变微胶囊的包封率接近96%,热焓值达206.8J/g。同时,石蜡相变微胶囊的光热转换能力也随CNT含量的增加而增强,并在光照11min后,其温度可达47℃。相关研究结果可为可控制备具有高储能性和光热转换性能的相变微胶囊提供科学指导。

Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以哌嗪(PIP)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体在其表面进行界面聚合反应,通过在水相单体中加入不同剂量的Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4),制备出Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)聚酰胺(PA)复合纳滤膜。系统研究了Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)材料的添加对复合纳滤膜形貌、过滤、截留及抗污染性能的影响。当Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)在水溶液中的含量从0%增加到0.05%时,复合膜的纯水通量从19.71L/(m^(2)·h)增加到27.27L/(m^(2)·h),同时对Na_(2)SO_(4)保持着较高的截留率。抗菌实验表明,Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)/PA复合纳滤膜对铜绿假单胞杆菌有明显的抑制生长作用。通过界面聚合将Ag_(3)PO_(4)/g-C_(3)N_(4)引入复合纳滤膜中,可显著提高纳滤膜的过滤及抗污染性能。

氧化锌/石墨相氮化碳复合材料的制备及其光催化研究进展

光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_(3)N_(4))复合材料具有新颖的结构,以及优良的导电、防光腐蚀等性能,一直是光催化领域的关注热点。ZnO/g-C_(3)N_(4)能有效提高光生载流子的分离效率和可见光利用率,从而提高其光催化性能。主要介绍了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合材料的发展现状、制备方法,以及该复合材料在光催化降解污染物、抗菌、析氢、CO_(2)还原等领域的应用,并对未来研究方向进行了展望。

Co_(9)S_(8)/CNTs/C复合物的制备及其储锂性能研究

以Co(NO)_(3)·6H_(2)O为钴源,(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)为聚合引发剂和硫源,通过原位聚合和煅烧两步法制备Co_(9)S_(8)/C复合材料,同时,为了进一步提高其电化学性能,在原位聚合过程中掺杂碳纳米管(CNTs),得到Co_(9)S_(8)/CNTs/C复合材料,并研究CNTs掺杂对Co_(9)S_(8)/CNTs/C复合材料电化学性能的影响。结果表明:复合物中CNTs的作用主要在于提高复合材料的电子和离子传导特性,使所制备的复合材料表现出更高的比容量。当CNTs掺杂量为0.2g时所制备Co_(9)S_(8)/CNTs/C-0.2复合物在0.1A/g、0.2A/g、0.3A/g、0.5A/g、1.0A/g和2.0A/g时比容量分别为1117mAh/g、985mAh/g、916mAh/g、846mAh/g、793mAh/g和710mAh/g,当电流密度返回到0.2A/g时,其比容量为938mAh/g,表现出良好的倍率性能,其在1.0A/g电流密度下经400圈循环后的比容量为472.6mAh/g,容量保持率为69.1%,表现出良好的循环性能。

类水滑石/蒙脱土复合材料的研究进展

类水滑石(LDHs)和蒙脱土(MMT)都属于二维层状黏土,通过将LDHs与MMT复合可得到不同结构的LDHs/MMT复合材料,如板对板交替结构、花状结构及板层混合交替结构,已应用于吸附、催化、荧光、油水分离领域。介绍了LDHs/MMT复合材料的制备方法,对其在各领域的研究进展进行了综述,最后对其发展前景进行了展望。

