化工新型材料

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李立涵, 魏明杰, 吴斌

化工新型材料. 2025, 53(7): 1-7. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.020

摘要 ( )

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随着人工智能技术的飞速发展,机器学习作为人工智能的核心分支,已经在多个领域大放异彩。膜材料领域作为现代化学工程的基石,其性能优化和设计创新一直是研究的热点。机器学习算法能够快速筛选和评估膜材料的候选结构并预测其在不同条件下的性能表现,加快膜材料的研发进度。首先介绍了机器学习算法流程及常见的机器学习模型,然后总结归纳目前已有的膜材料公开数据集,接着总结了机器学习在膜设计与制造、膜性能预测、辅助膜筛选和优化等领域的研究成果,最后讨论了机器学习在膜材料研发中面临的挑战并展望其发展前景。

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纤维素基金属有机配合物功能材料的制备及应用进展

胡宏志, 林宇豪, 王娜, 刘洋, 刘尊奇

化工新型材料. 2025, 53(7): 8-14. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.034

摘要 ( )

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纤维素作为新一代绿色环保的柔性主体,具有可再生利用、可生物降解、储量丰富且廉价易得等优点。综述了将纤维素及其衍生物与易脆无柔性的金属有机配合物结合可构建薄膜、水凝胶、气凝胶等复合功能性材料,同时介绍这些材料在荧光防伪、重金属离子检测、金属离子吸附、气体分离、抗菌试纸等领域的应用开发和研究进展。最后提出纤维素基金属有机配合物功能材料在发展过程中面临的关键科学问题,并对未来研究方向进行了展望。

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水性聚氨酯阻燃复合材料研究进展

吴万超, 莫涯, 岳萌, 黄晓悦, 胡传群

化工新型材料. 2025, 53(7): 15-17. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.038

摘要 ( )

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介绍了水性聚氨酯材料的阻燃机理以及添加型阻燃和反应型阻燃对水性聚氨酯改性研究的现状;对现有阻燃改性水性聚氨酯材料的阻燃性能进行了概述;并对水性聚氨酯阻燃复合材料在更广泛的领域应用进行了综述和展望。

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基于专利视角的金属有机框架材料荧光探针应用现状分析

韦琳, 何崇康, 钱梦圆

化工新型材料. 2025, 53(7): 18-23. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.035

摘要 ( )

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以佰腾网专利索引数据库为数据来源,从专利授权量态势、专利类型、专利申请人、专利发明人、专利技术领域等方面对截至2024年06月的金属有机框架材料荧光探针技术领域的相关授权专利文献信息进行检索,以了解分析该领域的专利现状,并提出推动专利成果转化落地、失效专利再利用、优化专利市场布局的建议,以期为我国金属有机框架材料荧光探针的专利研发和布局提供参考。

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改性TiO₂光阳极染料敏化太阳能电池研究进展

张玄, 陈进, 王佳妮, 高雨雨

化工新型材料. 2025, 53(7): 24-29. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.018

摘要 ( )

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染料敏化太阳能电池(DSSC)因制造工艺简单、无毒、半透明、环保、高效等优点而受到广大研究人员的极大关注。主要介绍DSSC的基本结构和工作机理,总结了DSSC阳极改性的研究进展,分析了半导体复合、离子掺杂、表面处理等对DSSC性能的影响,并寻找可以替代TiO₂的光阳极材料,展望了DSSC光阳极的发展方向。

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二维材料的特性与合成方法及其在现代技术中的应用前景

肖文波, 魏文静

化工新型材料. 2025, 53(7): 30-34. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.050

摘要 ( )

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首先对二维材料的定义和性能进行了概述,并指出了它们具有超薄、高表面积、优异的电子迁移率、可调带隙、高机械强度、良好的热导性能等特点。其次,分析了几种典型的二维材料合成方法,其中机械剥离法虽然可以生产出高质量的材料,但效率较低且难以精确控制;液相剥离法虽然生产效率高,但可能导致材料存在缺陷;而气相生长技术虽然能够制备出均匀性和可控性高的样品,但成本较高。然后,探讨了二维材料在电子器件、光电器件、能源存储与转换、柔性电子和可穿戴设备等领域的应用前景。最后,总结它们在未来技术发展中可能发挥的重要作用和产生的影响。

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纺丝级生物基聚呋喃二甲酸乙二醇酯的改性研究进展

王银, 马海燕, 马海军, 侯史晨, 曹楚涵

化工新型材料. 2025, 53(7): 35-40. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.047

摘要 ( )

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生物质化工逐步替代石油化工是我国实现“3060”碳中和碳达峰的必经之路,且生物质化工在包装,纺织品和塑料等领域都表现出巨大潜力,其中以聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)为代表性化学品,它已成为生物炼制与绿色化工领域研究的热点之一。与石油基产物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,合成PEF的原料更为绿色,机械强度与耐热性方面较PET也更为优异,尤其是在阻隔气体渗透的性能上十分突出,被认为是PET的完美替代品。然而,在研究过程中也暴露出PEF断裂伸长率过低、结晶速度缓慢,降解困难等问题,因此,在实际应用中需要对其进行改性。重点综述了PEF改性研究以及降解技术的进展,并对PEF的发展趋势和未来前景进行展望。

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锂离子电池隔膜的物理性能表征及其制备工艺研究进展

温志海, 田晓, 张颖, 韩家乐, 张晓杰, 高媛媛, 张恒, 杨海全

化工新型材料. 2025, 53(7): 41-47. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.017

摘要 ( )

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隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,其厚度、孔隙率、孔径、机械强度和热稳定性等物理性能都会直接影响电池的充放电性能和安全性。同时,隔膜的物理性能参数很大程度上取决于隔膜的制备工艺。可见,隔膜材料的制备工艺是隔膜材料研发的关键。目前,由常规干法或湿法制备工艺获得的聚烯烃类隔膜材料以其优异的性能被广泛应用于锂离子电池。随着锂离子电池技术的不断发展,对隔膜材料的要求也不断提高。常规的干法或湿法制备工艺已不能满足高性能隔膜材料的要求,因此,一些新型的隔膜制备工艺相继推出。在分析锂离子电池隔膜材料物理性能表征的基础上,对锂离子电池隔膜材料的制备工艺进行综述,并展望了未来锂离子电池隔膜制备工艺的发展方向。

