化工新型材料

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钟存贵, 谢留雨, 华亚楠, 蔡冰寒, 吴兴哲, 陈玉坤

化工新型材料. 2024, 52(12): 1-7. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.020

摘要 ( )

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超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视。超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势。其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用。概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望。

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碳纳米材料在SBS基柔性应变传感器中的应用进展

卫冰妍, 李伟

化工新型材料. 2024, 52(12): 8-11. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.039

摘要 ( )

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近十几年来,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)基柔性应变传感器因其优异的力学性能以及良好的传感性能走入大众视野。介绍了应变传感器的信号传感机理,综述了以SBS为基体的柔性应变传感器制备工艺以及不同碳纳米材料的传感机理,并对以SBS为基体与不同碳纳米材料组成的复合材料的应用进行了展望。

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仿生抗冻水凝胶的设计策略及展望

牛丽丽, 王培, 高志华, 吴丽丽, 赵梦坤

化工新型材料. 2024, 52(12): 12-17. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.018

摘要 ( )

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在自然界中,许多生物展现出很强的抗冻能力,能够在极冷的环境中生存。受这些生物抗冻性的启发,研究人员开发了许多先进的抗冻水凝胶材料,并探索其在柔性电子、柔性能源和生物科学等不同领域的潜在应用。基于耐寒生物抗冻性的基本机制,总结了抑制冰核形成和抑制冰晶生长的两类合成抗冻水凝胶的策略:可以引入有机溶剂、酸、两性离子、盐等方法抑制冰核形成;可以引入防冻蛋白(AFPs)、构建核壳纳米结构和聚合物互穿网络结构(IPNs)等方法抑制冰晶生长。简要介绍了每种策略的优缺点,讨论了不同合成策略与所得到的水凝胶性能。最后,提出了抗冻水凝胶未来的发展方向。

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PDMS复合泡沫的制备及其应用研究进展

王江红, 谭琳, 冯辉霞, 陈娜丽, 郝姣阳

化工新型材料. 2024, 52(12): 18-23. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.042

摘要 ( )

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综述了聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合泡沫最新应用研究进展。详细介绍了PDMS泡沫模板法、液乳法、气相发泡法、溶剂蒸发诱导相分离法、3D打印法等制备方法。近年来,在PDMS泡沫中添加各类填料制备复合泡沫已经成为了研究的热点。常用的复合泡沫填料包括碳材料、金属纳米材料、导电聚合物、过渡金属碳化物等。此外,详细介绍了PDMS复合泡沫在压阻传感、电磁屏蔽、油水分离、吸声和阻燃等领域的相关应用成果。

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新型废氨吸附材料研究进展

许焯, 邵高耸, 梁智, 史轻舟, 蒋丁丁, 王宪伟, 卢林刚

化工新型材料. 2024, 52(12): 24-31. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.052

摘要 ( )

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氨气作为农业生产过程中排放和泄漏最多的有害气体之一,过量的氨气会导致生态系统恶化,对人类的健康构成重大损伤。吸附法是处理氨气最常见的有效方法之一,目前氨气吸附材料和材料改性方法发展不明确,虽然前人对氨气吸附材料有所总结,但新型氨气吸附材料近年来发展迅速需要补充。综述了近年来相关材料对氨气吸附的研究现状,补充论述碳纳米管、石墨、离子液体和低共熔溶剂等新型材料研究进展,总结氨气吸附材料吸附机理、发展方向和改性策略,对氨气吸附材料的发展提出建议。

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天然多糖基超吸水性凝胶的研究进展

范艺源, 张建丰, 李晓君, 刘青业

化工新型材料. 2024, 52(12): 32-36. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.049

摘要 ( )

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超吸水性凝胶是由亲水性聚合物交联形成的具有三维网络结构的一类高分子功能材料,在可降解食品包装、食品保鲜及农业与制药等领域具有广泛用途。尤其是天然多糖基超吸水性凝胶不仅具有高溶胀度和快溶胀速率,而且表现出良好的生物相容性和可降解性。重点综述了以纤维素、淀粉、壳聚糖、卡拉胶及海藻酸钠为原材料构建的超吸水性水凝胶的最新研究进展;同时阐明了超吸水性水凝胶的溶胀机理,并对材料未来的发展与挑战做出展望,希望能为高性能天然多糖基超吸水性凝胶材料的设计和制备提供理论基础和科学价值。

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纤维素纳米晶体的制备方法及其应用进展

宋智超, 徐一鑫, 马重重, 石大为

化工新型材料. 2024, 52(12): 37-43. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.010

摘要 ( )

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纤维素纳米晶体(CNC)因具有可再生性、优异的生物相容性、大比表面积、高结晶度和高抗拉强度而备受关注。综述了CNC的制备方法,如酸水解法、酶水解法、氧化水解法、机械法及其在增强复合材料、生物医学材料、食品包装、电子、导电油墨等领域的应用,介绍了各种制备方法的作用机理并总结了其优缺点。

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废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生技术研究进展

闫洪远, 刘志华, 李紫龙, 焦乙枭, 罗丹, 于鉴兰

化工新型材料. 2024, 52(12): 44-49. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.009

摘要 ( )

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回收利用废旧磷酸铁锂电池是目前研究人员广泛关注的问题。与提取有价金属为目标的湿法、火法冶金技术相比,正极材料的修复再生技术具有能耗低、流程短以及更加环保的优势。由于其稳定的橄榄石晶体结构和高价值金属含量低,废旧磷酸铁锂电池正极材料的修复再生是一种经济的选择。综述了以物理法、热处理法、化学法为代表的3种预处理方式研究现状,总结了废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生方法的技术进展,包括高温固相再生、水热合成法、电化学法,分析了目前修复再生技术存在的问题并提出了相关建议。

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直接硼氢化物燃料电池用非贵金属钴基阳极催化剂的研究进展

韩家乐, 田晓, 张颖, 张晓杰, 高媛媛, 聂丹虹

化工新型材料. 2024, 52(12): 50-56. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.040

摘要 ( )

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直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是一种将存储在硼氢化物中的化学能(氢能)在阳极催化剂作用下直接转化为电能的新型氢燃料电池。由于该类电池具有理论电池电压高、能量密度大、绿色清洁及便于携带等优点而备受研究者的青睐。DBFC的阳极催化剂是决定电池性能的关键因素。以往阳极催化剂多采用贵金属及其合金。贵金属催化剂具有优越的催化活性和稳定性,但贵金属资源有限且成本高。为降低成本、扩大应用范围,近年来研究人员开始寻找非贵金属催化剂。Co基催化剂是一类非贵金属催化剂,因其活性高、比贵金属便宜等优点而受到研究者的重视。从Co基催化剂的种类、制备方法和性能角度出发,对近几十年来Co基催化剂的研究成果进行分析、梳理。同时对Co基催化剂今后的发展进行展望。

