化工新型材料

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李亚萍, 隋智慧, 王旭, 常江, 吴学栋

化工新型材料. 2021, 49(6): 1-5. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.001

摘要 ( )

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水性聚氨酯(WPU)因具有高亲水性,限制了其在多个领域的开发应用。纳米粒子具有比表面积大、尺寸小等特点,可利用纳米材料的优异特性来改进WPU的不足。综述了纳米氧化物、纳米碳材料、天然高分子纳米材料和黏土类材料对WPU的改性研究,并对纳米粒子改性WPU复合材料的前景进行了展望。

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复合类相变蓄热材料的研究进展

方桂花, 刘殿贺, 张伟, 虞启辉, 谭心

化工新型材料. 2021, 49(6): 6-10. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.002

摘要 ( )

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随着化石燃料等能源的枯竭,各个国家都在竭力研发节能环保材料。相变蓄热材料(PCM)是当前最重要的功能材料之一,相变蓄热材料的制备研发已成为业界研究的热点。虽然相变蓄热材料在各个领域应用越来越广,但由于其本身存在导热系数低、储能密度小等缺点,致使它在实际应用过程中受到极大限制。针对该问题,首先总结概括了相变蓄热材料的种类特点,并对近期国内外有关复合相变材料的制备及研究进展进行了综述,最后对复合相变材料的未来发展方向进行了探讨与展望,加速推动了相变蓄热材料应用于工程实际,对于保护环境和节约能源具有重要意义。

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多孔二维纳米材料气体分离膜研究进展

辛清萍, 马嫱, 张玉忠

化工新型材料. 2021, 49(6): 11-15. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.003

摘要 ( )

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多孔二维纳米材料具有纳米层间通道及独特的纳米孔结构,展现出优异的渗透性和分离性,为构建气体快速传递和高效选择性分离膜开辟了新的途径。对多孔二维纳米材料构建气体分离膜的制备方法、传质机制及应用现况这3个方面进行介绍。简要讨论了多孔二维纳米材料构建气体分离膜所面临的挑战和未来的发展方向。

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氧化石墨烯复合材料应用研究进展

焦潇帅, 魏玉喆, 殷景超, 王力

化工新型材料. 2021, 49(6): 16-20. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.004

摘要 ( )

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氧化石墨烯(GO)是一种新型的碳基材料,具有较高的比表面积和较强的亲水性等优异性能,其复合材料在环境、医药等领域都受到了极大的关注。氧化石墨烯复合材料主要包括聚合类复合材料以及无机类复合材料,主要综述了近几年氧化石墨烯复合材料在吸附、抗菌、增强增韧、催化分解等方面的应用及进展,并对氧化石墨烯复合材料的未来发展进行展望。

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填充型高导热绝缘复合材料的研究进展

王金龙, 常延丽, 付翀, 宁静

化工新型材料. 2021, 49(6): 21-24. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.005

摘要 ( )

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综述了高导热绝缘材料国内外最新研究进展,分析了其导热机理,重点探讨填料、聚合物基体及两相界面对填充型导热绝缘复合材料性能的影响,展望了未来的研究方向及应用前景,为进一步研究导热机理,开发优良的导热绝缘复合材料提供科学依据和理论基础。

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自修复热固性树脂材料的研究进展与展望

孙友群, 林海丹, 刘赫, 列剑平, 杨代勇, 于群英, 赵春明, 赵天成, 杨明

化工新型材料. 2021, 49(6): 25-28. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.006

摘要 ( )

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从两个方面介绍了近年来自修复热固性树脂材料的发展现状和研究进展。在本征型自修复方面(主要利用分子间相互作用进行修复和利用热可逆交联反应进行修复)的研究,包括利用可逆Diels-Alder反应、可逆双硫键和氢键等赋予热固性树脂材料自修复能力。在外援型自修复方面的研究主要包括埋植微胶囊化修复剂和埋植中空纤维化修复剂来赋予热固性树脂材料自修复能力。在此基础上,对自修复热固性树脂材料的前景进行了展望。

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三明治结构石墨烯/TiO₂复合材料的研究进展

曾雄丰, 董晓珠, 张文丽, 赵英娜, 王建省

化工新型材料. 2021, 49(6): 29-32. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.007

摘要 ( )

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三明治结构的石墨烯/TiO₂复合材料具备双向导电通道等特点,从而提高了光生电子对分离与迁移速率,使其光催化性能显著提高。主要介绍了三明治结构石墨烯/TiO₂复合材料的制备方法及其在光催化领域的应用,对目前研究所遇到的问题进行了总结,并对其发展趋势进行了展望。

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金属-有机骨架膜的制备及其在膜分离领域的应用

展侠, 隋增炎, 高仲永, 葛蕊, 高腾

化工新型材料. 2021, 49(6): 33-37. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.008

摘要 ( )

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金属-有机骨架(MOFs)膜具有孔道尺寸、结构易调控且可功能化等显著优点,在气体和液体膜分离领域呈现出巨大的发展潜力和研究价值。连续致密无缺陷MOFs膜的大面积制备是目前MOFs膜在分离领域应用面临的主要挑战之一,解决该问题的关键在于改善基膜和MOFs膜间的界面结合以及提高MOFs膜致密性。从化学修饰基膜、物理修饰基膜、MOFs晶种修饰基膜、二维材料诱导MOFs膜生长等4个方面入手,介绍MOFs膜的制备方法及其在膜分离领域的研究进展,重点阐释了不同修饰和制膜方法的机理,分析了其对成膜性和膜分离性能的影响规律,总结了MOFs膜制备研究中存在的问题,并对MOFs膜制备的发展方向进行了展望。

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碳纤维表面化学接枝研究进展

张美会, 曹维宇, 肖建文

化工新型材料. 2021, 49(6): 38-41. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.009

摘要 ( )

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由于制备过程中需经高温碳化处理,导致碳纤维表面呈现化学惰性,对于其复合材料的界面结合产生不利的影响。碳纤维表面化学接枝通过化学方法在碳纤维表面接入具有反应活性的基团,从而提升纤维与基体材料的界面性能。该方法具有接枝物可控、反应简单等优势,在提升界面结合能力和改善复合材料力学性能等方面具有良好的效果。综述了化学接枝处理技术对碳纤维表面物理化学特征结构、复合材料界面及其力学性能影响的研究进展。

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驻极体纤维过滤材料研究进展

钱幺, 吴波伟, 钱晓明

化工新型材料. 2021, 49(6): 42-46. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.010

摘要 ( )