白光g-C_(3)N_(4)/CaMoO_(4)∶Eu^(3+)荧光粉的合成及发光性能研究

采用高温固相法合成CaMoO_(4)∶Eu^(3+)红色荧光粉,采用热解法制备g-C_(3)N_(4)蓝色荧光粉,并制备复合荧光粉g-C_(3)N_(4)/CaMoO_(4)∶Eu^(3+)。利用X射线衍射、荧光光谱分析、热猝灭分析对荧光粉进行了表征。结果表明,CaMoO_(4)∶Eu^(3+)红色荧光和复合荧光粉g-C_(3)N_(4)/CaMoO_(4)∶Eu3的衍射峰与CaMoO_(4)粉末标准卡PDF#85-1267的衍射峰相匹配。在393nm的激发下,g-C_(3)N_(4)在462nm处发蓝绿色光,CaMoO_(4)∶Eu^(3+)在616nm处发红色光。通过改变g-C_(3)N_(4)与CaMoO_(4)∶Eu^(3+)的比例,g-C_(3)N_(4)/CaMoO_(4)∶Eu^(3+)复合荧光粉的发光颜色可以由蓝色逐渐过渡到红色。在g-C_(3)N_(4)用量为1.0%时,CaMoO_(4)∶0.06Eu^(3+)荧光粉发光接近白光,该荧光粉热猝灭过程激活能为0.23eV,具有较好的热稳定性,在白光LED中具有潜在的应用前景。

氮硫共掺杂碳材料均匀担载核壳纳米颗粒Co@Co_(9)S_(8)作为氧还原催化剂的研究

开发高效、稳定的非贵金属氧还原(ORR)催化剂是促进燃料电池商业化进程的关键。通过树脂衍生N、S共掺杂碳材料负载原位生成的Co@Co_(9)S_(8)核壳结构纳米颗粒,制备出一种具有良好活性和稳定的非贵金属催化剂Co@Co_(9)S_(8)/NSC。电化学测试结果表明:Co@Co_(9)S_(8)/NSC催化剂的半波电位(E_(1/2))和极限电流密度可与商业Pt/C催化剂相媲美。同时相较商业Pt/C催化剂,其还具有极好的抗甲醇活性。此外,计时电流测试表明:持续老化10000s后,Co@Co_(9)S_(8)/NSC的电流密度保持了初始值的97.5%,远低于商业Pt/C催化剂的23.3%。为构建高活性高稳定性核壳结构ORR催化剂提供了新的思路,同时其思路也可以应用于其他新能源电极材料如Li-空气电池、Li-S电池及超级电容器等。

刚柔嵌段共聚物力学和生热性能的分子动力学模拟研究

由刚性链和柔性链组成的刚柔嵌段共聚物具有优异的性能,在各行各业得到广泛应用。利用分子动力学方法探究了这类聚合物中刚性强度、含量、刚性段分布对材料力学强度和生热性能的影响。研究发现,刚性强度和刚性嵌段含量增加均会导致材料力学强度提高和生热性能变差,但当刚性嵌段含量一定时,通过调控刚性段嵌段分布可以获得力学性能优异、滞后生热损失低的材料。在此基础上,探究了支化和交联的影响,研究结果表明,分子链支化和柔性嵌段交联能够改善材料力学性能。

Mn_(3)O_(4)/MnO@C复合材料的制备及储锂性能研究

以煤焦油沥青为碳源,MnSO_(4)和KMnO_(4)为锰源,使用一步水热法合成了Mn_(3)O_(4)/MnO@C复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱和热重分析仪表征方法,揭示了Mn_(3)O_(4)/MnO@C复合材料的形貌、晶体结构和化学组分。通过恒流充放电测试、循环伏安测试和交流阻抗测试分析了材料的储锂性能。结果表明:得益于稳定且快速导电网络的构筑,Mn_(3)O_(4)/MnO@C复合材料经过300次充放电循环后,放电比容量仍能达到700mAh/g,几乎是商业石墨比容量的2倍。

硅烷偶联剂IPTS改性纳米ZnO的制备及性能研究

以纳米ZnO、乙醇酸乙酯、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)为原料,通过脱水缩合制备了一种新型的硅烷偶联剂改性ZnO纳米粒子(I-ZnO)。采用FT-IR、XRD、TG、粒径分析、抑菌圈法等手段表征改性前后纳米ZnO的结构与性能,并探究了不同用量的硅烷偶联剂IPTS对纳米ZnO分散效果的影响。结果表明,I-ZnO(3)(IPTS用量为纳米ZnO用量的25%)样品的分散效果最好,ZnO纳米粒子团聚体的平均粒径最小,为396.9nm,粒径分布系数为0.081。I-ZnO(3)表面有IPTS最大包覆量为4.66%,同时与未改性纳米ZnO相比,I-ZnO(3)具有更优良的抗菌性能。