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纳米流体稳定性的因素分析与评价方法及未来展望

程寒, 唐波

化工新型材料. 2024, 52(12): 57-62. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.019

摘要 ( )

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近年来,传统导热流体的传热已经不能满足电子设备、制冷制热设备、汽车工业和可再生能源设备等产业的快速发展,纳米流体的极速发展成为解决这些问题最有希望的途径。纳米流体具有高效率、高传热性能等优点,但其在稳定性方面存在巨大缺陷。为使纳米流体在实际应用中保持较长时间的稳定,许多科研工作者对此进行了大量的实验研究和分子模拟。通过汇总和分析大量文献,首先分别从表面活性剂、pH、温度、颗粒质量分数、基液性质等方面对稳定性的影响进行探究,其次简述了纳米流体稳定性的多种评价方法,最后对未来的研究方向进行展望。

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机械-电-催化材料在有机废水处理中的应用进展

程晓越, 范保喜, 牛梦娴, 武峥, 洪思奇

化工新型材料. 2024, 52(12): 63-67. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.004

摘要 ( )

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压电催化和摩擦催化都是利用机械能转化为电能在反应体系中产生活性自由基,故称为“机械-电-催化”。总结了影响机械-电-催化材料催化效率的因素并分析了污染物降解机理,综述了机械-电-催化材料在有机废水处理中的应用进展,指出利用低频机械能、提高催化活性及与其他方法协同作用是未来机械-电-催化材料处理废水中有机污染物的研究方向。

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一维TiO₂纳米阵列改性及其应用进展

王志博, 李亚峰, 李倩倩, 伍健伯, 张驰

化工新型材料. 2024, 52(12): 68-73. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.002

摘要 ( )

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介绍了近年来一维TiO₂纳米阵列结构及其反应器设计进展,综述了一维TiO₂纳米阵列的改性方法,包括元素掺杂、构建异质结、表面修饰、与有机碳和金属有机骨架材料复合等,分析了存在的问题并指出了其未来的发展方向。

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PVC合成树脂技术及性能改进研究进展

孙立科, 林洋, 关彦军, 袁青

化工新型材料. 2024, 52(12): 74-80. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.055

摘要 ( )

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聚氯乙烯(PVC)合成化学的进展主要聚焦于内增塑和减少分子链缺陷结构。对于前者,方法包括:利用PVC分子链中C—Cl键的亲核取代反应及后续的点击反应等引入小分子增塑官能团;利用活性C—Cl键的接枝聚合引入大分子接枝链;自由基共聚合引入自增塑功能单体,如氯乙烯与(甲基)丙烯酸酯聚乙二醇单甲醚酯的共聚物展现出了优异的内增塑性能;可控自由基聚合合成嵌段聚合物等。这些方法虽然制备了不同玻璃化转变温度(T_g)的PVC共聚物,但反应物的高成本和工艺过程的复杂性,在工业生产中的应用还存在挑战。在工业生产技术方面,讨论了影响PVC树脂颗粒特性的工艺因素,重点介绍了连续引发剂加入(CiD)技术。CiD技术可以将PVC的聚合反应时间缩短到240min,同时通过降低叔氯的含量而显著提高PVC产品的热稳定性。作为平衡氯碱工业氯气的主要产品,PVC树脂在较长的一段时间是不可替代的,提升生产技术和改进产品质量,开发新的PVC共聚树脂是行业可持续发展的关键。

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漂浮型光催化材料合成策略及应用研究进展

易均辉, 梁诗婷, 肖小静, 陈展鸿, 张紫科, 黄子颖, 莫惠媚

化工新型材料. 2024, 52(12): 81-85. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.054

摘要 ( )

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漂浮型光催化材料是解决水污染问题的有力工具,具有结构稳定、易回收、效率高等优点,在光催化领域有很大的潜力。重点介绍了几种漂浮型光催化材料的制备方法以及优缺点。还讨论了这些材料在降解水体染料、抗生素、生产化学品、光催化固氮和杀菌等方面的应用。最后,对漂浮型光催化材料面临的挑战和研究方向进行了展望。旨在为研究人员提供关于漂浮型光催化材料的理论支持,并促进其在环境治理中的实际应用。

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生物炭吸附材料改性及去除水中污染物的研究进展

李浩, 林琳, 关法春, 时君友, 段喜鑫, 解娇, 祝延立, 郗登宝

化工新型材料. 2024, 52(12): 86-92. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.022

摘要 ( )

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生物炭因其原材料来源广泛、环境友好、比表面积高、表面官能团丰富、稳定的物化性质以及制备成本低等优点,作为最具潜力的吸附材料已受到广泛关注。主要介绍了生物炭的来源,包括植物基、动物基以及污泥基这3种生物炭,重点描述了生物炭对水中重金属、有机污染物以及无机营养盐的吸附机理。详细归纳总结了提升生物炭吸附性能的改性强化措施,包括球磨、微波、蒸汽活化的物理方法,酸、碱、金属及金属氧化物改性的化学方法,以及微生物辅助改性的生物方法。最后,对生物炭吸附方面的发展应用进行了展望。

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铁掺杂纳米二氧化钛提升铂金催化硅橡胶热稳定性的研究

冯小亚, 魏凯杰, 胡彦杰

化工新型材料. 2024, 52(12): 93-99. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.023

摘要 ( )

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采用喷雾火焰燃烧法制备了二氧化钛(TiO₂)和铁掺杂二氧化钛(Fe-TiO₂)纳米颗粒,以其作为耐热剂,应用热失重、热失重-气相色谱-质谱联用、热老化前后机械性能变化和全反射红外光谱等方法研究了纳米颗粒对铂金催化硅橡胶热稳定性能的影响规律,探究了纳米颗粒对硅橡胶耐热老化性能的提升机理。结果表明:TiO₂和Fe-TiO₂纳米颗粒对于铂金催化硅橡胶的端基水解和主链环化降解有显著的抑制效果,Fe-TiO₂还可以进一步抑制侧甲基氧化形成的过度交联,因而Fe-TiO₂对铂金催化硅橡胶耐热性能的提升效果明显优于TiO₂。