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硅烯热电输运特性研究进展

李耑, 刘远超, 马玉锴, 刘新昊, 李梓硕

化工新型材料. 2025, 53(7): 48-54. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.001

摘要 ( )

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硅烯是一种石墨烯的硅类似物,由sp²和sp³硅原子组成,具有丰富的硅化学键、特殊的原子结构和优异的半导体性能,在热电材料领域具有广阔的应用前景。从第一性原理计算的角度,综述了硅烯热电输运特性的研究进展,阐述了其微观机理,分析了不同调控方式对硅烯热电输运特性的影响。

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Ni-Co-Mn MOFs及其衍生物在能源和环境领域的应用研究进展

曹世伟, 邢延, 曹腾良, 林立群, 王家骏, 卢峰, 马伊, 赵振伦, 姜立忠

化工新型材料. 2025, 53(7): 55-61. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.026

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能源和环境问题已成为世界面临的重大挑战,开发具有低成本和高效率特性的新材料并应用于能量转换及环境领域至关重要。许多研究表明,典型的过渡金属MOF(如镍、钴和锰)具有低成本、高孔隙和比表面积大等优点,已成功应用于储能装置和环境净化领域,有利于进一步推动能源发展和工业化生产。选择了3种环境友好且成本低廉的金属元素(镍、钴和锰)作为研究对象,总结了过渡金属Ni-Co-Mn MOFs及其衍生物的结构、形貌、制备路径及在能源和环境领域的最新实际应用(这些领域包括可充电电池、超级电容器、电催化剂、气体吸附和污染物降解等),展望了Ni-Co-Mn MOFs材料在能源和环境领域的应用前景,讨论了其所面临的机遇与挑战。

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改性生物质基聚氨酯材料的研究进展

叶苗佳, 莫涯, 吴万超, 胡传群

化工新型材料. 2025, 53(7): 62-67. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.037

摘要 ( )

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生物质基聚氨酯材料的研究对实现聚氨酯材料绿色化生产有着重要的意义。围绕近五年的相关文献,针对木质素、常见植物油(蓖麻油、大豆油、棕榈油)以及多糖类(淀粉、壳聚糖)几种典型生物质资源,详细介绍了其应用于合成功能性聚氨酯材料时重要的改性特点,并讨论了改性生物质基聚氨酯材料所面临的挑战与前景展望。

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木质素基抗紫外复合材料研究进展

胡杭天, 吴飞, 林振兴, 张晗, 刘丽娜

化工新型材料. 2025, 53(7): 68-72. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.004

摘要 ( )

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木质素作为第二大天然可再生生物质资源来源丰富,其芳香结构以及发色团赋予了木质素天然的抗紫外性能,因而成为抗紫外复合材料的重要基材。简要介绍了木质素的结构、种类和抗紫外机理,综述了木质素/无机抗紫外复合材料和木质素/有机抗紫外复合材料研究进展以及改性木质素对复合材料抗紫外性能的影响,并展望了未来木质素基抗紫外复合材料的发展方向。

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锂电池回收技术的专利导航分析

王川, 董立韬, 苏日娜, 余冠奇, 卓茜岚, 方思琦, 高日浩, 王利明, 刘进飞, 白淑霞

化工新型材料. 2025, 53(7): 73-79. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.043

摘要 ( )

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随着锂电池在各个领域的广泛应用,锂电池回收技术的研究和应用已经成为未来锂电池行业的重要发展方向。基于Innojoy专利数据库检索到的2345项专利文献,展开了对国内锂电池回收领域的专利导航分析。研究分析了该领域专利申请的总体趋势、技术分布和创新主体。同时,通过人工标引的方法,对主流湿法回收技术的技术构成、技术动向以及技术功效进行了深入分析。全面探讨了国内锂电池回收技术的专利布局现状、竞争前沿和未来发展趋势,并提出了相关的研发创新和专利运用的导航建议,旨在为相关领域的技术创新和专利战略提供指导。

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钠离子电池正极材料Na₄MnV(PO₄)₃研究进展

曾宪光, 曾露, 胡应有, 关锐晗, 龚勇

化工新型材料. 2025, 53(7): 80-86. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.016

摘要 ( )

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钠离子电池因原材料储存丰富、分布范围广、安全等优势被广泛应用于再储能领域。磷酸锰钒钠(NMVP)因理论容量大(111mA/g)、结构稳定性好、使用寿命长等优点而受到广泛关注。但NMVP材料存在电子电导率低、结构稳定性差等缺点,阻碍了其商业化的进一步发展。因此,研究人员尝试使用掺杂、包覆和结构设计等方式对其进行改性研究,来提升其电化学性能。综述了NMVP正极材料储钠机理(两步脱嵌机制)、制备及改性方法的最新研究进展,揭示了离子穿插过程中晶格的变化情况。评价了不同制备方法(溶胶-凝胶法、水热法、喷雾干燥法)对NMVP正极材料的形貌、颗粒大小等影响规律。此外,针对NMVP正极材料使用过程中严重的体积效应、低电子电导率等问题,总结了目前主流改性方法并归纳了不同方法的优缺点。最后展望了NMVP正极材料大规模应用于储能领域的前景,指明了未来NMVP正极材料的潜在研究方向。

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锂离子电池隔膜制备工艺及检测方法研究进展

于泽淼, 乔庆东, 肖伟

化工新型材料. 2025, 53(7): 87-91. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.013

摘要 ( )

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锂离子电池广泛应用于家用电器、电动汽车等领域。简述了锂离子电池隔膜材料的研发现状,综述了锂离子电池隔膜的制备工艺、锂离子电池隔膜的性能指标及检测方法研究进展。为了提高锂离子电池的综合性能,隔膜材料的工艺改进和性能优化是未来锂离子电池研究的重点方向之一。

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锂离子电池热失控传播及其阻隔材料研究进展

郭天宝, 王淮斌, 李思成, 张淇厚

化工新型材料. 2025, 53(7): 92-97. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.036

摘要 ( )