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驻极体是一种在没有外加电场条件下可以长期储存电荷并产生永久电场的电介质材料。驻极体纤维过滤材料可以高效去除空气中的微细颗粒物,广泛应用于室内外的空气污染防治。介绍了驻极体纤维过滤材料的原理,从驻极工艺、驻极体原料、电荷衰减及电荷存储量的提高4个方面阐述了驻极体纤维过滤材料的研究进展,指出了驻极体纤维过滤材料存在的问题及未来发展趋势。

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聚苯胺纳米纤维的合成及应用进展

蒋柳, 杨继年, 冯雪松

化工新型材料. 2021, 49(6): 47-50. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.011

摘要 ( )

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聚苯胺(PANI)纳米纤维以其优异比电容、高导电性和独特的掺杂-脱掺杂特性而颇受关注。总结并比较了近10年来PANI纳米纤维的合成方法,着重叙述了其在超级电容器、金属防腐、微波吸收材料、气体传感器及电致变色器件等领域的研究进展,并揭示了相关作用机理。

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ZnTiO₃/TiO₂复合光催化材料研究进展

唐茂, 夏杨雯, 喻强, 刘佳伟, 何思, 朱晓东

化工新型材料. 2021, 49(6): 51-54. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.012

摘要 ( )

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为提高TiO₂光催化性能,对其进行半导体复合改性是有效的方法。具有钙钛矿结构的ZnTiO₃与TiO₂复合形成异质结,能有效地抑制光生电子与空穴的复合,提高光催化性能。总结了溶胶-凝胶法与水热法制备ZnTiO₃/TiO₂复合光催化材料的研究进展;并进一步综述了ZnTiO₃/TiO₂光催化剂的最新改性研究成果。

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基于专利分析的LED线性恒流驱动技术发展趋势研究

方曦, 刘平

化工新型材料. 2021, 49(6): 55-60. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.013

摘要 ( )

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发光二极管(LED)因低功耗、环保、低辐射等优势而备受关注,LED线性恒流驱动技术在其中发挥着不可估量的作用。利用国家知识产权局网站以及智慧芽专利分析工具,从宏观层面对LED线性恒流驱动技术近年来的专利申请趋势、专利申请区域分布、主要竞争对手、技术路线进行分析,揭示了LED线性恒流驱动技术的发展趋势,在此基础上提出促进我国LED线性恒流驱动技术发展的相关建议。

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TiO₂光催化选择性还原氮氧化物的应用研究进展

刘桂梅, 吕海钦, 曾玉彬, 王传义, 苑明哲

化工新型材料. 2021, 49(6): 61-65. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.014

摘要 ( )

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氮氧化物是空气污染物中的主要成分,目前通过以V₂O₅为主的催化剂进行选择性催化还原来控制烟气中氮氧化物的排放,该催化剂具有脱硝效率高、适用范围广的特点,但是低温活性低、运行能耗高。二氧化钛(TiO₂)光催化选择性还原技术是一种可在中低温下将氮氧化物转化为氮气的绿色方法,具有广阔的应用前景。综述了TiO₂光催化技术在还原氮氧化物领域的现状及发展动态,以及增强TiO₂光催化材料体系光催化效率的途径,并对目前光催化选择性还原氮氧化物技术的研究方向提出了可行性建议。

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电纺聚丙烯腈纳米纤维复合膜的制备及过滤性能

罗磊, 朱超杰, 王仕飞, 陈美谕, 党心玉, 沙莎, 张如全

化工新型材料. 2021, 49(6): 66-69. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.015

摘要 ( )

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以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,配制不同浓度(8%、10%和12%,wt,质量分数,下同)的纺丝液。采用静电纺丝技术在聚丙烯(PP)熔喷无纺布基材上沉积PAN纳米纤维,通过改变纺丝时间,得到不同厚度的复合纤维膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察PP基材和复合纤维膜的形貌,并对其厚度、孔径、透气性和过滤性能进行表征。结果表明:表面沉积PAN纳米纤维后,PP无纺布的过滤性能得到明显提高。尤其当质量分数为8%的PAN溶液在纺丝2h后,得到的复合纤维膜具有最好的过滤性能。其在空气流量为84L/min时,对粒径大于等于0.3μm的颗粒,过滤效率高达95.762%,其压力降仅为85Pa。

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纳米氮化硼片/纤维素复合导热膜的制备及表征

聂翔, 欧阳婷

化工新型材料. 2021, 49(6): 70-74. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.016

摘要 ( )

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采用液相超声剥离法,以两种微米级的六方氮化硼(h-BN)为原料,使用异丙醇/水共溶剂进行纳米氮化硼片(BNNS)剥离。利用紫外可见光分光光度计考察了共溶剂配方对BNNS剥离浓度的影响。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、动态光散射纳米粒度仪和激光闪射导热仪,研究不同尺寸h-BN原料对剥离得到BNNS的平均尺寸和尺寸分布的影响,并考察了BNNS含量对BNNS/纳米纤维素(NFC)复合膜导热性能的影响。结果表明,使用1～2μm的h-BN剥离制备的BNNS/NFC复合膜热导率在BNNS添量为55%时达到最大值19.04W/(m·K),为纯NFC的11.9倍,大于相同BNNS添量下30μm的h-BN剥离制备的BNNS/NFC复合膜热导率[15.04W/(m·K)]。

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ZIF-8/聚偏氟乙烯杂化膜的原位生长合成及其对钯离子的提取研究

童霏, 施国栋, 王钰杰, 贡洁, 邹宇洲, 张怡妮

化工新型材料. 2021, 49(6): 75-78. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.017

摘要 ( )

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钯由于其具有独特的催化储氢性能被广泛应用,但由于金属钯提取效率低,且大量的钯金属使用后得不到有效回收造成大量浪费。可通过原位生长法合成ZIF-8/聚偏氟乙烯(PVDF)杂化膜,并添加不同比例聚丙烯酸钠和聚乙烯亚胺聚电解质对ZIF-8/PVDF杂化膜进行预处理,考察不同聚电解质及不同金属质量比情况下杂化膜对金属钯的截留率和对不同浓度含钯溶液提取性能的影响。

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一(3-氨基)丙基七异丁基笼形硅氧烷改性聚丙交酯树脂的合成及其复合材料性能研究

李汝珍, 麻文胜

化工新型材料. 2021, 49(6): 79-82. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.018

摘要 ( )

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采用一(3-氨基)丙基七异丁基笼形硅氧烷(AMPOSS)与丙交酯(D,L-LA),在催化剂Sn(Oct)₂作用下原位聚合,合成PLA-AMPOSS纳米杂化粒子,并应用红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(¹H-NMR)对其进行结构表征;再将其与聚丙交酯(PLA)溶液进行共混,合成PLA/PLA-AMPOSS纳米复合材料,对复合材料的热稳定性和力学性能进行分析测试。结果表明:AMPOSS与D,L-LA发生了开环共聚,低聚丙交酯成功接枝到AMPOSS表面;复合材料的热重曲线表明PLA-AMPOSS的混入并未改变聚丙交酯树脂的降解机理,且使基体的热稳定性增强;力学性能测试结果表明,PLA-AMPOSS的引入对聚丙交酯树脂有增强增韧的作用,引入含量在10%和15%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别最大,为34.6MPa和4.8%。