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Janus-PAN纳米纤维膜的制备及其油水分离性能研究

杨甜甜, 刘娴, 陈明珠, 王志远, 李惠军

化工新型材料. 2024, 52(12): 100-105. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.014

摘要 ( )

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采用连续静电纺丝法制备“层层递进式”Janus-PAN(聚丙烯腈)纳米纤维膜。Janus-PAN纳米纤维膜以亲水性PAN纳米纤维膜为底层、聚丙烯腈/聚氨酯(PAN/PU)共混纳米纤维膜为中间层,喷涂疏水改性的SiO₂粒子作为顶层。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、电子单纤维强力仪对Janus-PAN纳米纤维膜的表面形貌、化学组成、表面润湿性能、力学性能进行分析和测试并研究了其油水分离性能和循环使用性能。结果表明Janus-PAN纳米纤维膜具有不对称的润湿性,能够有效切换分离水包油和油包水乳液,经过8次循环分离后仍具有较高的分离效率。其中,水包石油醚和水包机油乳液的分离效率超过99.2%和99.0%,花生油包水和石蜡油包水乳液的分离效率可达97.3%和98.6%以上。

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柔性MOF衍生硫化亚锡/碳纤维的制备及储钠性能

吴采芩, 戴涵, 李正淳, 乔辉

化工新型材料. 2024, 52(12): 106-110. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.032

摘要 ( )

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将Sn-MOF分散在N,N-二甲基甲酰胺中,并加入聚丙烯腈(PAN)静电纺丝得到Sn-MOF/PAN纳米纤维,经过高温煅烧后得到了硫化亚锡/碳纤维(SnS/CNFs)。SnS/CNFs-2电极材料具有良好的柔性,在弯折状态下依然保持着良好的柔性。通过扫描电镜、X射线衍射仪和EDS元素分析等表征方法,测定了SnS/CNFs-2的形貌、晶体结构。将该柔性电极材料作为钠离子电池负极材料时,表现出优异的倍率性能和循环稳定性。结果表明:对于SnS/CNFs-2电极材料,其具有良好的倍率性能,在1A/g、2A/g、5A/g、10A/g的电流密度下对应的放电比容量分别为271mAh/g、236mAh/g、157mAh/g、64mAh/g。另外,SnS/CNFs-2复合纳米材料在高达1A/g的大电流密度下表现出良好的循环稳定性,循环100圈后,放电容量高达260mAh/g。

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聚醚砜膜性能表征及其对蛋白分离行为影响机制研究

谢绍业, 王建明, 陈顺权, 郭秋兰, 黄博武

化工新型材料. 2024, 52(12): 111-115. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.033

摘要 ( )

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采用自制聚醚砜医用分离膜,考察不同孔径预过滤膜、操作压力、静脉注射人免疫球蛋白(IVIG)溶液的浓度、pH对静脉注射人免疫球蛋白(IVIG)溶液通量、载量、透过率以及透过衰减情况的影响。结果表明,制备的聚醚砜膜具有表面开孔均匀、断面呈现梯度结构的全海绵结构分离膜;在一定分离条件下,使用孔径较小的膜进行预过滤、提高操作压力能有效减缓膜孔堵塞,提高聚醚砜分离膜效率;使用较低浓度IVIG溶液能防止过早出现浓差极化,减少聚醚砜分离膜分离阻力,而过高的pH会导致蛋白结构、形态的改变,分离效率下降。

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PBDMS/PA11复合材料的冲击及压缩性能研究

秦文娜, 翟哲, 阮棉芳, 于海洋, 李强, 许志华, 李峰

化工新型材料. 2024, 52(12): 116-119. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.007

摘要 ( )

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利用聚硼硅氧烷(PBDMS)中的动态化学键—Si—O—B调控尼龙11(PA11)的冲击和抗压性能,通过熔融共混方式在PA11中添加PBDMS制备了PBDMS/PA11复合材料,研究了PBDMS含量对复合材料冲击性能、压缩性能及形貌结构的影响,并阐述了PBDMS影响PA11性能的机理。结果表明:复合材料的悬臂梁缺口冲击强度随着PBDMS含量的增加而提高,PBDMS质量分数为12%时,悬臂梁缺口冲击强度达到最大值9.9kJ/m²,比纯PA11增加25%;复合材料的压缩永久变形率则随着PBDMS含量的增加而降低,PBDMS质量分数为15%时,压缩永久变形率最低为6%,比纯PA11降低50%。

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阻燃纳米硅镁石/玻纤增强PA6复合材料的制备及其性能研究

姚振宇, 黄伟杰, 陈阳, 倪金平

化工新型材料. 2024, 52(12): 120-123. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.006

摘要 ( )

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采用十溴二苯乙烷(DBDPE)、无机纳米硅镁石(FS21)、三氧化二锑(Sb₂O₃)和玻璃纤维对尼龙6(PA6)进行阻燃增强改性,制备了阻燃纳米硅镁石/玻纤增强PA6复合材料,研究了FS21对复合材料阻燃性能、热稳定性、力学性能和加工性能的影响。结果表明:随着FS21含量的增加,复合材料的阻燃性能先提升后降低;FS21含量从0%提高到2%(wt,质量分数,下同)时,样条垂直燃烧总时间从42.1s缩短到19.2s,当FS21含量超过2.4%后复合材料阻燃等级由V0降低至V2;复合材料的极限氧指数随着FS21含量的提高呈线性下降;FS21会影响复合材料的力学性能和加工性能。

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GO负载ZIF-8粒径调控对环氧树脂复合材料性能的影响

杜博豪, 王梦沂, 刘来君, 程蕾, 闫普选

化工新型材料. 2024, 52(12): 124-127. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.003

摘要 ( )

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为了提高环氧树脂(EP)的综合性能,以二维氧化石墨烯(GO)为载体负载不同粒径的ZIF-8颗粒,以ZIF-8@GO作为填料,通过预混合和热模压工艺制备了ZIF-8@GO/EP复合材料,研究了GO表面不同粒径ZIF-8颗粒对复合材料弯曲性能和介电性能的影响。结果表明,随着ZIF-8粒径的减小,复合材料的弯曲强度先减小后增大,而介电常数逐渐增大,介电损耗无明显变化。当ZIF-8平均粒径为79.3nm时,ZIF-8@GO/EP复合材料的弯曲强度最高达85.4MPa,断裂弯曲应变和介电常数分别为3.4%和3.64,综合性能较优。