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锂离子电池作为能源存储的核心部件,其一旦发生热失控且造成传播,将可能造成严重的火灾和爆炸事故。因此,在电池本征安全问题尚未根本解决时,研究其热失控传播机制与阻隔材料至关重要。概述了锂离子电池热失控的机理,包括诱因、内部化学反应和定量分析。从实验和数值模拟研究两方面入手,阐述了热失控的传播机制。基于以上理论基础,系统梳理了热失控传播阻隔材料的研究进展,并展望了其未来研究重点。

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锂离子电池关键材料失效驱动下的安全隐患及解决方案

张燕, 胥婷, 张兴友, 袁帅, 魏景禹, 孙晓, 李柱杰, 潘新慧, 连童, 孙璇

化工新型材料. 2025, 53(7): 98-103. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.015

摘要 ( )

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目前,锂离子电池在智能手机、新能源动力汽车及新型储能领域均有重要应用。锂离子电池关键材料的失效问题及其带来的安全隐患日益突出,成为制约其进一步大规模应用的核心问题之一,因此设计开发高安全性电池器件至关重要。深入理解锂离子电池内部关键材料性能及安全失效机理,有助于避免高温、过充等电池滥用引起的热失控安全问题。综述了近年来锂离子电池关键材料如正极、负极、隔膜、电解液的失效机理及其驱动下的安全隐患,提出了相应的解决方案,并展望了锂离子电池关键材料未来的发展趋势。

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Eu³⁺掺杂Y₂O₃海绵状微米球的制备及其发光性能研究

夏梓文, 梁平, 冯扬, 杨伟业, 彭鸿雁, 赵世华

化工新型材料. 2025, 53(7): 104-109. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.011

摘要 ( )

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以尿素为沉淀剂,六水硝酸钇(YN₃O₉·6H₂O)为唯一前驱体,采用水热法合成了Y₂O₃∶Eu³⁺海绵状微米球,通过X射线衍射仪、能量色散谱仪、X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、荧光分光光度计对其进行了表征,研究了反应条件对产物形貌、晶相结构、元素组成及光致发光性能的影响,并提出了海绵状微米球可能的形成机理。结果表明:当YN₃O₉·6H₂O与尿素摩尔比为1∶4且经800℃退火2h时,制备的产物为海绵状微米球结构;当尿素浓度减小时,所得产物为海绵状微米球和纳米颗粒;当尿素浓度增大时,所得产物为微米片和微米棒;Eu³⁺掺杂浓度为6%(摩尔分数)时,海绵状微米球在波长617nm处出现最强的红光发射峰,对应Eu³⁺的 ⁵D₀→⁷F₂跃迁,随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,发光强度明显下降。水热合成法操作简单、成本低,且制备的海绵状微米球结晶度较好、粒径分布均匀,仅改变沉淀剂的浓度就能实现对产物形貌特征的有效调控,为生产形貌可控和发光性能优异的 Y₂O₃∶Eu³⁺微米材料提供了参考。

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机器人关节轴承自润滑PTFE/PEEK复合材料的制备及其摩擦学性能研究

李林琛, 蒋磊, 周康

化工新型材料. 2025, 53(7): 110-114. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.003

摘要 ( )

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采用熔融沉积成型(FDM)和热压烧结工艺分别制备机器人关节轴承自润滑聚四氟乙烯/聚醚醚酮(PTFE/PEEK)复合材料,并对复合材料进行热处理改性,采用单因素实验探讨了热处理各阶段(升温、保温、冷却)工艺参数对复合材料摩擦学性能的影响。结果表明:热处理改性可以显著提高FDM及热压烧结工艺成型PTFE/PEEK复合材料的摩擦学性能,但需合理把控升温速率,升温速率过快容易导致材料结晶不充分,劣化改性效果,升温速率为2℃/min时制备的试样摩擦学性能最优;FDM和热压烧结成型试样对应的最佳保温温度分别为210℃和205℃,过高的温度容易诱导材料脆性转变,劣化其摩擦学性能;相较于骤冷的冷却方式,自然冷却可以减小PTFE/PEEK复合材料内部由于冷却而产生的应力及其他结构缺陷,自然冷却条件下FDM成型试样的摩擦因数降低约16.81%,热压烧结试样摩擦因数降低11.65%,从而赋予材料更优的摩擦学性能。

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载银介孔二氧化硅聚醚砜纳米复合膜的制备及其性能研究

肖世健, 樊飞, 陈琦, 朱炳龙, 张曼莹

化工新型材料. 2025, 53(7): 115-120. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.010

摘要 ( )

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以载银介孔二氧化硅(m-SiO₂/Ag)、聚醚砜(PES)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,采用湿法相转换法制备了载银介孔二氧化硅聚醚砜(m-SiO₂/Ag/PES)纳米复合膜。通过接触角测试仪、扫描电子显微镜、死端过滤装置等对纳米复合膜的亲水性、形貌、过滤性能进行表征,研究了纳米复合膜对大肠杆菌和铜绿假单孢杆菌的抗菌性能。结果表明:在不显著降低截留率的条件下,m-SiO₂/Ag可以有效提高膜通量;复合膜抗菌性能与m-SiO₂/Ag含量成正比,m-SiO₂/Ag的添加提高了复合膜的抗菌及抗污染性能。

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不同分子结构聚酰亚胺基碳微球的制备及电化学性能研究

周鑫, 许成成, 俞娟, 黄培, 王晓东

化工新型材料. 2025, 53(7): 121-127. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.022

摘要 ( )

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为了获得应用于超级电容器的电极材料,分别以1,6-己二胺(HMDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和对苯二胺(PDA)为二胺单体,均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐单体,通过溶剂热的方法合成三种不同分子构型的聚酰亚胺(HMDA-PMDA、ODA-PMDA、PDA-PMDA),经高温退火处理得到聚酰亚胺(PI)基碳微球材料。结果表明,ODA-PMDA型PI碳微球作为电极材料时,在较大的比表面积(752.3m²/g),微介孔共存的孔道结构,以及丰富的N、O杂原子(N含量5.7%,O含量11.6%)掺杂多重协同作用下,表现出优异的电化学性能。在电流密度为0.5A/g时,实现了277.4F/g的高比电容,并在大电流密度下具有高倍率性能。即使在10000次充放电循环后,仍能保持其初始容量的98.7%,具有卓越的循环寿命。因此,ODA-PMDA型PI基电极材料展示了在超级电容器中广泛应用的巨大潜力。

