化工新型材料

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张紫瑞, 赵云鹏, 张颖, 黄雨欣, 张子怡, 杜卫民

化工新型材料. 2019, 47(12): 1-5.

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作为一种介于电池和传统电容器之间的新型储能装置,超级电容器在性能方面很大程度上缩小了两者之间的差距。总结了适用于超级电容器的各种电极材料,按照储能机理的差异对其进行分类,总结了不同类型超级电容器的最新研究成果,并举例说明了不同类型超级电容器的优缺点。

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锰系正极材料电解液添加剂研究进展

韩亚敏, 李世友, 赵冬妮, 王鹏

化工新型材料. 2019, 47(12): 6-10.

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从电极表面成膜及钝化集流体等方面,分别阐述锰酸锂、镍锰酸锂、三元、富锂锰基这4种锰系正极材料常用电解液添加剂的作用机理,综述了锰系正极材料电解液添加剂的研究进展,指出深入研究电解液复合添加剂的协同作用,有助于提高锂离子电池的性能。

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金属-有机框架材料/g-C₃N₄复合材料在光催化应用中的研究进展

汪成, 任秋燕, 潘睿, 熊晓

化工新型材料. 2019, 47(12): 11-15.

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金属-有机框架材料(MOFs)是由金属离子或者金属簇合物与有机配体桥连构成的一类新颖的结晶性多孔固体高分子材料,其无/少缺陷的晶态有序结构和多孔特性使其在电子空穴有效分离上具有独特的优势;石墨碳氮化物(g-C₃N₄)由于其独特的固有二维(2D)晶体结构,可见光响应能力(带隙≈2.7eV)和优异的化学性质稳定性,在光催化领域应用很广泛。由于两者独特的光催化性能,对两者复合光催化剂的研究也日益增加,介绍了MOFs/g-C₃N₄复合催化剂的制备方法及在光催化中的应用,分析了光催化反应机理,展望了MOFs/g-C₃N₄复合催化剂在环境污染治理方面的应用前景。

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石墨烯及其复合材料在水处理中的研究进展

牟铭, 顾宝珊, 王仕东, 邹卫武, 张启富, 赵皓琦

化工新型材料. 2019, 47(12): 16-21.

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水资源的短缺是当今亟待解决的全球性难题之一。石墨烯由于其比表面积大、表面具有多孔结构、化学稳定性好、可修饰性强以及导电性好等优点,在水处理方面具有良好的应用前景。综述了石墨烯对水中物质的良好吸附作用、过滤作用和光催化作用,以及在水处理领域的研究进展,并对实际应用中的机遇与挑战进行了展望。

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纳米锡基隔热透明涂料研究进展

陈亚君, 陕绍云, 贾庆明, 支云飞

化工新型材料. 2019, 47(12): 22-26.

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在建筑玻璃上使用隔热透明涂料是建筑节能的重要途径之一。氧化铟锡、氧化锑锡等锡基涂料具有高透明性和优异的隔热性,一直是隔热透明涂料领域的研究重点。介绍了纳米锡基隔热透明涂料的隔热机理、种类和制备方法以及涂料隔热性能的影响因素,指出了纳米锡基隔热透明涂料存在的问题,并对锡基节能涂料的发展前景进行了展望。

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医疗用非织造材料的加工技术及发展

焦宏璞, 钱晓明, 钱幺, 邹驰

化工新型材料. 2019, 47(12): 27-31.

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结合非织造材料在医疗领域的发展现状,选取了4种医疗非织造布所使用的原材料,从本身特性及在医疗中应用优势出发,介绍了聚丙烯、聚乳酸纤维、生物基纤维、再生纤维素纤维的研究现状;再从工艺特点与用途方面,阐述了纺粘法、熔喷法、SMS复合技术、纺粘水刺复合技术4种医用非织造布加工技术;重点总结出国外医用非织造布新型加工工艺,包括后整理工艺、静电纺技术以及其他改进工艺,介绍了新型工艺改进流程、改进后特性及在未来医疗中的应用;为医用非织造材料的选择与加工提供一定的理论依据和技术支持。

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纳米改性沥青材料研究进展

金大中, 钱国平, 白献萍

化工新型材料. 2019, 47(12): 32-36.

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介绍了纳米改性沥青技术进展,分析评价了各种纳米材料对沥青及沥青混合料性能的影响,指出了目前纳米改性沥青技术存在的问题。为提高改性沥青的性能,应综合分析影响纳米改性沥青性能的因素,并对改性效果进行定量评价,为全面评价道路沥青的经济效益、环境效益等提供理论参考。

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组织工程支架材料研究进展

刘阳, 莫春香, 贺艳, 李蓉, 曾晨星, 罗成旺, 史亚娟

化工新型材料. 2019, 47(12): 37-40.

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组织工程在组织或器官的修复和再生中发挥着越来越重要的作用。其中支架材料是组织工程的重要组成部分,能够为种子细胞的粘附、生长、增殖和分化等提供临时的机械支撑以及必要的生长环境,因而显得尤为重要。支架材料按照来源可以分为天然材料、人工合成材料和复合材料。从材料学的角度,介绍了骨、神经、牙齿及血管等组织工程领域中常见的支架材料的研究与应用进展,并对支架材料的发展前景进行了展望。

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金属-有机骨架化合物的抗菌性能及应用

陈琳琳

化工新型材料. 2019, 47(12): 41-45.

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抗生素耐药性的不断加剧,已成为全球医药卫生领域的公共问题,开发新型抗菌材料是有效解决这一问题的方法之一。金属-有机骨架化合物是一种新型的纳米材料,由金属离子与有机配体配位自组装形成,具有高比表面积和孔隙率,且多孔结构丰富,可控。近年来,具有抗菌性能的金属-有机骨架化合物受到广泛关注。综述了近年来报道的具有抗菌性能的金属-有机骨架化合物的研究进展,探讨了金属-有机骨架化合的抗菌机理,并展望了其在生物医药领域的应用前景。

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改性氧化石墨烯/氢氧化镁/聚酰胺-6复合材料的制备和性能研究

张雪, 陈英波, 刘冬青, 尹翠玉, 胡可, 丁尔民

化工新型材料. 2019, 47(12): 46-49.

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采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性处理氧化石墨烯(GO),添加改性后的GO,与聚酰胺-6(PA6)/氢氧化镁[Mg(OH)₂],成功制备了改性GO/PA6/Mg(OH)₂复合材料。通过红外光谱、热重分析、X-射线衍射、机械拉伸、锥形量热仪等技术手段对复合材料进行了分析和表征。结果表明,添加改性GO之后PA6/Mg(OH)₂复合材料的热分解速率大大降低,拉伸强度由32MPa提高至43MPa,在改性GO添加量为1%(wt,质量分数),Mg(OH)₂添加量为40%(wt,质量分数)条件下,制得的改性GO/Mg(OH)₂/PA6的极限氧指数达到28.5,具有较好的阻燃性能。

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改性碳纤维/有机硅复合材料的制备及力学性能研究

王莉, 黄应军, 周柏青, 黄荣华, 张燕

化工新型材料. 2019, 47(12): 50-53.