应用于聚苯乙烯的高分子溴系阻燃剂的制备研究

溴系阻燃剂广泛应用于聚苯乙烯材料中,目前大部分小分子溴系阻燃剂已被禁用。高分子溴系阻燃剂由于分子量大而不易迁移,难以造成环境污染,已成为溴系阻燃剂的发展方向之一。通过丙烯酰氯与三溴乙醇的酯化合成了丙烯酸三溴乙酯(BBT),将BBT与2,4,6-三溴苯丙烯酸酯(TrA)共聚合成了脂肪族溴芳香族溴混合聚合物BCB。结果表明:BCB最佳合成条件是单体共聚比为1∶1,合成温度60℃,引发剂添加量为0.75%,反应时间为18h,此时各项性能到达最佳。研究发现BCB与三氧化二锑复配比例为3∶1,抗氧剂1010与Mg(OH)_(2)添加量都为0.5%的BCB配方体系阻燃效果达到最大。人工加速老化测试中证明BCB不易析出,难以造成生物累积毒性。

UV固化改性亲水涂层及性能表征

以三异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了一种端双键聚氨酯,将其作为低聚物加入到光固化体系中,以乙烯基三甲氧基硅烷、甲醇、去离子水、5%硫酸作为前处理液,经处理后使玻璃片表面接上双键。以合成的端双键聚氨酯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇、OP-10作为复配体系。研究了前处理对光固化体系的的影响,同时对固化涂层的接触角、耐盐性、耐水性、耐老化性及涂膜的耐磨性能等进行了表征。结果表明:加入OP-10能有效地提高涂层的亲水性,OP-10用量为0.2g时,同时前处理过程让玻璃表面接枝上了双键,与合成的端双键聚氨酯结合,在端双键聚氨酯比例为2%时,固化膜的综合性能较好,涂层的透光率好,水接触角为8°,耐磨性较好,同时具有较好的附着力。

两种增塑剂在NBR/PVC发泡材料中的应用研究

在相同配方体系下,研究了氯代棕榈油和氯化石蜡对丁腈橡胶/聚氯乙烯(NBR/PVC)橡塑发泡材料的影响。通过调整两种增塑剂在体系中的用量比,设计了4组实验,并对各组实验胶料的门尼黏度、硫化发泡特性以及发泡材料性能进行了对比分析。结果表明:两种增塑剂单独使用时,氯代棕榈油相比氯化石蜡增塑效果较好。4组实验中,随着氯代棕榈油用量的增加,混合胶料门尼黏度逐渐降低,硫化发泡匹配性逐渐变化,发泡材料密度先降低后升高,氧指数逐渐降低,烟密度逐渐升高。

双金属MOFs的NO/CO_(2)选择性吸附性能研究

采用溶剂热法合成制备含Co、Mn双金属节点的MOF-74材料,研究了室温下对NO的吸附性能,并通过IAST和穿透实验研究了材料的吸附选择性。结果表明,双金属Mn_(0.2)Co_(0.8)-MOF-74具有典型的MOF-74晶体结构,对NO的吸附量达到160.3cc/g,比单金属Mn-MOF-74提高了约19.4%。在低吸附分压时,NO/CO_(2)的理想溶液吸附(IAST)理论吸附选择性最大可达到397,经过5次循环吸附-脱附实验后的再生性能优良。模拟烟气的双组分穿透实验中,Mn_(0.2)Co_(0.8)-MOF-74对NO/CO_(2)的吸附分离性能达到35.5,可以作为一种优良的NO吸附分离材料。