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镍钴金属醇盐自模板衍生三元金属氢氧化物纳米片的制备及电化学性能研究

贾帅, 李旭, 李迎春

化工新型材料. 2024, 52(12): 128-135. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.051

摘要 ( )

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层状结构的过渡金属氢氧化物(TMHs)以其丰富的法拉第氧化还原反应、多重离子价态、可调组分和高理论容量等优势,使其在超级电容器领域中受到广泛青睐。利用乙酸锌[Zn(CH₃COO)₂·2H₂O]水溶液诱导镍钴金属醇盐微球(NiCo-GSs)一步水解得到三元过渡金属离氢氧化物(NiCoZn-OH)纳米片电极材料,探究了乙酸锌用量对目标电极材料形貌、结构以及电化学性能的影响。结果表明:在NiCo-GSs水解过程中,Zn²⁺离子进入氢氧化物主层结构,而CH₃COO^-离子则嵌入层间,扩大了层间距。Zn(CH₃COO)₂·2H₂O用量为10mg时,所制NiCoZn-OH-10显示出典型的二维片层结构特点,其比表面积和孔体积分别高达175.9m²/g和0.67cm³/g。在三电极体系中,NiCoZn-OH纳米片在1A/g的电流密度下表现出760C/g的比容量,且在30A/g的电流密度下,依旧显示出优异的84.8%容量保持率;在10A/g电流密度的条件下循环充放电3000次后,NiCoZn-OH-10的比容量还可以达到初始值的89.95%,表明其具有优异的循环稳定性。

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纳米纤维聚苯胺导电水凝胶的保湿性能研究

范兴文, 陶玉仑

化工新型材料. 2024, 52(12): 136-140. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.046

摘要 ( )

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采用纳米纤维聚苯胺(PANI)作为导电填料,聚乙烯醇(PVA)/琼脂糖(AG)双网络水凝胶作为柔性基底,乳酸钠溶液(SL)作为保湿剂,制备了一种新型的具有保湿功能的PANI/PVA/AG-SL导电水凝胶。结果表明:浸泡SL溶液15min可以有效地改善水凝胶的保湿性能。25℃的干燥环境下,水凝胶在经历72h后自身质量仍可保持在原来的85%左右。而在50℃和60℃的高温环境下,24h后自身质量仍可保持在原来的42%和46%左右。其保湿性均大于未浸泡SL溶液的水凝胶。浸泡SL溶液会对水凝胶的电化学储能性能产生影响,浸泡5min、10min、15min后水凝胶电极材料的比电容从225mF/cm²分别下降到了212.5mF/cm²、195mF/cm²、150mF/cm²。与此同时,水凝胶的最大可承受应力分别从原本的105.4kPa提升到212.4kPa、341kPa和541.6kPa,水凝胶的机械性能得到很大提升。该水凝胶可为改善导电水凝胶在应用过程中保湿性能差的现象提供参考。

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颜色可调谐的近紫外白光LED用Na₄CaSi₃O₉∶Tm³⁺,Dy³⁺荧光粉及发光性能研究

梁雅明, 黎明豪, 宋雪冰, 赵文玉

化工新型材料. 2024, 52(12): 141-145. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.034

摘要 ( )

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采用传统高温固相反应法合成一系列Na₄CaSi₃O₉∶Tm³⁺,Dy³⁺荧光粉,对样品进行X射线衍射(XRD)测试,分析了漫反射光谱和荧光光谱特性,通过调配掺杂离子浓度可以实现发光颜色的可调谐。结果表明:Na₄CaSi₃O₉∶0.05Dy³⁺在349nm近紫外光激发下表现出黄光发射,色坐标为(0.4412,0.413),共掺杂样品Na₄CaSi₃O₉∶0.02Tm³⁺,yDy³⁺在357nm和351nm激发下表现出冷白、白色、暖白这3种色调,相关色温分别为6854K、5481K、3783K。因此,该荧光粉具有应用于白光LED发光材料的潜力。

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四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯天然胶乳复合材料的制备及性能研究

闫蕊, 王凯

化工新型材料. 2024, 52(12): 146-150. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.053

摘要 ( )

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以铁离子、碳纳米管、氧化石墨烯为原料,经过硫化铵或多巴胺还原、氨水增强的共沉淀法制备四氧化三铁/碳纳米管/石墨烯(Fe₃O₄/CNT/G)粉体,再将粉末添加到天然胶乳中用流延法制备成复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、拉伸测试仪等表征方法研究了Fe₃O₄/CNT/G天然胶乳复合材料的结构和力学性能、导电、导磁性能。结果表明:硫化铵工艺制备出来的粉末的导电性和导磁性都要优于多巴胺工艺制备出来的粉末(电导率为0.21S/mm;饱和磁化强度和矫顽力为14.01emu/g和4.11Oe)。当复合材料中Fe₃O₄/CNT/G粉末添加量为3%时,力学性能达到最佳,拉伸强度为9.8MPa。

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沉积Ag柔性导电涤纶电极的制备及结构与性能研究

颉海娟, 柯惠珍, 张伊龙, 裴珞汐, 王雨璇

化工新型材料. 2024, 52(12): 151-154. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.017

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采用磁控溅射法在经过水性聚氨酯涂层(WPU)处理的涤纶平纹机织布表面沉积银薄膜(Ag)。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测试仪和四探针测试仪分别表征并探讨WPU涂层和沉积Ag薄膜对涤纶平纹机织布表面微观形貌结构、水接触角以及导电性能的影响。结果表明:WPU涂层处理和沉积Ag薄膜填充了织物表面的沟槽和孔洞,使织物表面更加平整,织物表面粗糙度在115～343nm之间;经过WPU涂层和沉积Ag薄膜后织物的水接触角从99°±1°增加到116°±1°。沉积Ag薄膜后织物表面的方块电阻在(147±3)mΩ/□到(36±1)mΩ/□之间。制备的柔性导电织物可作为全柔性织物电极材料应用于柔性可穿戴聚合物太阳能电池的研发。

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TiO₂/WO₃异质结构建及其光电性能研究

郭小峰, 刘一豪, 杨磊, 付宇凡

化工新型材料. 2024, 52(12): 155-158. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.024