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碳纤维是制备高性能树脂基复合材料最有前途的增强材料之一。为提高碳纤维与复合材料的界面性能,使用乙烯基三叔丁基过氧硅烷(VTPS)对碳纤维表面进行改性,并通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪研究了改性方法对碳纤维表面结构的影响,考察了碳纤维添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,改性后的碳纤维表面引入了乙烯基、羟基和羧基等活性基团,同时保持了纤维的形貌。引入的乙烯基能够参与交联反应,促进硫化过程。此外,改性后的碳纤维能有效增强复合材料的力学性能,随着碳纤维添加量的提高,复合材料的力学性能得到显著增强。

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改性纳米TiO₂/环氧-聚氨酯三元复合材料的制备及性能研究

王升文

化工新型材料. 2019, 47(12): 54-56.

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油酸改性的纳米TiO₂与一定量二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和环氧树脂(E51)等充分反应,得到的乳液通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段进行表征和分析,证实了改性纳米TiO₂成功接枝到环氧-聚氨酯共聚物分子链上形成了稳定的三元复合材料。结果表明:三元复合材料的稳定性能好,涂膜的耐水性能和力学性能强,当TiO₂质量含量为0.8%时,复合涂膜的铅笔硬度最高达3H,拉伸强度最高达12.3MPa,涂膜的抗紫外、抗老化性能亦有明显提高。

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厚度可控的碳氮层状修饰3DOM-TiO₂及其光催化性能

周满, 张亚康, 陈敬文, 李忠玉

化工新型材料. 2019, 47(12): 57-61.

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以盐酸多巴胺为碳/氮前驱体,成功制备了层状碳氮(NC)修饰的三维有序大孔二氧化钛(NC/3DOM-TiO₂)的新型复合结构。实验通过调节前驱体的浓度,首次实现了对3DOM-TiO₂表面NC层厚度的可控负载。与空白3DOM-TiO₂相比,NC/3DOM-TiO₂复合材料在可见光照射下具有更高的光催化活性,并筛选出了合理的NC厚度范围。

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剪切增稠胶/超高分子量聚乙烯复合材料低速冲击性能研究

付倩倩, 俞科静, 夏艳丽, 钱坤, 周洪福

化工新型材料. 2019, 47(12): 62-65.

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剪切增稠胶(STG)是一种新型功能材料,通过流变测试研究了STG的稳态流变性能及其剪切增稠的作用方式。将STG与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)织物复合制备了STG/UHMWPE复合材料,利用扫描电子显微镜对复合前后材料的形貌进行分析,并研究了复合材料的低速冲击性能。结果表明:加入STG后,STG/UHMWPE复合材料的剩余冲击载荷可减少50%;在不同冲击速度条件下,复合材料能量吸收系数均超过80%。STG具有优异的力学性能,通过与UHMWPE织物复合可显著提高复合材料的抗冲击性能。

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环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究

夏涛, 汪壮, 黄莺, 宇文红娟, 石晓敏

化工新型材料. 2019, 47(12): 66-70.

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为提高酚醛树脂(PF)的耐热性和韧性,拓宽其应用范围,采用环氧树脂(EP)和纳米二氧化硅(SiO₂)对酚醛树脂进行改性,研究环氧树脂和纳米粒子用量对酚醛树脂综合性能的影响。测试结果综合分析表明,在环氧树脂用量为20%(wt,质量分数),KH560用量为20%(wt,质量分数),纳米SiO₂用量为1%(wt,质量分数)条件下,环氧/纳米SiO₂改性酚醛树脂复合材料的聚合时间和软化点得到提高,热分解温度达到416.2℃,冲击强度达到7.49kJ/m²,具有较好的性能。

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苎麻纤维/碳纤维/聚乙烯复合材料的性能研究

盛旭敏

化工新型材料. 2019, 47(12): 71-73.

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将苎麻纤维(RF)、短切碳纤维(SCF)混杂加入低密度聚乙烯(LDPE)树脂中,考察了纤维混杂方式、马来酸酐接枝物添加方式对LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料力学性能的影响。结果表明:以SCF/LDPE为表层,以RF/LDPE为芯层的夹芯结构LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料拉伸强度较LDPE/RF(100/15)复合材料提高了49%,冲击强度提高78%;体系中添加3份的马来酸酐接枝物(LDPE-g-MAH)后,复合材料冲击强度提高了8%,马来酸酐接枝物改善复合材料冲击强度比改善拉伸强度更有效。扫描电镜结果表明LDPE-g-MAH能改善麻纤维、碳纤维与基体间的界面结合。

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回收粉煤灰制备多孔空心球结构吸声材料及其性能研究

石劲鹏, 钱静, 张贵一, 靳玉俊, 雷钊, 杨文澍

化工新型材料. 2019, 47(12): 74-78.

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以工业废料回收处理后的粉煤灰空心球微珠为原材料,以脲醛树脂、酚醛树脂、环氧树脂E-51、特种树脂为基体,制备了多孔空心球结构吸声材料,并对其显微组织、吸声性能和压缩性能进行研究。结果表明:酚醛树脂基体复合材料和环氧树脂基体复合材料分别在180℃/2h和170℃/2h时实现了较好的复合。两种复合材料的吸声性能从趋势上与Delany-Bazley经验吸声模型吻合较好,且环氧树脂基体复合材料在低频和高频阶段的吸声性能优于酚醛树脂基复合材料。同时环氧树脂基体复合材料的压缩强度(约8MPa)显著高于酚醛树脂基体复合材料(约3.5MPa)。断口分析表明粉煤灰空心球与环氧树脂基体的界面结合强度要高于其与酚醛树脂基体的结合强度。

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CaWO₄∶Eu³⁺红色荧光粉的制备及其发光性能

孟晓燕, 薛宇韬, 余紫红, 石羽珍, 彭小倩

化工新型材料. 2019, 47(12): 79-81.

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采用水热法结合高温烧结两步法制备了一系列CaWO₄∶Eu³⁺红色荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)等表征手段对产物结构、形貌以及发光性能进行了表征。结果表明:所合成的 CaWO₄∶Eu³⁺荧光粉均为单一的四方晶系白钨矿结构,可被近紫外光(395nm)有效激发,其发射主峰位于619nm处,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁,且Eu³⁺的最佳掺杂摩尔分数为15%。Ca_0.85WO₄∶0.15Eu³⁺样品形貌为类球形,粒径大小范围为0.1～0.6μm。

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熔体微分电纺PLA/ATBC空气滤膜的制备及性能

杜琳, 李好义, 王紫, 行王循, 杨卫民, 张有忱

化工新型材料. 2019, 47(12): 82-86.