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双组分多元醇制备耐热型PU的结构与性能研究

安珈璇, 唐婷, 向鸿霞, 曾晓燕, 李又兵, 杨朝龙

化工新型材料. 2021, 49(6): 83-87. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.019

摘要 ( )

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采用预聚体法,以交联型聚氧化丙烯二醇与苯酐聚酯多元醇作为双组分软段与二苯基甲烷二异氰酸酯合成制备了一系列耐热型聚氨酯(PU)材料。探讨了软段配比对PU材料微相结构及力学性能、动态机械性能及热性能的影响。当苯酐聚酯与聚氧化丙烯二醇配比为30/70时,PU的软硬段微相分离程度较好,拉伸强度为71.96MPa,冲击韧性为84.45kJ/m²;动态热机械性能测试显示,材料的玻璃化转变温度约在120℃左右,内生热较低,tanδ为0.70。热分析发现,材料在310℃前基本无热失重,苯酐聚酯的加入显著提高了PU的热性能。

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绿色可降解紫胶树脂/明胶复合功能泡沫材料的构建

李凯, 罗清明, 徐涓, 刘兰香, 孙彦琳, 张弘

化工新型材料. 2021, 49(6): 88-92. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.020

摘要 ( )

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紫胶树脂作为一种由脂肪酸和倍半萜烯酸构成的齐聚物,分子量仅有1000左右,并具有良好的降解性能,但材料力学性质较差。基于此,本研究拟通过引入分子量更大的天然高分子明胶作为力学性质,以及生物相容性增强因子来改变紫胶树脂基质材料。在本研究中,利用冰冻聚合法成功制备了两相共混均匀的紫胶树脂/明胶复合功能泡沫,并且泡沫表现出良好的力学性能和生物降解性能,在三维组织培养等生物领域有巨大的应用潜力。

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表面镀镍-银芳纶导电纤维的制备及性能研究

詹淋中, 董南希, 韩光涛, 田桂芝, 武海生, 田国峰, 齐胜利, 武德珍

化工新型材料. 2021, 49(6): 93-97. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.021

摘要 ( )

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将F-12芳纶纤维进行表面改性,采用化学镀的方法在改性纤维表面负载Ni、Ag两层金属,制得镀 Ni-Ag芳纶复合导电纤维。通过SEM分别对初始纤维、改性后及完成化学镀后纤维的表观形貌进行观察,采用EDS和XRD分析了镀层元素及其含量,测试纤维的导电性、热稳定性、力学性能、表面金属层粘结性及耐酸碱腐蚀性。结果表明,镀Ni-Ag芳纶纤维表面金属层完整致密,无明显缺陷,界面结合强度高;电阻率为0.92×10^-7Ω/cm,导电性好;5%热失重温度为506℃,耐高温性能优异;拉伸强度为2.53GPa,力学性能优良。

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炭黑表面特性对改性双基推进剂燃烧性能的影响

魏晓林, 周建辉, 李宏岩, 舒慧明, 赵国祯

化工新型材料. 2021, 49(6): 98-102. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.022

摘要 ( )

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为深入认识炭黑对改性双基推进剂燃烧性能的影响,探索发现新型燃烧催化剂,分别利用扫描电子显微镜法(SEM)、激光粒度法、BET比表面积测试法对不同种类炭黑的表观特性进行了分析,并将其加入到某硝胺改性双基推进剂中,采用靶线法和差示扫描量热法(DSC)对推进剂燃烧性能进行了研究。结果表明,与未加炭黑的配方相比,炭黑的加入能大幅度提高推进剂的燃速,降低压力指数,增强铅铜复合催化剂的催化效果,加入炭黑后推进剂的两个热分解峰温均出现不同程度的降低;炭黑比表面积对推进剂的燃烧性能影响最为明显,不同比表面积的炭黑对推进剂燃烧性能的影响不同,其中N1炭黑的比表面积最大,对燃烧性能的影响最明显,在8M～16MPa压力范围内,燃速提高约为4.8～5.7mm/s,同时压力指数由0.440降低到0.253,催化性能表现优异。因此,N1炭黑是一种能显著改善硝胺改性双基推进剂燃烧性能的催化剂。

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乙基紫精/离子液体复合电解质的电致变色性能研究

刘自豪, 李贤英, 侯成义, 张青红, 李耀刚, 王宏志

化工新型材料. 2021, 49(6): 103-107. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.023

摘要 ( )

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通过调控1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMIM]TF₂N)在电解质中的比例,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,将乙基二溴紫精(乙基紫精)作为电致变色剂加入电解液后制备出电致变色离子凝胶,用紫外-可见分光光度仪和电化学工作站对其光学性能以及离子电导率进行了表征。结果表明:碳酸丙烯酯(PC)与1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐的体积比为1∶3时,所制电致变色离子凝胶性能较好,电导率达到最大为1.37mS/cm。将所制电致变色离子凝胶组装成电致变色器件,对其性能进行研究。结果表明:PC∶[EMIM]TF₂N=1∶3的电致变色离子凝胶所组装的电致变色器件展现出最佳电致变色性能,光调制范围达到61%,着色时间和褪色时间分别为26s和35s,着色效率达到180.5cm²/C。

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IGBT用环氧树脂封装料的制备与性能研究

李紫璇, 虞鑫海, 夏宇

化工新型材料. 2021, 49(6): 108-111. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.024

摘要 ( )

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以甲基六氢苯酐(MeHHPA)为固化剂,端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)为增韧剂,对混合环氧树脂SRTEM-80/REDG-80/E-158进行改性;采用不同用量的硅烷偶联剂KH-570对氧化铝和硅粉复配填料进行改性;最终制备了绝缘栅双极晶体管(IGBT)用环氧树脂封装料。并对封装料的黏度、凝胶化时间、热导率、电气性能、弯曲强度和吸水率等进行测试。研究结果表明,此环氧树脂封装料具有低黏度、良好的绝缘性能和耐湿性等;硅烷偶联剂KH-570用量为1.5%时,封装料的热导率最高为1.191W/(m·K),体积电阻率5.95×10¹⁵Ω·m,击穿场强为28.28kV/mm,tgδ为0.62%,弯曲强度为74.32MPa,吸水率小于0.1%;最佳的固化工艺条件为80℃/2h、120℃/2h。