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各向异性柔性复合相变材料的制备与表征

李皖皖, 郜昆伦

化工新型材料. 2025, 53(7): 128-133. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.028

摘要 ( )

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针对传统定形相变材料刚性大无法用于紧凑空间热控的问题,通过制备各向异性柔性复合相变材料(FPCM)来改善相变热管理系统的接触传热。通过定向冷冻干燥法将膨胀石墨(EG)制备成各向异性导热增强材料碳气凝胶(CA),以石蜡(PA)作为相变基体,以烯烃嵌段共聚物(OBC)作为柔性载体材料。利用熔融共混法制备FPCM,并对其热物性参数进行分析。结果表明:当CA含量为12%、压实密度为860kg/m³时,FPCM的轴向和径向热导率分别为8.1W/(m·K)和3.4W/(m·K),表现出显著的各向异性热导率。加入32% OBC时FPCM的泄漏率为0.42%,表现出优异的热稳定性和柔性。

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ZIF-67衍生的CoP-NS/NCNF自支撑电极的制备及其电催化析氢性能研究

叶仪鹏, 徐洋洋, 董梦娇, 熊加斌, 魏烨, 李秉芯

化工新型材料. 2025, 53(7): 134-140. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.012

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采用静电纺丝技术和溶剂热反应法,在静电纺聚丙烯腈纳米纤维上原位生长Co(OH)₂纳米片,采用固态熔融法将Co(OH)₂纳米片转化为ZIF-67纳米片,最后通过低温磷化法,得到ZIF-67衍生的CoP纳米片包覆氮掺杂碳纳米纤维(NCNF)自支撑电极(记作CoP-NS/NCNF)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪对自支撑电极进行表征与分析,并进行电催化析氢性能测试。结果表明:基于ZIF-67衍生的碳骨架和CoP以及纳米片阵列结构,制备的CoP-NS/NCNF自支撑电极作为催化剂时表现出优异的析氢反应催化性能。在1mol/L KOH溶液中,电流密度达到10mA/cm²时过电位仅为103mV,塔菲尔斜率为86mV/dec,明显优于Co(OH)₂衍生的CoP包覆碳纳米纤维(CoP/NCNF)自支撑电极(过电位为146mV,塔菲尔斜率为95mV/dec)。此外,经过12h计时电流和1000次循环测试后,CoP-NS/NCNF电流密度、线性扫描伏安曲线和形貌均未发生明显变化,表现出良好的循环稳定性和耐久性。

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EG/CNTs杂化碳气凝胶基向异性柔性相变材料的制备及性能表征

陈丽瑛, 朱智慧, 郜昆伦, 杨彤, 石佳鑫, 章涛, 卢焕坤, 李皖皖

化工新型材料. 2025, 53(7): 141-146. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.048

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目前制备出的向异性柔性相变材料(FPCM),其热导率的向异性程度仍难以满足集成式电子器件的散热需求,为此,将1D碳纳米管(CNTs)与3D膨胀石墨(EG)协同构建制备向异性更高的杂化碳气凝胶(CA),代替传统的单一碳材料制备的CA,被作为FPCM的导热骨架,通过定向冷冻、真空吸附、熔融共混三步制备法,与石蜡、烯烃前段共聚物(OBC)复合,形成向异度更高的FPCM。结果表明:与单一EG基CA制备的FPCM相比,所制备的FPCM微观结构的定向性更高,当CA含量为8%时,径向热导率提升7.7%,轴向热导率提升10.6%。

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芳纶浆粕的改性及对压力容器密封用丁腈橡胶的补强

秦瑞红, 李培娟, 刘善民, 卢雨豪, 蔡子青

化工新型材料. 2025, 53(7): 147-151. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.042

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芳纶浆粕(AP)具有优异的力学性能和耐热性能,但是其在聚合物基体中的有效分散一直是研究的难点问题。以磷酸酸化和硅烷偶联剂接枝技术手段改性芳纶浆粕。采用开炼机混炼法制备芳纶浆粕/丁腈橡胶(AP/NBR)复合材料。研究了表面修饰方法对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:磷酸酸化处理能显著提升浆粕的纤维化程度和表面粗糙度。在硅烷偶联剂接枝改性后,芳纶浆粕会重新形成聚集体。酸化改性芳纶浆粕(a-AP)能有效提高复合材料的弹性模量。硅烷偶联剂改性芳纶浆粕(g-AP)制备的丁腈橡胶复合材料综合性能更为优异。这是由于芳纶浆粕的表面修饰能有效提升复合材料的界面粘结强度。

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P-C₃N₄/SA/PVA阻燃型电解质的制备及性能研究

郭桂珍, 秦英恋, 贺永强, 吴昊, 高凯毅

化工新型材料. 2025, 53(7): 152-158. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.019

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以海藻酸钠/聚乙烯醇(SA/PVA)水凝胶为基体,热聚合法制备的磷掺杂氮化碳(p-C₃N₄)为阻燃剂,采用循环冻融法制备了阻燃型水凝胶电解质(p-C₃N₄/SA/PVA)。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、紫外光谱仪、X射线衍射仪及同步热分析仪和燃烧法对p-C₃N₄/SA/PVA进行结构表征和热稳定性测试;并对以p-C₃N₄/SA/PVA水凝胶为电解质的一体化超级电容器进行了电化学性能测试。结果表明,成功制备了p-C₃N₄,且p-C₃N₄在凝胶基体中分布均匀;相对于SA/PVA水凝胶,p-C₃N₄/SA/PVA水凝胶的初始降解温度由108℃提高到157℃,残碳量由33.5%提高到46%;燃烧后形成了致密的残留碳层,石墨化程度提高。此外,p-C₃N₄/SA/PVA水凝胶基一体化超级电容器具有良好的倍率性能和电容特性,串联后能够点亮LED灯。

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成膜工艺对聚偏氟乙烯生物分离膜结构调控以及分离性能影响机制研究

黄博武, 谢绍业, 郭秋兰, 王建明, 陈顺权

化工新型材料. 2025, 53(7): 159-163. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.040