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为了获得高效低阻、绿色环保的空气滤膜,采用熔体微分静电纺丝技术制备聚乳酸(PLA)/乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)(PLA/ATBC)空气滤膜,通过加入增塑剂ATBC改善熔体流动性,制得直径均匀的纳米纤维,并重点研究了空气过滤性能。研究结果表明:随着ATBC用量的增加,纤维膜结构由松散趋于紧实,纤维直径呈先减小后小幅度增加的趋势;ATBC用量为10%(wt,质量分数)条件下,纤维平均直径为0.42μm,制得的PLA/ATBC空气滤膜对粒径大于等于0.3μm的颗粒的稳态过滤效率最高达99.95%,过滤阻力为195.2Pa,具有较好的应用前景。

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细菌纤维素/碳纳米管柔性纳米复合膜的制备及其导电性能研究

陆可钰, 吕鹏飞

化工新型材料. 2019, 47(12): 87-90.

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以细菌培养生成的细菌纤维素(BC)为基材,碳纳米管(CNTs)为导电填充物,通过简单的物理吸附法制备出了BC/CNTs纳米复合膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)和四探针测试仪(FPT)对其形貌、结构、热学以及导电性能进行了表征。结果表明:CNTs均匀负载在BC膜上,CNTs的掺入使BC膜的热学性能得到很大改善;同时制备出的柔性纳米复合膜在不同弯曲角度下均具有很好的导电性能,导电率为0.32±0.003S/cm,且性能稳定。这表明合成的纳米复合膜可作为柔性基材在生物传感器、超级电容器及其锂电材料等领域得到很好应用。

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聚氨酯相变储能微胶囊的制备及性能表征

杨颖旎, 尚丽娜, 赵俊淇, 李彦辰, 刘毅, 郭洪武

化工新型材料. 2019, 47(12): 91-94.

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以聚乙二醇1000(PEG1000)为芯材,并以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二乙烯三胺(DETA)为反应单体,通过界面聚合法制备具有储能功能的聚氨酯相变储能微胶囊,并对其表面形貌、化学结构、热稳定性、储能性能及抗流失性进行了表征与分析。结果表明:聚氨酯相变储能微胶囊呈球形且分布均匀,在凝固和熔化阶段的熔融温度(ΔT_m)分别为24.51℃和38.10℃,熔融热焓分别为109.6J/g和96.6J/g,储能性能优异。当芯材完全分解时,聚氨酯相变储能微胶囊的质量保留率为42.6%,155℃持续烘干12h,质量损失率仅为25.8%,表明所制备的微胶囊具有良好的热稳定性和抗流失性。

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高效单发光层绿色有机发光二极管的制备与性能研究

武瑞霞, 刘伟强, 杨秀云, 马玉芹

化工新型材料. 2019, 47(12): 95-99.

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为了提升绿色有机发光二极管的效率,设计了阶梯能级结构的器件,使得载流子在器件中更有效传输,进而有效减缓了器件效率的衰减。选择热致延迟荧光材料(4s,6s)-2,4,5,6-四(9-氢咔唑-9-基)间苯二腈(4CzIPN)作为发光材料,并将其掺杂到能级匹配的主体材料1,3-二(咔唑-9-基)苯(mCP)中构成发光层,制备了一系列单发光层的绿色有机发光二极管。在发光材料的掺杂浓度为2%(wt,质量分数),发光层的厚度为20nm条件下,制得的器件性能最佳,其启亮电压为3.4V,其最大亮度、电流效率、功率效率和外量子效率分别为20706cd/m²、50.49cd/A、41.96lm/W和16.7%。在亮度为1000cd/m²条件下,其电流效率和外量子效率仍然高达34.06cd/A和11.6%。器件显示主峰位于504nm的4CzIPN特征发射,随着掺杂浓度的提升,越来越多的电子和空穴被4CzIPN分子所俘获,导致主体材料mCP的特征发射峰逐渐减弱。

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Fe掺杂NiO纳米花状微球的制备及其气敏性能研究

林果, 王红, 邹彦昭, 姜欢, 胡宇, 郝率君, 刘小华

化工新型材料. 2019, 47(12): 100-103.

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采用水热法成功制备了Fe掺杂NiO纳米花状微球,研究了Fe掺杂量对微球结构、形貌和气敏性能的影响。气敏实验结果表明:Fe掺杂NiO纳米微球基气敏元件对丙酮的气敏性能较纯相NiO显著提高;当Fe掺杂量为0.03g时,气敏器件在工作温度为280℃,丙酮质量浓度为3.7×10^-4mg/L条件下,气体灵敏度为41.8,是相同条件下未掺杂NiO基气敏元件的12倍,该气敏元件在检测低浓度丙酮气体时也表现出优异的性能。

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基于聚偏氟乙烯的柔性呼吸传感器研制和性能研究

薛君, 辛毅

化工新型材料. 2019, 47(12): 104-108.

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鉴于睡眠呼吸暂停综合症实时监测的必要性,设计了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)的便携式柔性呼吸传感器。采用环膜结构作为整体结构,以亲肤凝胶为基底,粘贴在人体腹部。利用ANSYS Workbench 18.0的ACT-PiezoAndMEMS-v180.1压电分析模块对PVDF环膜结构进行应力变形分析,找出能够产生最大变形效应的拱高作为最佳设计结构,旨在采集最强呼吸信号。另外通过信号调理电路放大采集信号,输出标准的呼吸电压信号。经过人体佩戴测试,得出正常呼吸波形图和呼吸暂停波形图。测试波形数据结果显示:该传感器测量准确,可实现家庭就地实时监控,为后续该结构在家庭监护方向的推广提供了依据,也为与之配套的监控系统开发奠定了基础。

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超声-冷冻干燥法制备g-C₃N₄纳米片及其光催化降解性能研究

王鹏, 李政东, 薛锦, 周颖梅, 李昭

化工新型材料. 2019, 47(12): 109-112.

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采用全新的超声-冷冻干燥法对焙烧所得块状石墨相氮化碳(g-C₃N₄)进行处理,以期改善其分散性,获得高活性的纳米片状结构g-C₃N₄。通过XRD、SEM、IR、BET、UV-Vis等表征手段对系列样品的形貌、结构、能带间隙等特点进行研究,并在可见光下考察了催化剂对罗丹明B的降解效果。研究结果表明,经超声-冷冻干燥处理后的样品,其催化降解速率是块状g-C₃N₄样品的3.08倍,表明冷冻干燥对优化催化剂结构,提升催化降解性能具有重要作用。

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基于稻谷壳的多孔生物质碳锂离子电池负极材料的制备及性能研究

肖钰, 刘慕函, 廖丽霞, 段碧云, 付立行, 范耀强, 苗林琨, 方涛

化工新型材料. 2019, 47(12): 113-116.

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以废弃的稻谷壳为原料,基于酸解-水热碳化-刻蚀法制备了无定形多孔碳材料,采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料结构及形貌,并结合恒流充放电技术测试了材料的电化学性能。结果表明,获得的无定形碳材料呈现出多孔结构,碳电极的首次可逆容量为171.6mAh/g,经历30次循环后依然能保持146.7mAh/g的可逆容量,比未刻蚀碳电极容量(96.3mAh/g)高52%。刻蚀碳电极表现出优异的循环稳定性能,缘于碳材料的多孔结构,可加快锂离子在本体材料和电极/电解液界面间的传输。

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纳米TiO₂微球的制备及其光催化性能研究

应徐超, 赵军伟, 杜晶晶, 程晓民

化工新型材料. 2019, 47(12): 117-120.