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荧光共轭聚合物纳米微球的制备及光动力抗菌研究

刘丽丽, 盛扬, 孙一新, 张嵘, 李坚, 徐德锋

化工新型材料. 2021, 49(6): 112-116. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.025

摘要 ( )

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通过水包油的微乳液聚合法,以异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为共聚单体,并与荧光共轭聚合物(FCP)混合后合成荧光共轭聚合物纳米微球(FCP-NPs),使用红外光谱、扫描电镜、透射电镜激光粒度仪等手段对微球进行了表征。结果表明:聚合物纳米微球包载了FCP,其平均粒径大约为119±13nm。FCP-NPs溶液在532nm激光照射下能生成单线态氧,具有光动力杀菌潜力。用FCP-NPs溶液分别与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及多重耐药菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌共培养,FCP-NPs在浓度较高时(>5mg/mL),激光照射下对于两种常见菌株的抑菌率大于95%,对耐药菌的抑菌率约80%。在无光照或者无FCP情况下,纳米微球仍然有一定的抑菌性能,因此FCP-NPs具有光动力-铵阳离子协同杀菌的功能。

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氮掺杂二硫化钨纳米线阵列的制备及其高效碱性电催化析氢研究

曹茂启, 孙赛兰, 龙成梅, 罗骏, 吴大旺

化工新型材料. 2021, 49(6): 117-120. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.026

摘要 ( )

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WS₂是一种有前景的非贵金属析氢电催化剂,实验和理论计算表明其在酸性条件下具有较好的析氢催化活性。但在碱性条件下其析氢性能较差,过高的水解离能垒是限制其碱性析氢活性的一个关键因素。掺杂是一种常用的调节催化剂水解离能垒的有效方法,考虑到N原子具有较小的原子半径和更强的电负性,在WS₂中掺杂非金属N可能是一种相对容易实现的方案。X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱等分析测试表明,合成了N掺杂的WS₂纳米线阵列(N-WS₂)。变温反应速率及电化学阻抗谱测试表明,相比于WS₂纳米线阵列,N-WS₂纳米线阵列具有明显降低的水解离能垒,其碱性析氢活性大大增强。在1mol/L KOH溶液中,电流密度为10mA/cm²时,其过电位仅为115mV、塔菲斜率为73mV/dec,明显优于WS₂纳米线阵列的292mV、137mV/dec。通过掺杂调节碱性电催化剂水解离能垒的设计理念为碱性析氢电催化剂的合理设计提供了一条可能的有效途径。

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一种非热压罐成型中温固化高温使用环氧预浸料研究

乌云其其格, 张宝艳, 马连勇, 李峰, 相磊

化工新型材料. 2021, 49(6): 121-125. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.027

摘要 ( )

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研制了一种非热压罐(OOA)成型耐热环氧复合材料用中温固化高温使用环氧树脂,对树脂进行流变性能、凝胶时间和差示量热(DSC)分析,确定预浸料制备工艺和固化工艺。采用热熔法制备OOA成型用预浸料,通过OOA法、模压法和热压罐法成型复合材料层合板,采用不同工艺参数固化和后处理,进行玻璃化转变温度和力学性能测试。结果表明:OOA成型预浸料的复合材料性能与模压法和热压罐法成型复合材料性能相当。OOA成型预浸料可以135℃固化,也可以150℃固化。后处理后玻璃化转变温度会进一步提高,力学性能与高温固化环氧树脂复合材料相当。

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正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的制备及电化学性能研究

宋雪, 邹海凤, 程琥

化工新型材料. 2021, 49(6): 126-130. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.028

摘要 ( )

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采用固相法制备了LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(x=0.5,y=0.2;x=0.8,y=0.1)三元正极材料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及充放电测试仪对这2种材料的晶体结构、形貌及电化学性能进行了研究。结果表明:2种材料均具有相同的α-NaFeO₂层状结构,经充放电循环后特征峰对应的强度均明显下降;2种材料均为球形或类球形细小颗粒,高镍材料有轻微的团聚现象。电化学测试结果表明,2种材料表现出不同的电化学行为,LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂在循环过程中其主体结构非常稳定,且电压提高后结构未发生变化;在较低电压循环时 LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂多次发生微结构的相变,说明镍含量的增加虽然可以提高材料的电化学性能,但会导致充放电过程中高镍材料结构稳定性下降。

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新能源汽车用储氢合金的制备与电化学性能研究

刘冬梅, 肖润谋, 佘翔

化工新型材料. 2021, 49(6): 131-136. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.029

摘要 ( )

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研究了球磨和石墨烯纳米片(GNPs)含量对c-AB₅/GNPs复合材料的相结构、显微组织和电化学性能的影响。结果表明,AB5、BM45和GNPs 1.5试样的相结构都为CaCu₅型六方结构,GNPs的加入可以减小储氢合金的晶粒尺寸,并促进其非晶化;球磨45min后BM45试样的R_c和R_ct都较AB5试样有所减小,且加入1.5% GNPs后进一步减小;球磨45min和加入1.5% GNPs都可以提升c-AB₅/GNPs复合材料的I₀值和I_L值,且GNPs 1.5试样的I_L值明显高于AB5和BM45试样。GNPs 1.5试样具有最大的HRD(69.4%)和C₃₀₀₀(177.9mAh/g),分别约为AB5试样的3.07倍和2.55倍,这主要是因为球磨处理和GNPs加入可以细化储氢合金的粒径、增加非晶化程度,以及可以连接毗邻活性物质,从而提升复合材料内部氢原子扩散至表面的扩散速率。

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空心玻璃微珠对乙基纤维素膜力学性能和隔热性能的影响

蒋馨漫, 史军华, 刘文勇, 朱和平

化工新型材料. 2021, 49(6): 137-141. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.030

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首先用左旋多巴(dopa)对空心玻璃微珠(HGM)进行表面改性,制备了表面覆有dopa分子层的改性玻璃微珠(d-HGM);然后将d-HGM添加到乙基纤维素(EC)中,利用溶液浇铸法制备了d-HGM/EC复合材料。研究了HGM改性前后在EC中的分部情况,以及d-HGM添加对EC膜的力学性能、光学性能和隔热性能的影响。研究结果表明,d-HGM可在EC中形成排列均匀的微球层。添加6%的d-HGM,EC膜的拉伸强度提升了40.7%,400～700nm区间的光线透光率下降到30%左右。d-HGM可增加EC膜的隔热性能,添加10%的d-HGM,EC膜的导热系数下降了38.2%。

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有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液的研究

王旭, 隋智慧, 郭制安, 李亚萍, 闫晨

化工新型材料. 2021, 49(6): 142-145. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.031