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为了获得具有纯海绵结构且具有良好拦截性能的聚偏氟乙烯生物分离膜,系统考察铸膜液温度、凝固浴温度、空气湿度、空气停留时间对分离膜纯水通量和静脉注射人免疫球蛋白(IVIG)溶液的透过率、通量、载量的影响。结果表明:在铸膜液温度为65℃,空气湿度为85%,空气停留时间为10s,凝固浴温度为45℃,凝固浴停留时间为3min的条件下制备出的聚偏氟乙烯膜具有表面开孔均匀、断面呈现全海绵结构的特点,该膜的纯水通量较大,耐压性能较好,IVIG透过率较高,IVIG通量和载量较大,并且对20nm纳米金的截留率较高,综合性能较好。

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CNT@BNNOs复合材料的原位热解生长及微波吸收性能研究

张晓卫, 李世杰, 郭春丽, 王佳玮, 刘璐, 张卫珂

化工新型材料. 2025, 53(7): 164-171. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.002

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通过表面构筑特殊结构,是改善碳材料电磁阻抗匹配从而获得具有“薄、宽、轻、强”电磁波吸收特性材料的主要手段之一。采用原位热解聚合氨硼烷(AB)以及高温烧结的方法制备了树枝状轻质碳纳米管@氮化硼(CNT@BNNOs)复合材料,通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、网络矢量分析仪对材料的结构、形貌、元素组成及电磁参数进行了表征和测试。结果表明:在保留碳纳米管(CNT)轻质、高稳定性物理特性的情况下,氮化硼(BNNOs)的引入改善了CNT的团聚现象并产生了大量的异质界面和缺陷,极大地优化了材料的阻抗匹配,从而提高了材料的微波吸收特性;在14.4GHz下CNT@BNNOs-2最小反射损耗值达到了-36dB,涂层厚度为2mm时有效吸收带宽达到了5.04GHz(微波有效吸收频段为11.92～16.96GHz);涂层厚度为5.8mm时,CNT@BNNOs-4的有效吸收带宽达到了5.68GHz(微波有效吸收频段为3.6～7.28GHz和16～18GHz)。

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Ce掺杂对固体氧化物燃料电池Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ阴极材料的改性研究

赵佳乐, 曾思梦, 林福华, 张岩丽, 王波, 刘子璇

化工新型材料. 2025, 53(7): 172-177. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.030

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采用柠檬酸-甘氨酸燃烧法制备了一系列Ce掺杂的Sr_2-xCe_xFe_1.5Mo_0.5O_6-δ(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)材料,系统地研究了Ce掺杂对其晶体结构和电化学性能的影响。Ce掺杂提高了氧空位浓度和吸附氧的含量,有效提高了氧还原反应的活性。在600℃时,Ce掺杂使阴极的极化电阻(R_p)从3.182Ω·cm²(SFM)降低至1.274Ω·cm²(Sr_1.85Ce_0.15Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ),降低了59.96%。Sr_1.85Ce_0.15Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ阴极表现出良好的稳定性,在600℃的极化阻抗能够稳定在1.2Ω·cm²长达160h。因此,Ce掺杂可以有效提升固体氧化物燃料电池阴极的电化学性能。

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尖晶石/凹凸棒石复合材料的制备及其光热催化降解甲苯研究

朱伟, 刘天杨, 左士祥, 姚超, 刘经伟, 李霞章

化工新型材料. 2025, 53(7): 178-183. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.045

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挥发性有机化合物(VOCs)的持续排放不仅导致严重的环境问题,也对人们的健康构成巨大威胁。光热催化氧化VOCs被认为是一种绿色可持续的技术。因此,需要优异的催化剂来实现高效利用光能并驱动催化反应。以凹凸棒石(ATP)为载体,通过溶胶-凝胶法合成了尖晶石NiCo₂O₄/ATP复合材料。Ni离子的存在改变了电荷转移机制,通过捕获激发电子等方式与Co离子之间相互作用,从而产生了优异的光吸收能力。在光照下,1∶5 NiCo₂O₄/ATP催化剂吸收可见与红外光,诱发晶格振动,最终将光子的能量转化为热量,使其在无需额外加热下即可实现优异的光生热能力(195.6℃)。ATP的引入促进了高效的NiCo₂O₄/ATP界面的形成以及生成丰富的氧空位,其作为吸附活化中心,将吸收的O₂分子转化为活性氧物种,从而促进甲苯的降解。1∶5 NiCo₂O₄/ATP催化剂在初始浓度500×10^-6下实现了82%的甲苯降解。这项工作为低成本高效率的VOCs光热催化降解提供了一种新策略。

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GdVO₄∶Yb³⁺,Ln³⁺(Ln=Er³⁺,Tm³⁺)发光粉的上转换发光性质研究

张洋珲, 徐振庭, 韩昆伯, 李艳红

化工新型材料. 2025, 53(7): 184-190. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.044

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采用共沉淀法制备了系列GdVO₄∶Yb³⁺,Er³⁺/Tm³⁺发光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和上转换发射光谱对其结构、形貌和上转换发光性能进行了表征,探究了掺杂浓度和激发功率对其发光性能的影响。结果表明:所制备的发光粉为四方结构的GdVO₄。稀土离子掺杂没有影响晶体结构,高浓度Yb³⁺离子掺杂会引起晶面间距减小。样品形貌呈现稍有团聚的均匀球状颗粒。样品在980nm红外光激发下分别发出来自Er³⁺离子和Tm³⁺离子的绿色和蓝色上转换发光。GdVO₄∶10%Yb³⁺,1%Er³⁺和GdVO₄∶10%Yb³⁺,0.75Tm³⁺发光粉具有较强的发光强度。高浓度稀土离子掺杂由于交叉弛豫过程导致发光效率下降。样品的色坐标显示,改变掺杂稀土离子浓度和激发功率可调控发光粉发光颜色。

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Co NPs/NOC催化剂的制备及其对4-NP催化加氢性能的研究

张沛春, 张敏, 赵娅敏, 杨小军, 齐燕姣, 张平, 陈丽华, 张宏

化工新型材料. 2025, 53(7): 191-198. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.041