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以四氯化钛为钛源,采用无模板溶剂热法合成了纳米TiO₂微球,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、N₂吸附-脱附等分析方法对样品进行表征,考察水热反应时间对纳米TiO₂微球的形成及光催化降解气相苯的影响。结果表明:纳米TiO₂微球是由锐钛矿相纳米颗粒自组装形成的分级微/纳结构,光吸收出现“蓝移”,比表面积高达239.2m²/g;纳米TiO₂微球的结构参数对其最终的光催化性能影响较大,在水热温度180℃、水热反应时间24h条件下制备的纳米微球表现出最高的光催化活性,其矿化率高于商用P25TiO₂近2倍;纳米TiO₂微球优异的光催化性能得益于其优良的结晶度、相对大的比表面积和丰富的介孔结构。

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氧化石墨烯纳米银复合材料的制备及对大肠杆菌抑菌性能的研究

蒋佳佳, 卢小菊, 孟鸳, 张世磊

化工新型材料. 2019, 47(12): 121-126.

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以柠檬酸钠为还原剂,原位制备出氧化石墨烯/纳米银(GO/Ag)复合材料,并采用傅里叶红外光谱仪、纳米粒度分析仪和紫外分光光度计对GO/Ag复合材料进行表征,结果表明氧化石墨烯和纳米银稳定复合。以大肠杆菌为模型菌,通过抑菌圈及平板计数法实验评价了GO/Ag复合材料的抑菌性能,并通过对细胞膜完整性和通透性的影响研究了复合材料的抑菌机理,结果表明,GO/Ag复合材料对大肠杆菌有较强的抑菌效果,最小抑菌浓度(MIC)为0.005mg/mL;其优良的抑菌效果是通过破坏细菌细胞膜完整性,影响细胞膜通透性来完成的。

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硫化铜/氧化石墨烯复合材料的制备与表征

王璇, 鲁静, 田红丽

化工新型材料. 2019, 47(12): 127-129.

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首先采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),反应体系为浓硫酸加硝酸钠,高锰酸钾为氧化剂,反应过程可分低温(4℃以下反应2h)、中温(38℃反应2h)和高温(98℃反应2h)3个阶段,将4g石墨经过强酸氧化得到氧化石墨烯(GO)。以制备的GO为结构单元,采用水热合成法将GO与硫化铜(CuS)进行复合,并以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂来制备CuS/GO复合材料。制得的CuS/GO复合材料,为薄片结构单元叠加而成,形貌类似花瓣,大小均一,尺寸为5μm,具有较好的分散性,没有出现团聚现象。

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基于神经网络的聚四氟乙烯复合材料摩擦系数实时识别

任华新

化工新型材料. 2019, 47(12): 130-134.

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基于神经网络,对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦系数实时识别进行了研究,在此阶段中,可以对材料的物理性质进行实时监控,通过人工神经网络模型结构来对PTFE复合材料的摩擦系数进行实时识别,从而为后续复合材料的加工工艺提供实时监控的理论依据和支撑。采用BP算法训练的神经网络均可进行任意精度逼近,但在实际网络训练中,非线性作用函数类型、训练样本数量等均可能降低网络模型精度。采用非线性函数最小二乘曲线拟合的线性算法表明,该线性化处理方法是正确的,为已知材料性能时,快速识别摩擦系数提供了一种有效的手段。

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适用于复合铝热剂的胶体粘结剂的制备

贾栓柱, 杜仕国, 甄建伟, 闫军

化工新型材料. 2019, 47(12): 135-137.

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为改善复合铝热剂应用方式,将复合铝热剂胶体化,使复合铝热剂胶体具有粘结性、可塑性及良好的燃烧性能。胶体采用液体丁腈橡胶(NBR)作为胶体粘结剂的基体,硝酸钾(KNO₃)作为添加剂。将不同质量配合比的NBR与KNO₃进行燃烧,采用XRD对橡胶燃烧产物进行分析,通过燃烧现象与燃烧产物确定NBR与KNO₃最佳质量配合比为4∶3。为使液体NBR拥有良好的流动性及燃烧性能,对橡胶稀释剂进行了筛选,确定火棉胶(NC)为橡胶最佳稀释剂,橡胶/KNO₃混合物与火棉胶的最佳质量配合比为1∶1条件下,制得的复合铝热剂胶体燃烧时间适中,燃烧时间为27s,燃烧速度平稳、燃烧完全,具有较好的燃烧性能。

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滑石粉填充二醋酸纤维素复合材料的性能研究

王天赋, 倪忠斌, 侯荣杰, 东为富, 陈明清

化工新型材料. 2019, 47(12): 138-142.

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采用熔融共混方法制备了二醋酸纤维素(CA)/三醋酸甘油酯(GT)/滑石粉(Talc)(CA/GT/Talc)复合材料。研究了滑石粉的粒径、表面处理工艺和添加量对复合材料力学性能、耐热性能、转矩流变性能及微观结构的影响。结果表明,滑石粉的加入有效改善了复合材料的力学性能。并且滑石粉的粒径越小越有利于复合体系的力学性能的提高。5000目滑石粉经过表面处理后对复合体系的力学性能效果更好。复合材料的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度随着滑石粉用量的增加呈先上升后下降的趋势,在5000目改性滑石粉用量为2%(wt,质量分数)条件下,制得的CA/GT/Talc复合材料与未添加滑石粉的CA/GT体系相比,拉伸强度从62.00MPa提高至81.63MPa,断裂伸长率从13.8%增加至52.0%,缺口冲击强度为17.05kJ/m²,增加约4倍。

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木质纤维素/蒙脱土/炭黑-白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

柏杨, 丁国新, 修天宇

化工新型材料. 2019, 47(12): 143-146.

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采用木质纤维素/蒙脱土(LNC/MMT)部分替代炭黑-白炭黑双相填料(CSDPF)作为天然橡胶(NR)补强剂制备LNC/MMT/CSDPF/NR复合材料,探讨了LNC/MMT与CSDPF配比对复合材料性能的影响。结果表明:随着LNC/MMT比例的增加,复合材料的拉伸强度和撕裂强度均呈现先上升后下降的趋势,断裂伸长率逐渐上升,硬度略微下降。当LNC/MMT与CSDPF质量比为10∶30时,复合材料的综合力学性能最优,其拉伸强度为26.8MPa,撕裂强度为50.2kN/m,断裂伸长率为702.5%,邵氏A硬度为65.7。随着LNC/MMT比例的增加,复合材料的焦烧时间逐渐缩短,正硫化时间先下降后略微上升,热稳定性逐渐下降。

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PA66短纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

郝智, 宋位华, 盛翔, 沈俊奇, 罗筑

化工新型材料. 2019, 47(12): 147-151.