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以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)作为核层单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)、MMA和BA做为壳层单体,以壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS-458)为反应型乳化剂,采用无皂乳液聚合的方法制备出含氟聚丙烯酸酯乳液织物整理剂,并用其对亚麻织物进行整理。通过红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、接触角测定仪等对制备的乳液进行表征与分析。实验结果表明:无皂乳液最佳制备条件为有机氟单体用量12%(wt,质量分数,下同),DNS-458用量3%,经所制备的无皂乳液整理的亚麻织物对水接触角达到135.85°,表现出良好的拒水效果;亚麻织物断裂强力由492N升高为552N,弯曲刚性由5.26cN/mm降低至2.29cN/mm,亚麻织物的折痕回复角由32°增大到58°,织物的服用性能有较明显的改善。

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具有酸碱响应性能的卟啉修饰壳聚糖形状记忆水凝胶的制备和性能研究

周坤, 郭佩佩

化工新型材料. 2021, 49(6): 146-150. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.032

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将5,10,15,20-四(4-羧基甲氧基苯基)卟啉修饰的壳聚糖与丙烯酰胺共聚制备了水凝胶并对其结构和性能进行表征。结果表明:卟啉修饰壳聚糖的加入使水凝胶具有酸碱响应的光谱性质和力学性能。在碱性条件下卟啉分子间具有静电排斥力,不易聚集,而酸性条件下则相反。同时,碱性环境下水凝胶中的壳聚糖能够形成结晶微区,使其力学性质明显增强。此外,水凝胶具有形状记忆功能,并且在形状变化过程中伴随着光谱的可逆变化。

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微波烧结银电极的工艺及性能研究

石智凯, 朱晓云, 许磊, 罗铜

化工新型材料. 2021, 49(6): 151-154. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.033

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以是否采用辅助烧结、银浆中石墨烯的不同掺杂量、烧结功率和基体材料开展了微波烧结银电极的研究。结果表明:采用碳化硅片辅助烧结和向银浆中掺杂微量石墨烯均可缩短微波烧结时间;在烧结功率为1000W时得到的银电极的电阻最小,为28.11mΩ,附着力最好,为1.97kg;烧结峰值温度的高低对微波烧结效果有一定影响。

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碳纳米管在碳纳米管/树脂基复合材料中分散度的光学显微数值分析方法

周影影, 张刘超, 周浪, 万有权

化工新型材料. 2021, 49(6): 155-159. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.034

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碳纳米管(CNTs)在树脂应用中容易发生缠结和团聚,大大降低了其在树脂基复合材料中作为增强材料的应用效果,因此,CNTs在树脂基复合材料中分散度的表征是研究和改善其分散性能的重要基础。引入一种基于Image J软件分析的CNTs/树脂基复合材料的光学显微分析方法模型,使用3D MAX对不同厚度CNTs/树脂基复合材料进行模拟。此外,还以不同质量比的CNTs/聚苯乙烯-聚(2-乙烯基吡啶)(CNTs/PS-b-P2VP)复合材料样品作为实例,并使用引入的分析方法模型对CNTs的分散度计算,结果表明当PS-b-P2VP含量增加时,CNTs分散度得到明显提升,说明该模型方法符合实际分析结果。

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基于常压等离子体引发化学气相沉积法锡/碳/TiO₂纳米纤维的制备及其沉积参数探究

唐海军, 夏鑫

化工新型材料. 2021, 49(6): 160-163. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.035

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为研究等离子体引发化学气相沉积(PECVD)实验中距离和功率对基底材料以及生成的二氧化钛(TiO₂)纳米颗粒形貌结构的影响,通过自主研发的常压PECVD(AP-PECVD)设备,以钛酸丁酯为钛源,在锡/碳(Sn/C)纳米纤维表面沉积大量的TiO₂纳米颗粒。通过扫描电镜和透射电镜观察了Sn/C/TiO₂纳米纤维的形貌结构,采用X射线衍射仪研究了Sn/C/TiO₂纳米纤维的晶形结构。结果表明:自主研发的设备沉积了大量的纳米颗粒;通过对功率和距离参数变化后沉积的Sn/C/TiO₂纳米纤维测试发现,当功率为100W、距离为7mm时,沉积上的纳米颗粒直径在10～30nm之间,纳米纤维形貌保持良好,纤维内部结构基本没有被破坏;沉积上的TiO₂纳米颗粒为非晶结构。

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改性氰酸酯树脂的制备与性能研究

张秀云, 王帆, 朱亚平, 齐会民

化工新型材料. 2021, 49(6): 164-170. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.036

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采用5%(wt,质量分数,下同)含氟苯并口恶嗪(BAF-a)与氰酸酯树脂(CE)进行共聚,得到黄色不透明粘稠状的改性树脂BAF-a/CE。实验结果表明,浇铸体BAF-a/CE的加工窗口比CE树脂更宽,BAF-a的加入减小了CE树脂的固化收缩,并提高了其弯曲强度;BAF-a/CE的介电常数为2.9,T_d5为391℃,玻璃化转变温度(T_g)为257℃。通过向BAF-a/CE树脂基体中添加10%的氮化硼(BN)颗粒制备了BN填充的复合材料BN/BAF-a/CE,相对于纯CE树脂[导热系数为0.197W/(m·K)],复合材料的导热系数提高80%,为0.354W/(m·K),T_g升高至265℃,并且BN的加入并未降低CE树脂的弯曲强度。扫描电镜测试结果显示,BN/BAF-a/CE复合材料为致密的均相结构,断面呈现韧性断裂。本研究在保证复合材料介电性能的基础上,减小了其固化收缩率,提高了力学性能和导热性能,研制了改性氰酸酯树脂体系。

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玻璃纤维增强树脂基复合材料搭接-缝合连接后剪切性能研究

卫新亮, 张智敏, 温伟, 李稳, 任广银, 刘毅

化工新型材料. 2021, 49(6): 171-173. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.037

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为研究复合材料搭接-缝合后的剪切性能,采用真空辅助模压工艺制备了试件并进行测试。实验结果表明,±45°轴向拉伸测试面内剪切强度过程中伴随试样的变形,面内剪切强度为105MPa,断口形貌呈扫帚状,树脂完全拉裂,表面上存在45°纹理;短梁法测试的层间剪切强度为15.6MPa,试样破坏发生在对中位置,为纯剪切破坏模式。

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CL-20/MTNP共晶在甲醇溶液中的热力学研究

唐璐钖, 王天楚, 单军辉, 刘天生, 张晋红

化工新型材料. 2021, 49(6): 174-178. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.038