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全球水污染严重,亟需开发有效技术净化水。4-硝基苯酚(4-NP)是常见的水污染物,可将其还原为制药原料4-氨基苯酚,在净化水的同时可以创造价值。过渡金属纳米粒子常用于催化还原反应,但其易聚集影响催化活性,将其负载到杂原子掺杂的多孔碳可稳定金属纳米颗粒,从而提高催化效率。采用一种简单而有效的策略,通过熔盐辅助法在空气中不需要使用精密的管式炉直接热解制备出氮氧掺杂的碳纳米片,将所获得的碳纳米片作为载体用于生长尺寸小且负载均匀的Co纳米粒子制备Co NPs/NOC催化剂,根据催化NaBH₄还原4-NP反应的效果,得到最佳的制备条件为:草酸铵作为氮源,碳源与氮源的比例为1∶1,热解温度为700℃,钴盐的添加量为3mL。在此条件下制备的催化剂表观速率常数达到了0.00632s^-1,且在第五次循环后仍能达到90%的转化率。

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基于粒子-场表象理论对双壁碳纳米管嫁接嵌段聚合物刷体系的自组装模拟研究

肖立勇

化工新型材料. 2025, 53(7): 199-202. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.005

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利用粒子-场表象理论,结合蒙特卡洛模拟方法对双壁碳纳米管嫁接嵌段聚合物刷体系进行计算模拟,通过计算模拟发现:(1)当双壁碳纳米管嫁接嵌段聚合物中A、B组分只存在相互排斥时,双壁碳纳米管中的嵌段聚合物将分层;(2)当双壁碳纳米管嫁接嵌段聚合物中A、B组分存在相互排斥,且A组分或B组分相容时,纳米管中会形成相应的纳米通道,且随着相容性增强,纳米通道更明显;(3)当嵌段聚合物刷的聚合度逐步增加时,其对应的纳米通道将从圆柱形向网状形过渡;(4)随着碳纳米管内壁半径的变化,其纳米通道空间变化很大并存在一个最优内壁半径。

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静电纺ODA-ODPA/SDS纳米纤维膜的制备及其乳液分离性能研究

尹勃涵, 贾宏葛

化工新型材料. 2025, 53(7): 203-206. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.009

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在4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与二苯醚四甲酸二酐(ODPA)中加入十二烷基硫酸钠(SDS)进行亲水改性,通过静电纺丝制备了SDS含量不同的ODA-ODPA/SDS纳米纤维膜。采用X射线光电子能谱仪、视频接触角测量仪对纳米纤维膜的元素组成、水接触角以及石油醚/水乳液分离性能进行了分析和测试。结果表明:ODA-ODPA/SDS纳米纤维膜的亲水性逐渐提高,水接触角从108°降至0°,由疏水膜转变为亲水膜;纳米纤维膜对石油醚/水乳液分离效果良好,膜平均通量最大为143.41L/(m²·h),最大分离效率达70％,循环使用10次后,分离效率仍大于65%。

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S型MoS₂/pg-C₃N₄异质结的构建及其光催化性能研究

刘发强, 夏培蓓, 吴咏梅

化工新型材料. 2025, 53(7): 207-214. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.014

摘要 ( )

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通过水热法将MoS₂负载到介孔类石墨相氮化碳(pg-C₃N₄)表面,制备了MoS₂/pg-C₃N₄异质结。采用系列表征技术对MoS₂/pg-C₃N₄异质结的微观形貌、物相晶型、特征基团、比表面积和孔隙结构、光化学和电化学特性、活性基团以及光生载流子重组等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)染料作为污染底物,评价可见光驱动下MoS₂/pg-C₃N₄异质结的光催化活性和稳定性。结果表明:互相堆叠的形貌和丰富的介孔结构实现了对MB的高效吸附;大比表面积、广泛的光谱吸收范围、高效的光生载流子分离效率和低的电荷传质阻力有效提高了光催化活性。可见光照射60min,MoS₂/pg-C₃N₄异质结对MB的降解率达到了99.0%,表现出良好的光催化活性和稳定性,超氧自由基 ·O^-₂和羟基自由基·OH等高活性自由基实现了对MB的高效降解。S型电荷转移机理有效保留了空穴和光电子的优异氧化和还原活性,交错的能带结构和内电场实现了高效的电荷分离。

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玄武岩纤维长度/用量/取向对天然橡胶复合材料性能的影响

李伟帅, 周博文, 汪传生, 张德伟

化工新型材料. 2025, 53(7): 215-220. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.025

摘要 ( )

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以玄武岩纤维(BF)作为增强材料,制备了BF/天然橡胶(NR)复合材料,探究了BF的长度、用量和取向对复合材料性能的影响。实验结果表明,与未添加BF的NR材料相比,添加BF的BF/NR复合材料的综合性能得到明显提升。其中,BF长度为3mm、用量为3份且采用径向取向时,其100%定伸应力提升了18%,300%定伸应力提升了15%,DIN磨耗量降低了17%;且综合性能相较于BF其他长度、用量、取向的综合性能最优,拉伸强度最高,Pyane效应最弱,储能模量下降幅度最少,损耗因子峰值相对较小。SEM测试结果表明,采用径向取向的BF/NR复合材料,BF在NR基体中取向程度较高,排列较为一致。

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实心球结构和核壳结构Ni₂P的合成及其吸附性能研究

蔺阳, 李小军, 余书恒, 王丽娜, 陈玉强, 胡明睿, 姜国策

化工新型材料. 2025, 53(7): 221-225. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.006

摘要 ( )

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在十二烷基硫酸钠(SDS)单一表面活性剂体系和十二烷基硫酸钠(SDS)/十二烷基二甲基胺乙内酯(BS-12)复配表面活性剂体系作用下,通过溶剂热法合成了2种不同形貌的磷化二镍(Ni₂P),采用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、能量色散谱仪等对产物的结构、形貌及元素组成进行了分析。结果表明:以SDS作为表面活性剂,得到的产物是实心球结构;以SDS/BS-12复配体系作为表面活性剂得到新颖、均匀的核壳球体结构;核壳结构Ni₂P由厚度为200nm的外壳和直径为750nm的内核组成,球体平均直径约为1.5μm。同时对核壳结构Ni₂P的形成机理进行了讨论。制备的实心球结构Ni₂P和核壳结构Ni₂P对有机染料孔雀石绿和刚果红吸附性能良好,在废水处理和环境保护方面具有潜在的应用价值。

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双功能自清洁材料的制备及应用进展

王波, 钱军, 高帅骁, 袁琛沣, 祁泽峰, 储洪强, 张弛

化工新型材料. 2025, 53(7): 226-230. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.031