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尼龙66(PA66)短纤维具有质轻、强度高、耐热性强等优良性能,是橡胶复合材料中常用的增强材料。为改善纤维和橡胶的界面粘结,首先采用高效环保的紫外光辐照纤维表面,在此基础上接枝端羧基液体橡胶进行改性,制备了PA66短纤维/天然橡胶复合材料,考察了紫外光辐照时间对纤维及复合材料性能的影响。结果表明,紫外光辐照PA66短纤维表面4min,浸渍2g液体橡胶后,PA66短纤维/天然橡胶复合材料的100%定伸应力提高了11.3%,300%定伸应力提高了9.23%,PA66短纤维与天然橡胶复合材料的界面粘结效果得到明显改善。

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三元掺杂尖晶石LiMn₂O₄正极材料的制备与电化学性能研究

朱律忠, 储海蓉, 陈均青, 潘峰, 卑凤利

化工新型材料. 2019, 47(12): 152-155.

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采用溶胶-凝胶法制备了三元掺杂改性的尖晶石型锰酸锂正极材料[LiAl_xCo_0.05Mg_0.05Mn_1.9-xO₄(x=0、0.02、0.05)]。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料进行了表征。结果表明:掺杂后的材料仍为尖晶石结构,无杂质相。SEM结果显示合成材料具有良好的粒径分布及形貌。通过充放电测试发现,掺杂过后的材料在高温下的电化学性能有很大程度的改善。其中,LiAl_0.02Co_0.05Mg_0.05Mn_1.88O₄具有最好的电化学性能,在55℃、0.2C倍率下首次放电比容量达到128.2mAh/g,循环40次后容量保持率仍能达到95.2%。

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带型聚丙烯腈纤维制备及其预氧化反应特性研究

张顺, 陈洞, 刘杰, 赵振文, 徐樑华, 李常清

化工新型材料. 2019, 47(12): 156-159.

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采用具有带型喷丝孔的喷丝板湿法纺丝制备带型聚丙烯腈纤维,研究了纺丝牵伸对聚丙烯腈截面形态和力学性能的影响,以及截面形态对聚丙烯腈纤维预氧化反应程度的影响。结果表明:凝固牵伸、一级牵伸和二级牵伸越大,得到的带型聚丙烯腈原丝截面尺寸越小,凝固阶段纤维形变率更大;带型原丝截面尺寸越小,拉伸强度越大。预氧化热处理时,带形纤维截面尺寸越小,预氧纤维体密度越大、H/C含量比值越小、O/C比值越大,表明预氧化反应程度越高。当带形纤维截面短轴尺寸大于圆形纤维直径时,其预氧纤维皮芯比越小。

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纳米多孔Ni-P涂层催化制备螺旋碳纤维研究

王璐, 金永中, 陈建, 黄聪, 龚江龙, 杨奎

化工新型材料. 2019, 47(12): 160-164.

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以纳米多孔Ni-P涂层为催化剂模板,制备形貌良好、宏量生长的螺旋碳纤维。采用扫描电子显微镜对螺旋碳纤维进行微观形貌观察,采用X射线能量色散谱仪对纳米多孔Ni-P涂层表面进行元素分析,采用X射线衍射仪表征其物相组成。研究了反应温度、升温速率、反应气氛对螺旋碳纤维形貌及纳米多孔Ni-P涂层物相组成的影响。实验结果表明,非晶态的纳米多孔Ni-P涂层在升温过程中会形成结晶Ni相和结晶Ni₃P相。随着温度的提高,用纳米多孔Ni-P涂层催化生长的螺旋碳纤维直径出现由大变小的趋势,在600℃时制备的碳纤维其螺旋形貌最佳。螺旋碳纤维的纤维直径、螺旋直径与纳米多孔Ni-P涂层中Ni(200)晶面的择优取向强度相关,这是决定螺旋碳纤维形貌的关键,Ni(200)晶面的择优取向强度越高,生长的螺旋碳纤维的纤维直径和螺旋直径越小。

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α-Fe₂O₃-ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

谢娟, 夏润南, 杜红霞, 赵树春, 许红, 康文通

化工新型材料. 2019, 47(12): 165-168.

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以氯化铁(FeCl₃)、氯化锌(ZnCl₂)、煤矸石和氢氧化钠(NaOH)为原料,采用沸腾回流法制得了一系列纳米三氧化二铁(α-Fe₂O₃)和氧化锌(ZnO)不同摩尔配合比的纳米三氧化二铁-氧化锌/煤矸石复合光催化剂(α-Fe₂O₃-ZnO/煤矸石复合光催化剂),并对产物进行了表征。以五氯酚(PCP)为目标降解物,考察了模拟太阳光照条件下样品的光催化降解效果。结果表明,将球形α-Fe₂O₃-ZnO复合物负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe₂O₃-ZnO/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe₂O₃和ZnO的摩尔配合比有关,在α-Fe₂O₃与ZnO的摩尔配合比为1∶5,光照4h条件下,α-Fe₂O₃-ZnO/煤矸石复合光催化剂对PCP的降解率达到100%,具有最佳的光催化降解效果,此外还具有可重复使用的特点。

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两种不同衬底上ZnO纳米棒的合成与表征

杨琴, 罗胜耘, 陈家荣

化工新型材料. 2019, 47(12): 169-172.

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采用脉冲激光沉积(PLD)和水热法相结合,在Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO纳米棒,并用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光致发光(PL)和拉曼(Raman)散射对所制备的ZnO纳米棒进行表征。FE-SEM结果显示在Si衬底上生长的ZnO纳米棒覆盖密度较高,垂直性较好。XRD结果表明(002)相是ZnO纳米棒的最佳生长方向。XRD及Raman结果都揭示了ZnO的六角铅锌矿结构。PL光谱表明两种衬底生长的ZnO纳米棒均呈现出较强的紫外发射性质,两个紫外发射峰之间的红移是由于晶粒尺寸的大小以及ZnO薄膜中的应力所致。

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氧化铝/邻菲罗啉铜复合填料对ABS热学性能的影响

杨翰, 崔永岩

化工新型材料. 2019, 47(12): 173-176.

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采用溶胶-凝胶法制备了混杂邻菲罗啉铜配合物的复合氧化铝填料,并对其进行表面处理,与ABS树脂熔融共混后,探究复合氧化铝填料对ABS的导热性、热膨胀性、热稳定性、耐热性的影响,并与市售氧化铝组分对比。结果表明,在相同填充量下,复合氧化铝填料能有效提高ABS材料的导热性及耐热性,并且能保持良好的热膨胀性及热稳定性,当邻菲罗啉铜含量为4%时,综合热学性能最佳;复合氧化铝填料经表面处理后,各项热学性能均有明显提高。

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填料对环氧树脂固化动力学及触变性能的影响

乔昭毓, 刘付永, 董川, 王玉珏, 尚仁杰

化工新型材料. 2019, 47(12): 177-182.