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在65℃恒温条件下,将2,4,6,8,10,12-六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)与1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP)按照摩尔比1∶1混合后加入有机溶剂,采用降温结晶法制得CL-20/MTNP共晶。利用高效液相色谱仪测定了CL-20/MTNP共晶及其单组分在甲醇中的溶解度,同时测得308.15K条件下CL-20在不同含量MTNP甲醇溶液中的浓度,通过计算得到308.15K条件下CL-20/MTNP共晶在甲醇溶液中的溶度积常数及溶液络合常数,绘制了CL-20/MTNP共晶在甲醇溶液中的相溶解度图,为共晶的筛选、制备和放大等研究提供了参考。

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聚天冬氨酸-酪氨酸纳米胶束载体的制备及载药性能研究

李天杨, 李强, 付东升, 侯文娟, 张杰, 郭睿劼

化工新型材料. 2021, 49(6): 179-183. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.039

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聚天冬氨酸接枝酪氨酸可形成具有较强载药能力的自组装纳米胶束载体,以此为研究对象探讨了碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)催化体系对酰胺化反应的影响以及疏水段酪氨酸接枝率对胶束载体载药率的影响。结果表明,EDC/NHS催化体系比例的增加会提高反应的接枝率,而疏水段酪氨酸接枝率的增加可以提高对疏水性药物的负载能力,接枝率从0升高到26%的过程中可以使载药率从4.0%提高至58.16%。利用具有肿瘤靶向性能的叶酸对载体进行化学修饰得到兼具pH响应性和体内主动靶向能力的多重响应性高载药率纳米胶束载体。

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有机金属铱(Ⅲ)配合物吸收光谱和磷光光谱性质的密度泛函理论研究

李嘉伟, 高境, 陈通, 王宝, 尚小红

化工新型材料. 2021, 49(6): 184-187. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.040

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在平板显示和固态照明等领域有机电致发光器件有广阔的应用前景。相对于红色和绿色磷光材料,蓝色电致磷光材料较为匮乏。为了寻求蓝色电致磷光材料,采用密度泛函理论研究了四个环金属化Ir(Ⅲ)配合物的几何结构、吸收光谱和磷光光谱性质。由计算结果可知,所得最低能量吸收波长与发射波长都与实验测量的数据非常相近。四个配合物最低能量吸收分别位于364、357、361和350nm处,主要来源于HOMO→LUMO跃迁。四个配合物的发射波长分别在463、480、490和494nm处,均来自于激发组态LUMO→HOMO的贡献。

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钴酸锰@四硫化钴锰纳米复合材料的制备及其超级电容性能研究

金洁, 戴亚堂, 鲁静华, 铁宁

化工新型材料. 2021, 49(6): 188-191. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.041

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采用简单的水热法和煅烧处理手段,在泡沫镍上生长了四硫化钴锰(MnCo₂O₄)纳米线。将MnCo₂O₄前体浸入Na₂S水溶液后,S^2-到达MnCo₂O₄的外表面,硫置换氧形成MnCo₂S₄,以得到具有MnCo₂O₄@MnCo₂S₄核/壳纳米结构的超级电容器电极。使用场发射扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射和X射线光电子能谱对样品进行表征。制备的核/壳纳米结构显示了其组分优势和用于超级电容器电极的协同作用。该材料在1A/g的电流密度下可提供2212.5F/g的高比电容,并在三电极系统中表现出良好的倍率性能。在10A/g的电流密度下循环5000次后,材料的电容保持率为89%,证明其具有出色的循环稳定性。

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金属有机骨架材料MOF(Ni)-74对水中Cu²⁺的吸附性能研究

娄杰, 付秋平, 汪玲玲, 刘秋霞, 余磊, 胡华林

化工新型材料. 2021, 49(6): 192-196. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.042

摘要 ( )

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采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料MOF(Ni)-74,并系统研究了其对水溶液中Cu²⁺的吸附性能。采用X射线粉末衍射仪和原子吸收分光光度计对样品的物相及其对Cu²⁺的吸附性能进行了表征。研究了溶液pH、Cu²⁺初始浓度及吸附剂投加量等因素对Cu²⁺在MOF(Ni)-74上吸附性能的影响,并对其吸附等温过程和吸附动力学进行了研究。结果表明:在pH 1～6范围内,MOF(Ni)-74吸附Cu²⁺的最适pH为6。Cu²⁺初始浓度增大,MOF(Ni)-74对Cu²⁺的平衡吸附量增大。吸附剂投加量增大,溶液中Cu²⁺的去除率提高,但Cu²⁺的平衡吸附量减小。MOF(Ni)-74对Cu²⁺的吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力模型。

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超高镍NCA三元前驱体的制备及对应正极材料的研究

牛瑶, 寇亮, 张诚, 孙静, 徐可

化工新型材料. 2021, 49(6): 197-200. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.043

摘要 ( )

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以硫酸镍、硫酸钴、偏铝酸钠为原料,通过共沉淀法制备超高镍NCA三元前驱体Ni_0.91Co_0.06Al_0.03(OH)₂,并通过高温固相法合成对应的正极材料LiNi_0.91Co_0.06Al_0.03O₂,利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、粒度分析仪及电化学工作站对前驱体及对应正极材料的形貌、晶体结构、颗粒大小及电性能进行表征。测试结果表明:流量20mL/min得到的正极材料结晶度好,没有其他杂质存在,粒径在11μm左右,球形度好且一次颗粒分布均匀;电化学性能较好,0.1C下首次充电比容量为232.44mAh/g,首次放电比容量为211.49mAh/g,100圈后容量保持率为78.6%。

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溴化银/碳酸银复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

陶萍芳, 覃利琴, 秦荣欢, 吴秀花, 黄花粉, 黄国保, 王荣芳, 刘敏, 林韦

化工新型材料. 2021, 49(6): 201-205. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.044

摘要 ( )

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以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为溴源,采用简单的一步共沉淀法合成AgBr/Ag₂CO₃复合光催化剂,并利用粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外漫反射(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)和紫外可见光分光光度计等进行表征。以亚甲基蓝溶液为模拟染料进行光催化降解实验,探讨了反应时间、复合物质量比对样品催化性能的影响。结果表明:AgBr的光生电子易迁移到Ag₂CO₃表面,使复合催化剂稳定性增强,表现出比单一AgBr或Ag₂CO₃更优越的光催化性能。共沉淀反应时间为1h,加入0.3g CTAB合成的AgBr/Ag₂CO₃样品在用量为0.08g时降解200mL 10mg/L亚甲基蓝溶液30min后,降解率达到99.19%,第3次循环降解,其降解率仍高达60.91%,循环利用率高。

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不同阴离子插层的钙镁铝层状氧化物对二氧化碳吸附性能的影响

牛潇迪, 杨地, 李蕊, 冯艳艳

化工新型材料. 2021, 49(6): 206-209. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.045