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分别以钨酸钠和钛酸四异丙酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备了纳米WO₃及TiO₂胶体,并将两种材料按照一定比例进行复配和煅烧,制备了TiO₂与WO₃的异质节型光催化材料。循环伏安测试表明制备的材料具有较好的电化学性能。光催化测试表明,TiO₂与WO₃摩尔比为1∶10的复合材料显示出最好的光催化性能,其对亚甲基蓝的降解率为73.7%,是纯WO₃的1.52倍。

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基于纳米TiO₂的Co(Ⅱ)离子印迹聚合物的制备及其性能研究

罗甘滨, 付冬雪, 洪玉文, 胡斌, 赵莉, 成会玲

化工新型材料. 2024, 52(12): 159-163. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.008

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采用表面离子印迹技术,以Co(Ⅱ)离子为模板离子,双(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸(Cyanex272)为配体,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,纳米TiO₂为载体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,制备了21种Co(Ⅱ)离子印迹聚合物[Co(Ⅱ)-IIP_1-21@TiO₂]和相应的非印迹聚合物(NIP_1-21@TiO₂)。通过对印迹条件进行优化,得到最佳条件下制备的Co(Ⅱ)-IIP₃@TiO₂其吸附量为158.70mg/g,印迹因子为2.35。通过傅里叶变换红外光谱仪、氮气吸附-脱附实验和扫描电子显微镜对Co(Ⅱ)-IIP₃@TiO₂和NIP₃@TiO₂的表面形态和内部结构进行表征;结合等温吸附和动力学吸附实验,对Co(Ⅱ)-IIP₃@TiO₂的吸附行为进行分析。结果表明:Co(Ⅱ)-IIP₃@TiO₂对 Co(Ⅱ)离子的吸附以准二级动力学过程为主,符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层化学吸附。

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V₂O₅/Ca_xV₂O₅复合材料的合成及其电化学性能研究

彭良奎, 陈泓友, 袁伊帆, 张锦程, 程璐, 周惠敏

化工新型材料. 2024, 52(12): 164-169. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.015

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为了改善五氧化二钒的电化学稳定性,采用水热法一步合成了V与Ca摩尔比不同的五氧化二钒/钙掺杂五氧化二钒(V₂O₅/Ca_xV₂O₅)复合材料,以V₂O₅/Ca_xV₂O₅作为正极,金属锂片作为负极组装成电池,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等对复合材料的微观形貌、结构和元素组成进行了分析,通过电化学工作站对复合材料进行阻抗测试和循环伏安测试,研究了微观形貌和元素掺杂对复合材料电化学性能的影响。结果表明:Ca元素的掺杂使V₂O₅由纳米棒转化为纳米线,并且有利于提高电极的容量保持率,但Ca_xV₂O₅放电比容量较V₂O₅低,过量添加Ca元素会严重影响材料的储锂性能;当n(V)∶n(Ca)=1∶0.12时,V₂O₅/Ca_xV₂O₅复合材料储锂性能和循环稳定性达成平衡,初始放电比容量为100.7mAh/g,循环100圈容量保持率为58.9%,循环100圈总放电比容量为7332mAh/g。

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D314树脂的β-Ala改性及其对镓离子的吸附性能研究

刘馥瑶, 王雪莲, 石敏感, 冯晓琴, 安富强

化工新型材料. 2024, 52(12): 170-174. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.048

摘要 ( )

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随着科技的发展,镓在半导体、医疗、催化等领域占有越来越重要的地位,但由于其在自然界中无独立矿床可提取,使对镓的回收逐渐成为人们关注的重点。针对上述问题提出一种新型吸附剂的研究方法,利用β-Ala中的羧基可与Ga(Ⅲ)之间形成配位作用,首先在D314树脂表面接枝聚合了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),再用β-丙氨酸进行改性,制得新型吸附剂β-AlaD314。研究了改性条件对吸附量的影响,并考察了改性树脂对Ga(Ⅲ)的吸附性能。结果表明:β-AlaD314最佳适宜的改性条件为β-丙氨酸用量2g,反应温度60℃,反应时间8h;在25℃,pH为2的环境下,β-AlaD314对Ga(Ⅲ)的饱和吸附量为321.07mg/g,符合准一级动力学模型;此外,β-AlaD314具有良好的重复使用性能。

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以自制树脂为基料的水性锌铝涂层的制备及研究

王凤, 董淑玲, 王秀玲

化工新型材料. 2024, 52(12): 175-178. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.036

摘要 ( )

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以自制树脂为粘结剂、片状锌铝粉为主要原料制备水性无铬锌铝涂层,在锌铝粉与树脂质量比为1∶1的前提下,研究不同铝粉含量对钢板上防腐性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站、X射线衍射仪(XRD)等表征手段,对涂层的微观结构、形貌、腐蚀电流密度、阻抗谱和腐蚀前后成分分析结果进行了对比。结果表明:当铝粉质量含量为5%时,制备的涂层综合性能较好。

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高质量纳米黑磷的液氮辅助剪切制备研究

马明福, 郭忠, 陈同乐, 裴丰, 牛丽辉, 廉培超

化工新型材料. 2024, 52(12): 179-182. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.037

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纳米黑磷在储能、传感、催化等领域具有很好的应用前景,但纳米黑磷的应用仍受限于其苛刻的制备方法。目前,纳米黑磷的制备方法主要是剥离黑磷法。剥离黑磷法主要包括有机溶剂剥离法和水溶液剥离法。有机溶剂剥离法存在有机溶剂难以去除、不环保等问题。水溶液剥离法存在剥离过程纳米黑磷易氧化,一定程度上影响剥离制得纳米黑磷的质量。因此,开发绿色环保且高效的剥离黑磷制备高质量纳米黑磷的方法具有重要意义。采用液氮辅助剪切剥离法制备纳米黑磷,利用液氮(l-N₂)分子插层及气化膨胀作用,结合高速剪切作用,破坏层间范德华力,实现纳米黑磷的高效制备;利用液氮及挥发的氮气保护纳米黑磷,降低其氧化程度,实现了高质量纳米黑磷的制备;此外,该方法用液氮作为剥离溶剂,绿色环保无污染,具有很好的发展前景。

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氧化亚铜/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

王丽敏, 刘海涛, 冯欣冉, 胡月, 张歆皓, 邹丽飞

化工新型材料. 2024, 52(12): 183-189. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.026

摘要 ( )