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通过差示扫描量热法(等温DSC和非等温DSC)研究了白水泥、膨润土、粉煤灰等无机填料对环氧树脂-聚酰胺体系固化动力学的影响;利用流变仪对体系的触变性能进行了测试。研究发现,环氧树脂-聚酰胺体系的固化反应级数在2～3左右,该反应具有自催化反应的特征,在90～100℃温度条件下,固化反应全段可用Kamal模型描述;而在反应温度较低时(50～80℃),固化前期可以用Kamal模型描述,后期反应由化学控制向扩散控制转变,只能用扩散控制的反应机理模型描述。在100份环氧树脂中加入5份稀释剂和50份无机填料,当填料为白水泥、粉煤灰以及粒径325目的膨润土时,在80℃条件下固化反应全段仍然可以用Kamal模型描述。当填料为粒径400目的膨润土时,体系的触变性显著增强,固化反应初始可以用Kamal模型描述,后期转为扩散控制,所以体系的流动性变差是导致固化反应动力学由化学控制转为扩散控制的主要因素。

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针孔现象对聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜透湿性能影响的研究

张伟, 赵俊霞, 陈欢

化工新型材料. 2019, 47(12): 183-186.

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采用物理方式模拟聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜的“针孔现象”,然后对其进行透湿性能测试,研究3种温湿度条件下针孔个数、温度、针孔有无毛边对PET薄膜渗透性能的影响规律,基于最小二乘法探讨了针孔率与水蒸汽透过率之间的经验关系。结果表明:在不同温湿度条件下,PET薄膜水蒸汽透过率均随着针孔个数的增加呈线性趋势上升,在38℃、相对湿度90%的高温高湿状态下,针孔个数对薄膜水蒸汽透过率的影响最大;针孔无毛边时的薄膜水蒸汽透过率明显大于有毛边时的水蒸汽透过率,且随着针孔数量的增加,针孔无毛边相对有毛边时的水蒸汽透过率增长率逐渐增大;在38℃、相对湿度90%的高温高湿度条件下针孔率与薄膜水蒸汽透过率之间为二次函数关系,另外两种温湿度条件下为一次线性比例关系。

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N-羟甲基丙烯酰胺自交联乳液的合成及其交联反应的研究

王海侨, 廉芒芬, 李效玉

化工新型材料. 2019, 47(12): 187-190.

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N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)自交联丙烯酸乳液的交联固化条件目前有不同的报道。以NMA为交联单体,设计合成了一种自交联的苯丙乳液,研究了NMA用量、链转移剂十二硫醇,以及热处理条件等因素对乳液及其乳胶膜性能的影响。结果表明:部分NMA在乳液聚合过程中就可以通过链转移反应而生成交联结构;一定用量的十二硫醇可以有效阻止聚合过程中NMA之间的交联反应;NMA乳液为高温自交联体系,在室温下基本不发生交联反应,110℃以上才能有效交联。对乳胶膜性能的研究表明,随着热处理温度的升高,乳胶膜的交联度、接触角和拉伸强度均相应增大,而断裂伸长率降低。

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Cu₂O/g-C₃N₄/Bi₂WO₆三元复合光催化剂的制备及性能研究

郑先君, 陈萍萍, 赵梦, 魏丽芳, 王焕新

化工新型材料. 2019, 47(12): 191-195.

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采用水热法和还原沉淀法制备了三元复合光催化剂Cu₂O/g-C₃N₄/Bi₂WO₆,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪和电化学交流阻抗测试对光催化剂的结构组成、形貌、光吸收性能、电化学性能等进行分析。在制备的三元复合光催化剂中,片状钨酸铋(Bi₂WO₆)和层状类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)依附在立方体氧化亚铜(Cu₂O)上。以短链脂肪酸为牺牲剂,考察了不同光催化剂的光催化产生氢气和烷烃的性能。结果表明:以乙酸、丙酸、丁酸为牺牲剂,10% Cu₂O/5% g-C₃N₄/Bi₂WO₆三元复合光催化剂的光催化性能比纯Bi₂WO₆分别提高了4.20、5.21、4.24倍,降解率分别达到82.44%、86.12%、79.29%。

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低温制备{001}TiO₂及光催化性能研究

侯晨涛, 朱佳明

化工新型材料. 2019, 47(12): 196-200.

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在低温下通过溶胶-凝胶法成功制备出球状{001}TiO₂光催化剂,在300W氙灯模拟太阳光下,以10mg/L的亚甲基蓝为目标污染物来评价该催化剂的活性。通过X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、扫描电镜(SEM),以及荧光(PL)对其进行了表征分析。结果显示,随着HF含量的增多,{001}TiO₂晶体的结晶程度越高,可见光响应增强,但禁带宽度几乎不变,光生电子与空穴复合率降低。当HF用量为12mL,光照时间为120min时,{001}TiO₂光催化剂对亚甲基蓝的降解率可达到97%。

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燃烧合成法制备的Er-ZnO纳米颗粒及其光催化性能研究

戚丽, 方洋, 颜冬仙, 杨娜, 张来军, 邹如意

化工新型材料. 2019, 47(12): 201-205.

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以硝酸锌为锌源,柠檬酸为燃烧剂,采用燃烧合成法制备了掺杂铒(Er)的纳米氧化锌(ZnO)(Er-ZnO),并对样品进行了测试。考察了不同Er-ZnO在紫外光照条件下催化降解罗丹明B的效率。结果表明:制得的ZnO为六边纤锌矿,粒径为50～300nm的多面体颗粒,并组合成多孔块体,Er用量为0.8%(wt,质量分数)的Er-ZnO经700℃煅烧3h后的光催化效果最佳,在Er-ZnO用量为0.5g,紫外光照3h,120mL罗丹明B浓度为0.02g/L,溶液 pH=9条件下,对罗丹明B的降解率达到92.4%。

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纳米片状固体碱氧化物的制备及其催化性能研究

韩洪晶, 李金鑫, 于加蒙, 王海英, 张亚男, 陈彦广

化工新型材料. 2019, 47(12): 206-209.

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采用水热合成法制备了一系列镧掺杂镁铝水滑石(LaMgAl-LDHs)前体,并通过焙烧制备了镧镁铝固体碱氧化物(LaMgAlO_x)催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)对前体及催化剂的晶型、形貌及热稳定性进行了表征,并在乙醇-水溶剂体系中对其催化解聚木质素磺酸钙(CLS)性能进行了评价,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对CLS催化解聚的液相产物进行定性和定量分析。结果表明,制得的LaMgAlO_x具有立方晶相,形貌为片状结构,粒径大小100～200nm,在La掺杂量为15%(wt,质量分数)条件下,在催化解聚过程中,液体产物收率达到46.26%,酚类化合物选择性为60.80%,反应后的LaMgAlO_x经氧化再生后,仍然具有较高的催化活性和结构稳定性。

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不同改性剂对聚氨酯海绵亲油疏水改性研究

周志国, 陈文亮, 滕东晓, 马元, 苏营雪, 那平

化工新型材料. 2019, 47(12): 210-214.