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采用水热法制备Cl^-、NO^-₃和Ac^-插层的钙镁铝三元层状氢氧化物,然后经高温焙烧获得不同阴离子插层的钙镁铝层状氧化物,以探究阴离子的种类对所合成钙镁铝氧化物的二氧化碳吸附性能的影响。借助X射线衍射、扫描电镜和热重分析等对样品的结构、形貌及二氧化碳吸附性能进行分析。结果显示,不同阴离子种类所合成的钙镁铝层状氧化物在结构、形貌和吸附性能上都有着一定的差异,其中以硝酸盐为前驱体、反应时间为12h、反应温度为120℃、尿素用量为72mmoL时,合成的钙镁铝层状氧化物具有较规整的层状结构和较好的二氧化碳吸附性能。

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天冬氨酸改性磁性壳聚糖对Cd²⁺的吸附作用研究

高爱莎, 刘杰, 匡少平

化工新型材料. 2021, 49(6): 210-214. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.046

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天冬氨酸(ASP)在浓硫酸的作用下,通过酯化反应改性壳聚糖(CS),形成天冬氨酸修饰的壳聚糖,再通过共沉淀法将Fe₃O₄包覆于产物中,形成天冬氨酸磁性壳聚糖(ASP-CS-Fe₃O₄)微粒,对Cd²⁺的去除率可达76%以上。用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射仪等手段对产物进行表征,表明本实验合成了天冬氨酸修饰的磁性壳聚糖。通过吸附实验确定了Cd²⁺的最佳吸附参数。通过吸附动力学进行研究发现,ASP-CS-Fe₃O₄的吸附机制为二级动力学;通过研究吸附等温线发现,ASP-CS-Fe₃O₄与Cd²⁺金属离子之间可能是单层吸附过程的相互作用,与Langmuir等温线模型相符。

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以PBAT为基材的活性包装薄膜及其在食品包装中的应用研究进展

陈文君, 王蕾, 杨少华, 杨福馨, 陈晨伟

化工新型材料. 2021, 49(6): 215-221. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.047

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聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)因具有生物降解性能及优良的力学性能,属于环境友好型材料,可作为活性包装材料并应用于食品包装中。为了使PBAT得到更好的应用,综述了以PBAT为基材的活性包装薄膜及其在食品包装中应用的研究进展,主要从PBAT薄膜共混改性、活性薄膜及其在食品包装中的应用三方面进行了归纳总结,并对其未来发展趋势进行了展望,旨在为PBAT活性包装薄膜研究提供参考。

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负载新型荧光探针的二氧化硅气凝胶在甲醛检测中的应用

郑秋颖, 郭五, 林雪, 李明

化工新型材料. 2021, 49(6): 222-225. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.048

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制备了一种咔唑类荧光探针与二氧化硅气凝胶复合的固体荧光材料,用于检测甲醛。设计并合成了一种新型荧光探针,有效地将探针分子接枝在二氧化硅凝胶上,制备了平均孔径为16nm,比表面积达到535m²/g,负载有荧光探针的二氧化硅气凝胶。该复合材料不仅可以避免探针分子因为聚集而导致的荧光猝灭,而且对于甲醛的识别有较高的灵敏度,可检测到甲醛浓度最低为10^-5mol/L。

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具有过氧化物酶活性的纳米材料在比色葡萄糖生物传感器中的应用进展

喻昌木, 张荣, 卢小鸾, 孙晓霞, 杨敏, 彭黔荣

化工新型材料. 2021, 49(6): 226-230. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.049

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葡萄糖是细胞常见的代谢中间体和主要能量来源,而葡萄糖的含量是低血糖和糖尿病的重要指标。糖尿病是一种常见的代谢障碍疾病,为避免进一步的并发症,应严格监测糖尿病患者的血糖水平。与天然酶相比,纳米材料模拟酶具有催化活性高,稳定性好,成本低等特点。近年来,纳米材料作为过氧化物模拟酶检测葡萄糖和过氧化氢含量受到了关注。因此,综述了金属氧化物纳米材料、贵金属纳米材料以及金属有机框架纳米材料在比色葡萄糖生物传感器中的应用进展,并对未来发展方向进行展望。

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天然纤维增强复合材料性能的研究及应用

李晓丹, 唐莹, 冯佳成, 刘小平, 胡心雨, 刘小清, 申渝

化工新型材料. 2021, 49(6): 231-235. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.050

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在当今时代,人们对理想材料的要求越来越高,既要求其坚固、可靠、轻便、生态适应性和生物降解性,又要求其力学性能要优于传统材料,天然纤维增强复合材料可以满足上述大多数条件。主要介绍了天然纤维增强复合材料的性能以及利用天然纤维增强复合材料的优势、生态适应性及其在商业中的应用前景。

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秸秆纤维、粉煤灰和硅藻土协同作用对秸秆水泥基材料力学性能及抗冻性能影响的研究

肖力光, 李纪良

化工新型材料. 2021, 49(6): 236-239. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.051

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研究不同长度秸秆纤维(1～5mm、5～10mm、10～20mm)、粉煤灰和硅藻土协同作用对秸秆水泥基材料力学性能及抗冻性能的影响规律,通过SEM进行微观表征。正交设计确定水泥基复合材料的最佳配方为:粉煤灰取代率10%;硅藻土取代率4%;水胶比0.48,最佳活性掺合料组和空白组28d抗压强度分别为58MPa和46.3MPa,相比之下,活性掺合料组强度提高25.3%;随着三种长度秸秆纤维掺量的增加,抗压强度均逐渐下降,其中5～10mm的秸秆水泥基材料力学性能最佳,当纤维掺量为5%时冻融循环可达35次。

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氧化石墨烯对高掺量粉煤灰水泥基材料性能的影响及机理

张建武, 汪潇, 李志新, 徐卓越, 金彪, 苏嘉俊, 管学茂

化工新型材料. 2021, 49(6): 240-243. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.052

摘要 ( )

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研究了氧化石墨烯(GO)对高掺量粉煤灰水泥基材料(粉煤灰掺量50%)性能的影响。结果表明,随着GO掺量的增加,水泥基材料的凝结时间逐渐缩短。掺入1%的GO,其初凝和终凝分别缩短了50min和55min;水泥基材料的抗折强度随着GO掺量增大先增加后减小,当GO掺量为0.6%时,水泥基材料7d和28d抗折强度和抗压强度最佳,相对于空白组分别提高了34%和8.7%,但GO对水泥基材料抗压强度没有显著影响。采用XRD和SEM分析了GO作用机理,发现GO能够促进水泥矿物的早期水化反应,进而加快粉煤灰的早期火山灰反应。此外,GO还可以充当模板调控作用,生成具有花瓣状结构的水化产物。

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锰基氧化物用于水系锌离子电池正极材料研究进展

方华, 孟凡腾

化工新型材料. 2021, 49(6): 244-248. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.053