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通过低温液相沉淀法制备了纳米Cu₂O和Cu₂O/x% rGO(rGO为还原氧化石墨烯,x=0.4%,0.7%,1%)可见光响应型催化剂,对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、红外吸收光谱(FT-IR)、电化学阻抗谱(EIS)、瞬态光电流等表征,并测试了它们在可见光照射下催化降解抗生素的性能。结果表明:与单组分Cu₂O光催化剂相比,负载rGO后光催化效率明显提升,其中Cu₂O/1% rGO催化效果最佳,反应90min时盐酸四环素(TC)去除率可达到71.6%,且循环使用4次性能无明显下降。在降解TC过程中,空穴(h⁺)和羟基自由基(·OH)起主要作用。此外,Cu₂O/1% rGO光催化去除土霉素也表现出良好的效果。

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国产T800级航空预浸料固化动力学研究及TTT图绘制

卢康逸, 陈安, 赵洪宝, 王明

化工新型材料. 2024, 52(12): 190-196. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.027

摘要 ( )

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成型工艺的确定是复合材料制件批量化生产的先决条件,材料与工艺是否适配将直接影响复材制件的外观(如表面胶瘤、贫胶等)、外形(如轮廓度、变形等)、孔隙率等,而预浸料的固化动力学研究及TTT图是复合材料预成型、固化成型工艺制订与优化的重要研究方法与参考依据。以国产T800级航空预浸料为主要研究对象,通过差示扫描量热法建立混合固化动力学模型,拟合结果与实验结果相符,拟合系数达0.99;以流变测试结果构建化学流变方程与凝胶方程,结合动力学模型计算该预浸料的平均凝胶固化度为0.375;基于玻璃化温度(T_g)与固化度测试结果形成Di Benedetto拟合方程,结合动力学方程、凝胶方程、流变方程结果,绘制了预浸料的TTT图,并以实际固化工艺过程温度监测结果验证此动力学方程与TTT图的有效性。

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微球状C-TiO₂/Fe₃O₄的制备及其降解亚甲基蓝的性能研究

景钇淇, 黎永焯, 王瑞娟

化工新型材料. 2024, 52(12): 197-202. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.021

摘要 ( )

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采用溶剂热法合成微球状C-TiO₂/Fe₃O₄光催化剂,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其形貌和结构进行表征。以亚甲基蓝(MB)为降解目标,探讨Fe₃O₄含量、反应时间、催化剂质量、染料初始浓度以及溶液pH等因素对其吸附和光催化性能的影响,并探究了其循环再生能力、催化动力学过程以及反应机制。结果表明:当Fe₃O₄含量为2.5%,合成的C-TiO₂/Fe₃O₄形貌以直径为3.41μm成的球为主;在紫外光照射下,当0.1g C-TiO₂/Fe₃O₄光催化剂降解25mg/L MB染料时,其催化效果良好,催化效率在90min可达57.35%;与此同时,·OH在该催化中起主要作用,空穴和超氧自由基不起作用或者其作用很微弱。

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与乙烯基酯共固化氢化羧基丁腈橡胶复合材料的研制与性能表征

石豪启, 梁森, 黄效建, 张宗顺, 吴召琦

化工新型材料. 2024, 52(12): 203-208. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.031

摘要 ( )

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提出了一种与乙烯基酯共固化氢化羧基丁腈橡胶复合材料的研制与性能表征,制备了一种抗腐蚀性能优异的乙烯基酯树脂基复合材料,采用分子动力学Materials Studio预测了氢化羧基丁腈橡胶与乙烯基酯树脂是否发生共固化反应。根据乙烯基酯树脂固化特点,研发出一种在150℃下与乙烯基酯共固化的粘弹性阻尼材料,通过层间剪切试验分析粘弹性材料厚度对乙烯基酯树脂基复合材料阻尼性能与层间剪切力的相关性,并结合X射线光电子能谱分析与傅里叶红外光谱分析得到了乙烯基酯树脂基复合材料的界面结合机理。

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煅烧温度对TiO₂/三聚氰胺整体材料光催化性能的影响

田科, 常薇, 张晓栋, 刘斌, 杜燕萍, 胡旌钰

化工新型材料. 2024, 52(12): 209-212. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.025

摘要 ( )

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以三聚氰胺海绵(MS)为载体,采用浸渍煅烧法将TiO₂负载于三聚氰胺海绵上,制备了TiO₂/MS(TM)整体型光催化材料。通过扫描电镜、X射线衍射、红外及紫外-可见漫反射等方法对材料进行了表征,考察了煅烧温度对TM整体型材料性能的影响。结果表明:当煅烧温度为500℃时,所得材料整体性好,TiO₂均匀负载在MS骨架上,增强了TiO₂的分散程度和光照利用率,在120min内可降解99.4%的亚甲基蓝。该材料具有较好的重复使用性,在使用中无需搅拌且容易回收,具有实际应用潜力。

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Ag/MoS₂/ZnIn₂S₄复合光催化剂的制备及其光催化降解和还原性能研究

王兰, 张硕, 岳峰, 马威浩, 谭棒, 张宏忠

化工新型材料. 2024, 52(12): 213-219. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.011

摘要 ( )

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首先采用溶剂热法制备片层结构组装而成的花朵状二硫化钼/硫化铟锌(MoS₂/ZnIn₂S₄)微球异质结构,该方法实现了ZnIn₂S₄和MoS₂间紧密的界面接触,形成了良好的电子传输通道有利于光生电荷载流子的传输。其次利用光沉积法将Ag纳米粒子负载在MoS₂/ZnIn₂S₄微球异质结构上,得到三元Ag/MoS₂/ZnIn₂S₄复合光催化剂。得益于Ag纳米粒子的等离子体效应及电子助催化剂作用,Ag/MoS₂/ZnIn₂S₄复合光催化剂在处理高浓度印染废水罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和六价铬Cr(Ⅵ)的实验中表现出优异的性能,Ag/MoS₂/ZnIn₂S₄对RhB、MB和Cr(Ⅵ)的光催化降解效率和光催化还原效率分别达到100%、100%和99.3%,说明Ag/MoS₂/ZnIn₂S₄具有良好的催化活性。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外-可见漫反射光谱仪等论证了复合催化剂的优异性能并提出了光催化反应机理。

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向日葵茎髓负载纳米水合氧化铁复合材料深度去除水中Cu(Ⅱ)的吸附特性研究

陈权, 陈一良, 宋文旭, 张磊, 丁大虎, 阮宏华

化工新型材料. 2024, 52(12): 220-227. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.038

摘要 ( )