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以聚醚多元醇C3050H为原料制备了聚氨酯海绵,同时分别以二甲基硅油、疏水性二氧化硅粉体材料等3种改性试剂对聚氨酯海绵进行了疏水改性。通过冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、静态接触角、力学拉伸等性能表征,对不同改性聚氨酯海绵对二甲苯的吸油倍率及200次循环使用性能进行了测定比较。结果表明:3种改性聚氨酯海绵均具有良好的疏水亲油性,对二甲苯的初次吸附倍率分别为0.81g/cm³、0.90g/cm³和0.85g/cm³,使用200次后,对二甲苯的吸附倍率分别为0.69g/cm³、0.82g/cm³和0.71g/cm³,与初次吸附倍率相比,仅分别降低了14.8%、8.89%、16.5%,与水的静态接触角仅分别降低了3.56%、8.11%和4.17%,循环使用后依然保持了较好的亲油疏水性能。研制的3种改性聚氨酯海绵具有吸附倍率稳定、可循环使用、无二次污染的特性,可作为水体苯系物泄露时的应急处理材料。

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红细胞膜包裹载药PLGA纳米颗粒的制备及用于抑制癌细胞的研究

谢晓田, 王海军, 朱利民

化工新型材料. 2019, 47(12): 215-219.

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红细胞(RBCs)是血液中最丰富的血细胞,从中提取的红细胞膜(RBCM)作为载体因具有体内循环时间长,高载药量,极好的生物相容性及低免疫原性,被作为理想的体内药物运载体应用于肿瘤治疗的研究。使用RBCM包裹载有抗癌药物紫杉醇(PTX)的多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒,经透射电镜(TEM)可以清楚地观察到RBCM结构包裹在PLGA纳米颗粒表面。采用动态光散射仪(DLS)观察制备的纳米颗粒水动力学粒径,发现RBCM包裹后的纳米颗粒粒径增大约为125±4nm。使用PTX作为模型药物,测得制备的PLGA纳米颗粒载药率约为6.42%,包封率约为96.31%,加入TPGS作为致孔剂,48h体外释药率可以提高到83%。MTT结果表明,RBCM包裹的载药PLGA体系对MCF-7具有很强的杀灭作用。

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多巴胺-Fe³⁺/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

刘学通, 张志菲, 杨琨

化工新型材料. 2019, 47(12): 220-224.

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将多巴胺(DOPA)和Fe³⁺的动态可逆配位键引入到高分子材料中,是制备具有自修复性能高分子材料的有效方法。利用碳纳米管(CNT)表面包覆的DOPA与Fe³⁺之间的配位作用,制备出具有自修复性能的复合材料。结果表明:Fe³⁺与DOPA可形成3种配位结构,其中三配位复合材料的力学强度最高可达4.3MPa。另外,DOPA与Fe³⁺的配位结构及DOPA含量都会影响复合材料的修复性能。随DOPA含量增加,复合材料中配位键含量提高,修复后强度可达1.2MPa。

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多孔碳酸钙的制备及对阿莫西林的吸附性能

周绿山, 孙莹香, 李杰, 宋志文, 余雪梅, 安海霞, 王欣, 肖娜

化工新型材料. 2019, 47(12): 225-229.

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以鸡蛋壳为钙源,硬脂酸钠为模板剂,采用直接沉淀及高温焙烧技术制备了多孔碳酸钙球形微粒,并对制得的多孔碳酸钙球形微粒进行了表征。研究了优化条件下制备得到的多孔碳酸钙对阿莫西林的吸附性能。结果表明,在400℃煅烧60min所得产品的平均孔径为16.20nm,比表面积为114.87m²/g;在25mL 0.1g/L阿莫西林溶液,多孔碳酸钙用量为0.1g,反应温度为室温,反应时间为60min条件下,多孔碳酸钙对阿莫西林的平均吸附量为4.45mg/g,吸附为介孔吸附,具有较佳的吸附效果。

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新型杂化硅溶胶复合材料的制备及阻燃应用

陈朝晖, 祁琳琳, 王则臻

化工新型材料. 2019, 47(12): 230-234.

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采用自制有机蒙脱土复合材料(OMMT-IFR)、正硅酸乙酯与降解壳聚糖为原料制备新型杂化硅溶胶复合材料(SG-1、SG-2),对其进行傅里叶红外光谱、X-射线衍射光谱、X-射线光电子能谱表征。将其用于亚麻装饰布阻燃整理,对整理后织物进行续燃时间、阴燃时间、损毁长度、白度和织物断裂强力等性能测试,并确定其最佳制备条件。实验结果表明,经SG-2阻燃整理后的亚麻装饰布的阻燃性能较好,续燃时间为4.1s、阴燃时间为0.4s、损毁长度为139mm,符合GB/T 17591—2006 B1级标准。

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钨酸铋/TiO₂/聚丙烯睛电纺纳米纤维膜的制备及性能研究

李红章, 刘新华, 陶旭晨, 黄铭冰

化工新型材料. 2019, 47(12): 235-237.

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钨酸铋可广泛应用于污染物的催化降解。然而,现今制备的钨酸铋存在回收困难和重复使用性能差的不足。采用静电纺丝法将TiO₂引入钨酸铋体系制备了钨酸铋/TiO₂/聚丙烯睛(PAN)电纺纳米纤维膜。氧化处理后的钨酸铋/TiO₂/PAN电纺纳米纤维膜表现出良好的光催化活性。通过其对亚甲基蓝的光降解率评价所制纤维膜的光催化性能。结果表明:4.5h后,亚甲基蓝的光降解率达到95.15%,重复使用6次后,光降解率还能保持81.43%,说明其具有优秀的光催化性能和良好的可重复性。在污水处理中具有潜在的应用前景。

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PAN/LiCl电纺纳米纤维膜的制备及溶液除湿性能研究

籍静, 王娇娜, 汪滨, 李从举

化工新型材料. 2019, 47(12): 238-242.

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溶液除湿方式的空调系统已经广泛应用,为开发用于此系统的一种新型填料,采用静电纺丝技术制备出了聚丙烯腈(PAN)/氯化锂(LiCl)(PAN/LiCl)纳米纤维膜,探讨了LiCl添加量以及辊筒转速对纳米纤维带微观形貌的影响,同时研究了浸泡的除湿盐溶液种类和浓度对溶液除湿性能的影响。结果表明,PAN纺丝液用量为12%(wt,质量分数),LiCl用量为5.5%(wt,质量分数),辊筒转速为140r/min条件下,PAN/LiCl纳米纤维膜的微观形貌较好,纤维带粗细较均匀,并且其浸泡46%(wt,质量分数)的溴化锂(LiBr)溶液进行溶液除湿条件下,纤维膜有较好的溶液除湿性能,除湿效率为96%。在PAN纺丝液中加入LiCl,LiCl能够附着在PAN纳米纤维上,呈现纳米纤维带结构,可使纤维膜的亲水性提高。

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有机-无机复合保水剂的制备及应用效果研究

黄帮裕, 樊小林, 杜建军, 李永胜

化工新型材料. 2019, 47(12): 243-247.