摘要 ( )

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自清洁材料在环境、能源、人力等方面具有独特优势,呈现出可持续的应用潜力。双功能自清洁材料可通过超疏水功能和光催化功能的协同作用来克服各自固有的局限性。从超疏水自清洁机制、光催化自清洁机制及两者协同作用角度综述了双功能材料的自清洁机理,将双功能自清洁材料的制备策略归纳为表面粗糙度生成、低表面能材料改性和光催化剂引入;提出了自清洁、防污、抗菌、油水分离等多样化的应用领域;为自然环境驱动下可长期使用的自清洁功能材料制备及应用提供系统性信息。

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表面改性在制备硅橡胶表面含银抗菌涂层中的应用及抗菌性能研究

殷广达, 黄德权, 梁毅, 徐成福

化工新型材料. 2025, 53(7): 231-236. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.049

摘要 ( )

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硅橡胶被广泛应用于医疗器械领域,但植入人体后的硅橡胶表面容易吸附细菌,引起感染,增加了病人死亡的风险。为解决该问题,采用等离子体对硅橡胶进行表面改性,并与聚多巴胺(PDA)发生接枝反应,形成薄膜;然后通过化学镀法在其表面制备银抗菌涂层。通过原子力显微镜(AFM)、静态接触角测量仪等方法对样品表面进行分析;依据美国材料协会标准ASTM D3359-23表征涂层与硅橡胶之间的结合强度;采用抑菌环、活死细菌荧光染色法、酶标仪检测样品的抗菌性能及抗菌缓释性;运用电感耦合等离子原子发射发射光谱仪(ICP-AES)检测样品析出Ag⁺的浓度。结果表明:硅橡胶经等离子体改性后,提高了表面粗糙度,增强了薄膜与基体之间结合力,其结合力等级达到了3B。在硅橡胶表面形成的PDA薄膜,提升了硅橡胶表面的亲水性。PDA与抗菌涂层中Ag⁺的螯合,使样品具有较好的抗菌缓释性能及较长的抗菌寿命,25d后仍表现出良好的抗菌性。

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聚合物涂层对ε-CL-20晶型稳定性的影响研究进展

张南, 王建华, 温旭, 常圣泉, 谷坤轮, 韩穆清

化工新型材料. 2025, 53(7): 237-242. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.023

摘要 ( )

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对ε-2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)在实际应用中相变的影响因素、不同聚合物涂层对晶型稳定性的影响等两个方面的研究进展进行总结。根据多晶型转化参数讨论不同类型的聚合物涂层对ε-CL-20晶型稳定性的影响结果,聚合物涂层主要有分为三类,即促进晶变体系、中间体系和抑制晶变体系。对于促进晶变体系来说,此类添加剂对ε-CL-20的部分溶解,相变过程由固-固相变为固-液-固相变,相变过程中ε-CL-20的活化能降低,因此,此类添加剂对炸药的相变具有促进作用。对于抑制晶变体系来说,混合体系相变温度升高,对炸药的相变具有抑制作用。同时,对包覆技术控制晶型的研究方向进行了展望。

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层层自组装阻燃/抗菌羽绒纤维的制备及其性能研究

张宝根, 赵英杰, 李林刚, 余学永, 蔡以兵

化工新型材料. 2025, 53(7): 243-248. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.007

摘要 ( )

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采用聚磷酸铵(APP)作为负聚电解质,聚六亚甲基双胍(PHMB)和壳聚糖(CS)的复配溶液作为正聚电解质,利用层层自组装技术对羽绒纤维进行功能整理,得到兼具阻燃性能和抗菌性能的羽绒纤维(记作DF-APC),通过冷场发射扫描电子显微镜、全自动热重分析仪、微型燃烧量热仪等对样品的微观形貌、热稳定性和燃烧性能进行分析和测试。结果表明:经过10次组装循环后,DF-APC₁₀表面覆盖均匀的薄膜,同时改性对白度几乎没有影响,但蓬松度略有下降。此外,DF-APC₁₀几乎无法在空气中被点燃,与原始羽绒纤维相比,其热释放速率峰值和总热释放量分别从154.9W/g和15.9kJ/g下降至111.2W/g和13.5kJ/g。抗菌测试显示,18h内DF-APC₁₀对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制效率均超过99.99%。

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低成本碳纤维新型预氧化工艺技术进展

马全胜, 宫瑞君, 李晓林, 王文义, 卢钊钧

化工新型材料. 2025, 53(7): 249-253. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.029

摘要 ( )

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碳纤维因其轻质高强等特点,广泛应用于航空航天、轨道交通、兵器装备、船舶工业等领域,近年来,随着双碳观念的深入,以风电叶片、压力容器、光伏系统等为代表的普通工业领域对碳纤维需求开始迅速提升。普通工业领域对碳纤维的需求更大,价格要求也更为敏感,因此开发低成本的碳纤维生产技术变得更为迫切。主要综述了低成本碳纤维新型预氧化/预稳定化生产工艺技术研究成果,梳理了等离子体稳定化、电子束辐照稳定化、紫外线照射辅助稳定等新型预稳定化技术的特点,总结并展望了各工艺技术面临的问题及发展趋势。

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天然高分子基凝胶电解质的研究进展

李师钊, 徐芹芹

化工新型材料. 2025, 53(7): 254-258. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.021

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天然高分子凝胶电解质具有低成本、可降解、绿色环保等优点,被认为是可持续超级电容器的关键技术之一。介绍了天然高分子基凝胶电解质的特性,综述了天然高分子凝胶电解质(包括纤维素、壳聚糖、明胶等)在超级电容器中的研究进展,并总结了其基本制备方式、优势及不足,对天然高分子基凝胶电解质的研究与应用具有一定的借鉴意义。

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用于Ag⁺检测的恰玛古衍生氮掺杂荧光碳点的合成及其性能研究

王静, 韩丹, 牛晓雪, 燕子红

化工新型材料. 2025, 53(7): 259-266. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.008