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将农业废弃物资源化利用与废水处理相结合,研制对水中重金属具有优异选择性吸附和深度去除能力的生物质功能材料。采用简单、绿色的浸渍-原位沉淀法将水合氧化铁(HFO)以纳米颗粒的形式稳定负载在向日葵茎髓表面,制得纳米复合材料SSP-HFO。比表面积分析(BET)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)测定结果表明,SSP-HFO比表面积为110m²/g,是原材料的50倍,分布在葵杆茎髓表面的HFO纳米颗粒纳直径为50～100nm。在50mL 10mg/L铜溶液中,0.03g SSP-HFO复合材料对Cu²⁺的去除率达到100%。pH偏酸性时吸附能力下降,pH接近中性时吸附效果最佳。溶液中共存的Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺等竞争离子对Cu²⁺的吸附去除影响不大,表明SSP-HFO对重金属具有良好的吸附选择性。吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学遵循准一级和二级动力学模型描述。SSP-HFO固定床柱吸附在竞争离子共存时能够将5mg/L Cu²⁺降低至0.1mg/L以下,处理水体积约为4250mL,吸附饱和后用NaCl和NH₃·H₂O混合溶液脱附再生,脱附率接近100%。SSP-HFO纳米复合材料在pH＞2的酸、碱、盐溶液中未见Fe的流失,具备优异的稳定性,且重复利用性能好,6次吸附脱附循环后对Cu(Ⅱ)的去除率保持在90%以上。

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碳量子点荧光纳米探针检测重金属离子研究进展

寇文敏, 王伟, 曾雪, 刘宝勇

化工新型材料. 2024, 52(12): 228-233. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.013

摘要 ( )

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碳量子点(CQDs)作为荧光纳米探针用于重金属离子检测,具有操作简单、成本低、准确性高和快速响应等特点。介绍了CQDs荧光纳米探针检测重金属离子的荧光淬灭机理,总结了影响CQDs荧光纳米探针性能的主要因素,指出了目前CQDs荧光纳米探针检测重金属离子中存在的问题,最后展望了CQDs荧光纳米探针未来的发展前景。

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PMMA多孔微球改性制备隔声材料研究

彭龙贵, 陈姝杉, 郝方涛, 叶瑞瑞, 丁治玉

化工新型材料. 2024, 52(12): 234-237. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.041

摘要 ( )

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以甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚乙二醇、明胶以及钠化、有机化处理后的蒙脱土为原料,制备了聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土(PMMA/MMT)多孔微球,并将其作为填料其加入液体硅橡胶泡沫材料中,制备出一种隔声材料。通过扫描电子显微镜、BET测试、激光粒度测试、阻抗管法等分析方法,研究了PMMA/MMT多孔微球的结构与性能,以及其掺入对所制备隔声材料对不同频段噪声的隔声性能的影响。结果表明:包覆MMT后的PMMA多孔微球的比表面积、孔容和孔径都得到提高,粒径均一性较好,将其掺入液体硅橡胶泡沫后,材料的中低频隔声性能显著提升,微球掺量为10%的复合材料对500～2000Hz中频段噪声的隔声量(TL)比未掺微球时提高了44%。

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聚合物基吸附材料的制备及其去除水中重金属的研究进展

陈嘉超, 陈志辉, 朱雅娴, 徐浩元, 杜玉洁, 李知衡, 杨文澜

化工新型材料. 2024, 52(12): 238-244. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.030

摘要 ( )

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重金属废水的稳定达标处理是生态安全和人体健康的重要保障。聚合物基吸附材料具有比表面积大、孔隙率高、结构稳定、易于功能基修饰等优点,在重金属废水处理领域受到人们的广泛关注。通过聚焦聚合物基吸附材料应用于重金属废水处理的发展现状,总结了聚合物基吸附材料的主要制备方法,分析了聚合物基吸附材料对重金属的吸附机理和主要影响因素,介绍了聚合物基吸附材料对重金属离子的吸附特性。在此基础上指出,后续研究中应优化聚合物基吸附材料的制备工艺,降低原料的毒害性和成本,提升材料的再生与重复使用性能,同时挖掘材料在多功能化方面的应用潜力。

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类沸石咪唑酯骨架及其复合材料对废水中重金属的吸附研究进展

焦林宏, 冯辉霞, 陈娜丽, 谭琳, 谷一鸣

化工新型材料. 2024, 52(12): 245-250. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.012

摘要 ( )

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近年来类沸石咪唑酯骨架(ZIFs)材料以巨大的比表面积、发达的孔道和丰富的表面活性官能团,在废水中重金属处理方面显示出巨大的优势和潜力。介绍了ZIFs的合成方法,综述了各类ZIFs及其复合材料对重金属离子的吸附性能和吸附机理,指出了目前ZIFs材料在重金属吸附处理中的主要问题,并展望了未来ZIFs复合材料的发展方向。

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Ag-TiO₂/CNTs复合催化剂的制备及其光催化性能研究

王有杰, 王远港, 赵显一

化工新型材料. 2024, 52(12): 251-256. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.001

摘要 ( )

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为改善TiO₂催化剂的降解性能,扩大其在染料污水中的应用,采用化学还原结合溶胶-凝胶法合成了银-二氧化钛/碳纳米管(Ag-TiO₂/CNTs)复合催化剂,以质量浓度20mg/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标污染物,考察了复合催化剂的光催化性能。使用Ag和碳纳米管(CNTs)共同对TiO₂进行改性,利用CNTs优异的导电性、吸附性和分散性,与Ag粒子协同作用,使得TiO₂的带隙减小,对可见光的利用范围增大,同时大幅度抑制了电子-空穴对的复合并增大了载流子的生成。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪等对复合催化剂的微观形貌和结构进行了表征。结果表明,Ag掺杂量为0.7%(质量分数)时,Ag-TiO₂/CNTs复合催化剂比TiO₂拥有更长的光生载流子寿命和更强的可见光响应能力,在紫外光和可见光照射下均表现出极高的光催化活性,对MB的降解率达到99%左右。

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玉米秸秆基纳米Fe₃O₄磁性油污吸附材料的制备及其性能研究

王百祥, 任慧敏, 王泽锋, 徐静, 李世露

化工新型材料. 2024, 52(12): 257-262. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.028