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可充电水系锌离子电池(ZIBs)作为新一代储能器件,因为环境友好、安全等优点备受关注。锰基氧化物由于成本低、工作电压高而适合用作正极材料,已经成为本领域的重点研究对象。综述了近几年来锰基氧化物作为水系ZIBs正极材料的研究进展,主要围绕锰基氧化物的晶型、储能机理、性能优化策略等几个方面进行了系统的总结。最后展望了锰基氧化物正极材料用于水系ZIBs的研究前景。

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飞机舱门橡胶密封件力学与密封性能研究

袁修起

化工新型材料. 2021, 49(6): 249-252. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.054

摘要 ( )

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橡胶密封件在飞机舱门结构中应用广泛,主要起到密封、隔音、保温等作用,对飞机的正常飞行及乘客的生命安全至关重要。实验建立了舱门橡胶密封件的有限元模型,分析了密封件在不同压缩量下的变形和应力分布规律,并对密封件直线段在不同压缩量下的压缩-回弹性能进行研究,分析包裹层、织物和型芯对橡胶密封件密封性能的影响。结果发现,仿真分析与实验吻合较好,研究结果对于橡胶密封件密封性能的设计和优化有重要作用。

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纳米银及抗菌胶乳的绿色合成

赵志飞, 高向华, 王华, 魏丽乔

化工新型材料. 2021, 49(6): 253-257. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.055

摘要 ( )

可视化

以D-葡萄糖为还原剂,植酸钠(SP)为稳定剂,原位制备出植酸钠-银纳米粒子(SP-AgNPs);将其与天然胶乳(NR)共混,制得抗菌胶乳。采用紫外分光光度计、X射线衍射仪等手段对所制备的样品进行了表征。结果表明:SP具有良好的稳定性作用,制得的纳米银(AgNPs)为球形,粒径约为5～12nm;采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌对样品的抗菌性能进行评价,SP-AgNPs具有优异的抗菌性能;改性后的天然胶乳具有良好的抑菌效果,且热稳定性提高。

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聚乙烯吡咯烷酮辅助合成溴氧化铋花状微球及其光催化性能的研究

高占尧, 李慧敏, 丁涛, 仝攀瑞

化工新型材料. 2021, 49(6): 258-261. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.056

摘要 ( )

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采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助溶剂热法合成了溴氧化铋(BiOBr)花状微球,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术手段对样品进行了表征和分析,在汞灯辐照下以氯霉素(CAP)为降解底物,探讨了PVP添加量对BiOBr微球光催化性能的影响。结果表明:在表面活性剂PVP的辅助下,样品的尺寸变小,组成微球的纳米片变薄,比表面积增大,吸收带边发生红移,禁带宽度变小。当PVP添加量为0.4g时,制备BiOBr-0.4样品形貌为均匀的花状微球,直径约为2μm,禁带宽度为2.61eV,表现出最佳的光催化活性,对CAP的降解率达到74.5%,约为纯BiOBr的1.5倍。

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高纯四甲基硅烷合成工艺及提纯技术

贺玉刚, 万烨, 常欣, 王芳, 袁振军, 赵喜哲

化工新型材料. 2021, 49(6): 262-264. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.057

摘要 ( )

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随着四甲基硅烷市场需求的膨胀,供求关系得到改善,行业盈利能力稳步提升,带动了四甲基硅烷精制技术的迅速发展。介绍了高纯四甲基硅烷的应用市场,综述了高纯四甲基硅烷的制备工艺,分析各自的优点及不足,并展望了未来的发展趋势。分析指出,应加强校企联合力度,增强研发力量,优化合成工艺和提纯技术,同时建立痕量杂质检测方法和质量管理体系,保障产品质量的稳定。

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GO/Fe₃O₄纳米复合物用于亚甲基蓝的高效吸附研究

王涵, 余海溶, 梁婷, 程昌敬

化工新型材料. 2021, 49(6): 265-270. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.058

摘要 ( )

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采用简便一步溶剂热法合成了Fe₃O₄纳米晶修饰磁性石墨烯纳米复合物(GO/Fe₃O₄)。表征了其结构形貌并研究了其对水溶液中阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明,以Fe(acac)₃为铁源,不添加任何配体,可合成高比表面积的GO/Fe₃O₄(606.4m²/g);通过π-π堆叠和电荷共同作用,其对水溶液中的MB显示出高效吸附能力,最大平衡吸附容量可达1013.2mg/g。GO/Fe₃O₄对MB的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。该材料有望成为一种优良的吸附剂用于水体中阳离子污染物的去除。

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儿茶素功能化Fe₃O₄磁性纳米粒子的合成及其对重金属离子去除的研究

史宇哲, 孙聪聪, 李静超, 邓世贤, 赵柏涵, 刘志国

化工新型材料. 2021, 49(6): 271-275. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.059

摘要 ( )

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采用水热法合成了水溶性儿茶素功能化的Fe₃O₄纳米粒子。通过傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜、X射线衍射和磁性测试对制备的Fe₃O₄纳米复合材料进行了表征。结果表明,Fe₃O₄纳米粒子具有立方尖晶石结构,表面覆盖着儿茶素。儿茶素功能化Fe₃O₄纳米粒子具有很强的磁性,可以利用永磁体进行收集。所得的Fe₃O₄纳米粒子具有良好的稳定性,并可以在水中重新分散。在此基础上,实验了儿茶素功能化Fe₃O₄纳米颗粒吸附水中的重金属离子效果。原子吸收测定结果表明,儿茶素功能化Fe₃O₄纳米粒子对水中Cu²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的去除率很高,有望应用于废水中重金属离子的处理。

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聚偏氟乙烯/氧化石墨烯/多壁碳纳米管/聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮K30共混膜处理染料废水的应用研究

房平, 温璐, 梁林栋, 梅雨田, 张萌, 刘康

化工新型材料. 2021, 49(6): 276-280. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2021.06.060

摘要 ( )

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以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,以氧化石墨烯(GO)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚乙烯醇(PVA)为添加剂,利用非溶剂相转化法(NIPS)制备共混膜,并选择罗丹明B、亚甲基蓝和刚果红染料分别配制3种单一的染料废水,并对初始染料浓度、离子浓度和pH对共混膜截留性能的影响进行研究。结果表明:染料浓度为10mg/L时,共混膜对罗丹明B和亚甲基蓝染料的截留性能最优,染料浓度为50mg/L时刚果红染料的截留性能最好。染料溶液离子浓度为0.9mol/L时,共混膜的截留性能最好;当染料溶液pH=4时,共混膜对罗丹明B溶液和亚甲基蓝溶液的截留性能最好。

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2021年, 第49卷, 第6期　刊出日期：2021-06-20

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