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以天然生物质恰玛古作为碳源,乙二胺为氮源,通过一步水热反应合成了具有绿色荧光的氮掺杂碳点(N-CD)用于Ag⁺检测。通过单因素实验确定了N-CD最佳合成条件,采用透射电子显微镜、X射线多晶衍射仪、X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪对N-CD的微观形貌、结构和元素组成进行表征,并研究了N-CD的抗氧化性能。结果表明:最佳合成条件下制备的N-CD形貌呈球形,平均粒径为(2.76±0.48)nm,其荧光量子产率达到52.4%;Ag⁺对N-CD的猝灭为静态猝灭;N-CD具有良好的自由基清除活性,N-CD质量浓度为0.03～0.36mg/mL时,对自由基2-2-二苯基-1-苦基肼的清除率从25.76%提高到90.19%。采用一步水热法合成的N-CD对Ag⁺具有高效选择性,同时还保留了恰玛古的抗氧化活性,扩大了恰玛古的应用范围。

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聚氨酯化学传感器研究进展

黄晓悦, 莫涯, 岳萌, 吴万超, 胡立新, 胡传群

化工新型材料. 2025, 53(7): 267-271. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.039

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近年来,随着环境污染生物医学和化学分析等领域对化学传感器的需求不断增加,高灵敏度、高选择性和快速响应的新型传感器成为当下研究的热点。综述了聚氨酯化学传感器在不同领域的应用,并对其发展前景进行展望。

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环氧树脂阻燃改性研究新进展

冯云龙, 唐建华, 余荣禄, 张藕生

化工新型材料. 2025, 53(7): 272-277. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.032

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介绍了氢键有机框架、含磷多元素、离子液体、反应型固化剂和本征阻燃树脂在环氧树脂阻燃改性方面的特性和原理。综述了国内外近期环氧树脂阻燃剂的研究进展,分析了这些阻燃剂对环氧树脂热稳定性、机械性能和阻燃性的影响,并对未来环氧阻燃改性的研究方向做了展望。

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纳米ZnO/TiO₂与SBS复配改性沥青性能研究

张映雪, 丁秀婷, 柳力

化工新型材料. 2025, 53(7): 278-284. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.033

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为了提高苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)改性沥青的性能,使用纳米ZnO、纳米TiO₂与SBS改性沥青进行复合改性。通过对改性沥青进行三大指标、温度扫描以及低温蠕变试验,研究了其物理性能和流变性能,运用红外光谱仪和荧光显微镜进行微观分析。结果表明:随着纳米ZnO和纳米TiO₂添加量的增加,纳米ZnO/TiO₂/SBS复配改性沥青的针入度减小、软化点增大,高温性能明显改善。此外,纳米ZnO/TiO₂/SBS复配改性沥青的复数剪切模量和车辙因子增加,相位角减小,表明其抗车辙性能得到提升。其中3%ZnO和4%TiO₂掺量的性能最佳。纳米ZnO/TiO₂/SBS复配改性沥青的延度随着纳米改性剂掺量的增加而减小,劲度模量增大,蠕变速率减小,低温性能略有下降。与基质沥青相比,SBS改性沥青中出现新的吸收峰,表明SBS对基质沥青的改性属于化学改性。而在纳米ZnO/TiO₂/SBS复配改性沥青中,并未出现新的吸收峰,表明纳米ZnO和TiO₂对SBS改性沥青的改性属于物理改性。

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木质素的改性及其对SBS改性沥青性能的影响

陈向东, 袁永坤, 邵凯凌, 孔德智

化工新型材料. 2025, 53(7): 285-290. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.046

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以棉杆木质素(LG)和丙酸酐(PA)为原料制备了酯化木质素(PA-L),探究不同掺量的LG和PA-L对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能的影响。通过热重(TG),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),接触角(OCA)等测试分析了LG改性前后的性能。利用三大指标分析了复合改性沥青的基本物理性能,使用动态剪切流变仪(DSR)对复合改性沥青进行温度扫描和多重应力蠕变恢复实验(MSCR)。结果表明:PA-L的改性是成功的,经改性后的PA-L疏水性和与沥青的相容性提升明显。PA-L提升了SBS改姓沥青的高温稳定性,对其低温抗裂性能弱化效果更小,其最佳掺量为5%。相较于LG,经改性后的PA-L热稳定性更好,掺入SBS改性沥青后硬度更大,各种指标变化更为线性,复数剪切模量(G^*)更大,相位角更平缓,有着更佳的稳定性和抗车辙性能,以及更好的蠕变恢复能力。

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铁基催化剂中载体表面官能团对于CO₂加氢性能的影响

黄杰, 钱俊, 陆紫轩, 郑丽如, 魏宇学, 蔡梦蝶, 郭立升, 孙松

化工新型材料. 2025, 53(7): 291-296. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.027

摘要 ( )

可视化

随着全球气候变暖和环境问题日益严重,CO₂的减排和资源化利用成为学术界聚焦的热点。聚焦于Fe基催化剂在CO₂加氢反应中的性能优化,特别是载体表面官能团对催化活性和产物选择性的影响。通过水热法合成具有不同表面微环境的纳米碳球,并结合等体积浸渍法负载金属活性组分和助剂,制备了一系列Fe基催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)等一系列表征揭示了载体表面官能团对CO₂转化率和产物选择性具有显著影响,为设计高效、稳定的Fe基催化剂提供了新思路。

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鸟粪石@稻壳炭复合材料的制备及对六价铬的吸附性能

要茹旋, 毛磊, 刘泽, 向慧子

化工新型材料. 2025, 53(7): 297-302. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2025.07.024

摘要 ( )

可视化

以稻壳炭为原料,经镁改性并负载氮磷获得生物炭复合材料鸟粪石@稻壳炭复合材料(MARC),用于吸附废水中的Cr(Ⅵ)。表征结果发现,MARC表面生成鸟粪石,具有丰富的官能团—OH、—COOH、—NH、—PO^3-₄和Mg—O。在25℃、pH=4.5时,MARC对Cr(Ⅵ)的吸附量达20.14mg/L,低温、低pH的条件有利于吸附的进行。MARC对Cr(Ⅵ)的吸附过程遵循Freundlich模型和伪二级动力学模型,为不均匀表面的多层化学吸附。实验中的生物炭原料源于农业废弃物,提高了资源利用率;氮磷源于含氮磷废水,可以缓解水体富营养化;生成的鸟粪石又可增强吸附Cr(Ⅵ)的能力,可谓“一石三鸟”。

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2025年, 第53卷, 第7期　刊出日期：2025-07-20

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