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玉米秸秆作为一种稳定的天然材料,在广大农村闲置而未得到有效利用。以玉米秸秆为研究材料,通过在其表面负载纳米Fe₃O₄,引入十二烷基硫醇修饰后显示出超疏水/超亲油特性。分别通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和接触角测定仪对磁性的超疏水玉米秸秆进行了表征。结果表明:其表面的粗糙结构大大增加,纳米Fe₃O₄负载良好,同时,其表面对水的接触角达154°,油滴接触角为0°。利用其对水和油极端相反的润湿性,可将其很好地应用于水中油污的吸附及分离,吸附分离效率达88%。同时吸油和保油性测试结果显示,磁性超疏水玉米秸秆对油污的吸附量为自身5倍以上,并具有优异的保油性。此外,循环实验表明,在经过10次循环实验后,油污去除性能和磁性未发生较大变化,材料稳定性较好。相关研究有望为玉米秸秆的资源化利用及磁性油污吸附去除材料的制备提供借鉴。

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二硫化钼在光动力疗法和光热疗法中的应用

廖师琴, 王清清

化工新型材料. 2024, 52(12): 263-269. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.050

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综述了MoS₂在光动力疗法(PDT)和光热疗法(PTT)中的抗菌应用进展。MoS₂凭借其独特的层状结构和高活性位点,成为光驱动抗菌领域的高潜力材料。讨论了PDT与PTT的基本原理及其协同抗菌机制,分析了MoS₂的结构特性,展示了MoS₂在增强抗菌效果上的优势,并详细阐述了其在PDT、PTT及协同抗菌中的具体应用。然而,当前应用仍面临氧化降解、易聚集、靶向效率低及生物安全性等挑战。未来,需进一步优化MoS₂性能,加强安全性评估,以推动其在光驱动抗菌领域的广泛应用。

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原位反应TiB₂/Cu涂层研究进展

王飞宇, 孟玲玉, 赵汉卿, 胡明

化工新型材料. 2024, 52(12): 270-273. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.047

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原位反应TiB₂/Cu涂层由于具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀及高温性能稳定等特点,而广泛应用于生产机械零件及表面修复。随着以资源有效利用和机械产品再制造为一体的可持续发展战略不断推进,这类涂层将拥有更为广阔的应用前景。结合原位反应TiB₂/Cu涂层目前的研究现状,分析了原位反应TiB₂/Cu涂层的制备方法现状及存在的问题,研究了原位反应TiB₂/Cu涂层的导电性能,指出了未来原位反应TiB₂/Cu涂层制备技术中应重点关注的方面。

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耐高温湿法缠绕树脂的制备及其应用

李锐, 唐晓林, 周鹏, 郑磊, 赵飞, 陈浩, 廖俊, 黄驰

化工新型材料. 2024, 52(12): 274-277. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.035

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目前,普遍使用的湿法缠绕树脂的耐高温性能不足,制备的碳纤维复合材料难以满足新一代武器装备对性能的需求。通过采用多官能度芳香族环氧树脂作为基体,添加环氧基多面体聚倍半硅氧烷(EPOSS)形成有机-无机杂化网络结构,实现了在保证固体火箭发动机碳纤维缠绕壳体工艺性的同时,还显著提高了湿法缠绕树脂的玻璃化转变温度,具备较高的应用价值。结果表明:在EPOSS添加量为环氧组分的7.5%时湿法缠绕树脂具备最高的耐热性,其玻璃化转变温度高达230℃,能够满足某型号固体火箭发动机壳体的性能需求。

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碳点增强废棉纤维素气凝胶的抗菌与力学性能研究

张春艳, 安钊, 冯佳昕, 刘勇, 程伟, 张利, 牛梅, 薛宝霞

化工新型材料. 2024, 52(12): 278-282. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.016

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废旧纺织品的回收再利用对资源的合理利用、降低污染排放有重要意义,是建立低碳环保型社会的重要内容。利用尿素碱溶液溶解废旧棉织物提取棉纤维素(WCC),将纤维素与碳点(CDs)复合经过溶液交联和冷冻干燥制备抗菌和力学性能良好的废棉纤维素复合碳点(WCC/CDs)新型气凝胶。通过扫描电镜、红外光谱、平板菌落计数、万能材料试验机等方法对WCC/CDs复合气凝胶的微观结构、分子结构、抗菌性能和力学性能进行表征和分析。结果表明:WCC/CDs复合气凝胶的表观密度为0.111g/cm³,且具有三维网络结构;其中CDs含量为8%时,WCC/CDs复合气凝胶对E.coli和S.aureus的抗菌率几乎达到100%,其杨氏模量达到106.08kPa,提升了407.04%,不仅赋予WCC气凝胶优异的抗菌性能,而且增强了其抵抗形变的能力,从而拓宽废棉气凝胶的应用领域,为废棉回收的高附加值再利用提供了一条新途径。

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基于纤维素纳米晶的超疏水棉织物的制备及其性能研究

徐天阳, 徐丽慧, 曲志强, 潘虹, 姚程健, 李永贺, 王黎明, 沈勇

化工新型材料. 2024, 52(12): 283-286. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.005

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以棉织物为基底,利用纤维素纳米晶(CNC)构建微观粗糙结构,并使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行低表面能改性,制备了超疏水CNC/PDMS@棉织物。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、接触角测量仪对CNC/PDMS@棉织物的结构、表面形貌、化学组成及水接触角进行表征和测量,研究了CNC和PDMS含量对CNC/PDMS@棉织物疏水性能的影响。结果表明:CNC/PDMS@棉织物表面具有明显的微观粗糙结构,有利于超疏水表面的构建;当PDMS质量分数为4％,CNC质量分数为4.5%时,CNC/PDMS@棉织物的水接触角可达156.7°;砂纸摩擦20次后,CNC/PDMS@棉织物水接触角仍超过150°,CNC/PDMS@棉织物具有优异的自清洁、拒水抗污性能及良好的耐磨性。

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油茶果壳制备生物质复合材料的研究进展

聂济世, 邓巧云, 黄慧, 陈楚楚, 王海莹, 李大纲

化工新型材料. 2024, 52(12): 287-291. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2024.12.029

摘要 ( )

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通过高效提取、处理及使用天然生物质材料制备复合材料,是目前材料研发领域的重点研究内容之一。油茶果壳是油茶果的附属产物,每年会随着油茶果的收获有着大量的产出,其具有作为生物质复合材料原料的潜在价值。对油茶果壳材料进行了介绍,详细阐述了油茶果壳提取纤维素、直接制备木塑复合材料、制备生物质碳复合材料的相关研究及应用现状,以期为丰富油茶果壳材料高值化利用提供一定的指导。

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