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利用水溶液聚合法,以海藻酸钠、高岭土为原料,制备高岭土/海藻酸钠接枝丙烯酸和丙烯酰胺复合保水剂。研究了反应条件对保水剂吸液性能的影响,同时对所制保水剂在土壤中的降解性能和节水保肥效果进行探讨。结果表明:当海藻酸钠用量为12%时,保水剂在土壤中90d的降解率为25.98%;保水剂能够提高玉米生物量、水肥利用率,同时降低养分的淋溶损失,提高土壤速效养分含量,施用0.1%保水剂能够提高玉米生物量19.50%,水分利用率15.90%,氮利用效率增加47.23%,土壤中碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加了15.29%、23.48%和19.79%。

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pH调节法制备自愈合明胶/聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸复合水凝胶

刘瑞雪, 周腾, 利月珍, 王永有, 王肖宁, 张晓静

化工新型材料. 2019, 47(12): 248-251.

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以甲基丙烯酸甲酯(MAA)与甲基丙烯酸(MAA)为单体,纳米SiO₂为稳定剂,通过Pickering乳液聚合合成了粒径约300nm的表面负载SiO₂的聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乳胶粒(PMMS胶粒)。pH升高,流动性PMMS的水分散体系形成固态凝胶。PMMS与明胶的混合物在pH调节下形成具有自愈合能力的复合水凝胶。采用扫描电子显微镜观察了凝胶的微观结构,动态流变仪表征凝胶的黏弹性质及自愈合性质。结果表明:明胶/PMMS复合凝胶具有很好的自愈合性质。

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毫米级水溶性芯材胶囊的微流控制备方法研究

冯守爱, 黄江锋, 刘鸿, 白家峰, 简瑞君, 杨璐茜, 纪季

化工新型材料. 2019, 47(12): 252-255.

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为开发水溶性芯材胶囊制备新技术,基于微/毫流控技术设计了一种三维结构流动聚焦微通道芯片,采用该芯片制备了水包油包水(W/O/W)型双重乳液,以特种改性环氧丙烯酸酯为中间相,通过在线光固化方式进行中间相的固化,从而制备出粒径均一、颗粒圆整、包封率高的毫米级水溶性芯材胶囊,并研究了流速等因素对乳液形成过程、乳液粒径的影响。当三相流速分别为10mL/h、12mL/h、110mL/h时,所制备的微胶囊平均粒径为2.02mm,分散度小于3%。微/毫流控技术具有较好的稳定性和可操控性,实验装置具有易安装、易拆卸、便于清洗及可重复多次利用等优点。选用绿色环保、高效的光固化方式实现了胶囊壁的快速固化和高效封装。微/毫流控技术设备简单、容易操作,速度快、通量高,溶剂浪费少,达到节能降耗和环境保护的目的,适用于工业推广。

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微波水热法合成钛酸盐纳米管用于CO₂/CH₄吸附分离的研究

王晓华, 周瑶, 张婧

化工新型材料. 2019, 47(12): 256-260.

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采用微波水热法合成了具有发达孔结构的钛酸盐纳米管(TiNTs),并用浸渍法将二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、四乙烯五胺(TEPA)负载至钛酸盐纳米管上,用以吸附分离CO₂和CH₄。利用扫描电镜(SEM)、低温氮吸附仪(BET)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等方法对吸附剂结构进行表征,通过贝士德吸附仪研究其CO₂和CH₄的吸附性能,并对CO₂/CH₄的分离系数进行模拟计算。结果表明,60% TEPA改性的TiNTs分离因子最大,能很好地分离CO₂和CH₄;胺修饰的TiNTs除具有较高的CO₂吸附能力外,还具有良好的分离能力,在煤层气CO₂脱除方面表现出很大的应用潜力。

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TiO₂/RGO纳米复合光催化剂的制备及性能研究

刘乃亮, 连欣巧, 姚秉华, 魏婷婷, 靳盼盼

化工新型材料. 2019, 47(12): 261-265.

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以硫酸钛为钛源、抗坏血酸为还原剂,以氧化石墨烯(GO)表面活性基团为结合位点,采用一步水热法还原得到二氧化钛/还原氧化石墨烯(TiO₂/RGO)纳米复合光催化剂。扫描电子显微镜分析表明TiO₂为球状颗粒,尺寸为80～100nm,均匀分布在透明薄纱状RGO表面和层间。比表面积(BET)和紫外-可见光漫反射(UV-Vis)测试表明,TiO₂/RGO纳米复合光催化剂的禁带宽度为3.02eV,比表面积为101m²/g,平均孔径为6.61nm,对光的吸收由纯TiO₂的384nm扩展到410nm,具有较好的可见光响应性。亚甲基蓝(MB)光催化降解实验表明,在光照120min时MB的降解率可以达到97.8%,重复使用5次后,催化降解能力仍保持在95.2%。TiO₂/RGO纳米复合光催化剂具有可见光响应能力,高催化活性和稳定性,原因是RGO作为TiO₂的载体为电子和空穴提供了迁移通道,有效地防止了电子空穴对复合。

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核壳纳米复合材料的光催化和抑菌性能研究

徐启杰, 郭状状, 王康康, 柳准, 李伟, 张宁

化工新型材料. 2019, 47(12): 266-269.

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通过溶胶-凝胶法制备了银(Ag)@氧化锌(ZnO)纳米复合材料(Ag@ZnO),并采用激光粒度分布仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和热重分析仪(TGA)等仪器设备对制得的样品的形貌、晶型、热稳定性等进行了测试。结果表明:Ag@ZnO纳米复合材料呈现出良好的复合结构,粒径约50nm,具有良好的热稳定性能。研究了Ag@ZnO纳米复合材料对亚甲基蓝的光催化性能和对大肠杆菌等生物细菌的抑制性能。Ag@ZnO纳米复合微粒对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化降解性能,降解率达到85%;对大肠杆菌具有很好的抑制性能。

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高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝的研究

尉乐乐, 谢凌凌, 谢清若

化工新型材料. 2019, 47(12): 270-273.

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为了研究高温改性糖滤泥对亚甲基蓝的吸附性能,采用静态吸附法进行模拟废水的吸附实验,考察了亚甲基蓝不同初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及温度对脱色率的影响,确定了最佳吸附脱色条件,并用伪一级、伪二级动力学方程模拟改性糖滤泥吸附亚甲基蓝的动力学行为。结果表明,当吸附时间为120min,吸附剂投加量为0.18g,温度为303K时,废水脱色率最高达97.77%;伪二级动力学方程机理更适合解释高温改性糖滤泥对亚甲基蓝吸附的现象;傅里叶红外光谱分析表明,高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝存在化学吸附。所以,高温改性糖滤泥吸附亚甲基蓝是可行的。

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2019年, 第47卷, 第12期　刊出日期：2019-12-20

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