相变材料是一类有着稳定的相变温度、且具有较大相变潜热的材料,其广泛应用在建筑节能和室内保暖方面。简要阐述了相变材料在传统建筑方面的应用,重点介绍了相变材料在药物缓释、数据存储和可穿戴设备等方面的新兴应用,从而为拓展相变材料的应用提供参考价值。

纤维类材料具有质轻、简便和吸声能力强的特点,是应用极为广泛的吸声材料。综述了有机纤维、无机纤维、金属纤维、复合纤维和纤维复合材料等吸声材料的研究进展,概述了材料厚度、空腔厚度、结构特征、孔隙率、纤维直径和纤维种类等因素对吸声性能的影响。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种不含金属的聚合物半导体光催化剂,具有独特的电子能带结构、优异的化学稳定性和热稳定性、良好的生物相容性等优点使其广泛应用于催化、生物和能源等领域。研究结果表明,与块体g-C₃N₄相比,二维g-C₃N₄纳米片不仅具有增强的本征性质,还能产生很多新的物理化学性质,拓宽了其应用领域。阐述近年来国内外层状材料g-C₃N₄的主要剥离方法,分析不同方法的优缺点,对其他层状材料的剥离具有借鉴意义。

碳纤维增强树脂复合材料的界面性能对其力学性能起着决定性的作用,因而对复合材料的界面粘结性的研究非常重要。综述了用于评价碳纤维增强树脂复合材料界面性能的几种微观表征方法:单丝拉伸断裂法、纤维拔出法和纤维脱粘法。最后指出影响单丝拉伸断裂法测试结果的因素。

由于纳米材料具有尺寸小、比表面积大等特点,使得其成为国内外最近几年研究的热点。纳米材料应用于水泥基材料中能够显著改善水泥基材料的性能。综述了近年来纳米SiO₂、纳米碳酸钙、碳纳米管等纳米材料在水泥基材料中的研究进展,并对今后纳米材料在水泥基材料中的研究方向提供了可行性建议。

介绍了木质素近年来在生物基聚氨酯的合成应用,分别从木质素直接添加和改性后添加两种途径进行阐述,并对木质素在生物基聚氨酯的合成应用进行展望。

木塑复合材料作为一种资源循环型、绿色环保型材料,由于具有较好的尺寸稳定性、耐酸耐碱、耐用、易加工成型、维护成本低以及可二次利用等优良特性,在当今社会已经得到广泛应用。但木塑复合材料力学强度较木材而言仍存在一定差距,力学性能偏低、韧性差、不能满足结构部件的使用要求,这些因素制约了木塑复合材料的发展。因此,提高木塑复合材料的力学性能成为研究热点。对国内外改性增强木塑复合材料方法进行了综述,对木塑材料的发展进行了展望。

生物质活性炭原料来源广泛、价格低廉,具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能,广泛应用于众多领域。主要介绍了生物质活性炭的制备方法,包括物理活化法、化学活化法、化学物理活化法和微波加热活化法等,对比了不同表面化学改性的效果,综述了生物质活性炭的应用领域,并展望了其未来的发展前景。

活性炭以其发达的孔隙结构、高比表面积、高吸附率、良好的化学稳定性等优点而备受关注。综述了植物基活性炭前驱体的主要种类和研究进展,详细介绍了制备活性炭的主要方法,即物理活化法、化学活化法和物理化学耦合法。通过比较不同活化方法、不同活化剂所制备的活性炭性能,分析了不同活化方法的优势和不足,并展望了植物基活性炭未来的研究方向。

对人体卫生用吸水树脂的制备原理与工艺、性能指标、改进方向进行了讨论;结合吸水树脂应用性能存在的问题,对相关技术的研究进展和发展趋势进行了概述;对行业发展前景进行了评价。

介绍了可剥离涂料的发展,综述了可剥离涂料在表面防护、防污去污和防腐蚀方面的研究及应用,总结了目前可剥离涂料存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

TiO₂与MoS₂具有良好的物理和化学性质,但它们在很多领域的应用仍受到自身缺陷的限制。而TiO₂与MoS₂复合后形成的异质结可有效克服两种材料的缺陷、有效提高复合材料的光电属性,进一步提高复合材料作为光催化剂和电极材料的应用性能。综述了包覆型和负载型TiO₂/MoS₂复合材料的制备及其在光催化和储能电池方面的最新研究进展,并对复合材料的应用进行了展望。

SnO₂在常温下禁带宽度为3.6eV,是一种N型半导体,其结构可控、可调,在光催化领域具有良好的应用前景,逐渐成为国内外研究的热点。分析了SnO₂晶体结构及其掺杂、复合等改性方法,概述了SnO₂及其改性材料在光催化制氢和光催化降解有机污染物领域的研究进展,阐明了诸多改性方法对促进SnO₂光催化性能的主要原因是提高光生电子和空穴的分离效率,并指出SnO₂基光催化材料目前存在的问题,对未来的研究方向做出了展望。

镍铁氧体作为一种典型的尖晶石型铁氧体,具有高理论容量和良好的静磁性能。而其与碳材料复合后可在保持良好的静磁性能的同时提高电化学性能与光催化性能,这使得碳-镍铁氧体的微纳异质结构在锂电池、超级电容和光催化等领域拥有广阔的应用前景。综述了目前碳-镍铁氧体异质微纳材料的水热法制备情况,以及碳-镍铁氧体微纳异质结构的静磁性能、电化学性能、光催化性能的研究进展。

薄膜太阳能电池是全球光伏领域争相研发的焦点之一。介绍并探讨了目前最受瞩目的四大类薄膜太阳能电池的研究现状和应用进展。进而从产业化发展的角度,对各种薄膜太阳能电池的优缺点进行了简单评述。

酞菁铜及其衍生物作为典型的气敏材料具有灵敏度高、恢复性能好、选择性好等优点,在气体传感器的很多领域具有潜在的应用价值。综述了酞菁铜及其衍生物在气体传感器中的应用现状,并展望了酞菁铜及其衍生物材料在气体传感器领域的发展趋势。

超疏水表面具有特殊的微纳分级结构和自清洁、防污染等优异性能,国内外对其有着广泛的研究和应用。利用硝酸锌和氢氧化钾共沉淀的方法制备出海胆型微-纳分级结构的氧化锌(ZnO)粒子,然后用氟碳树脂衍生物对其进行疏水化接枝改性,最终制备了超疏水表面。利用X射线衍射仪对制备的产物进行物相分析,利用扫描电镜和动/静态接触角分析仪表征ZnO的微观形貌及疏水表面的接触角。结果表明,微纳分级结构的ZnO粒子经氟碳树脂改性后具有优异的疏水性能,所制备的疏水表面的水静态接触角能够达到(156±1)°,接触角滞后低至3°。该方法简单易行,适合工业化生产。

阐述了PMI泡沫塑料的特性及国内外研究现状,对国产和进口PMI泡沫开展了物理、力学、耐高温性能测试,分析对比了国内外PMI泡沫性能测试结果。结果表明,国产PMI泡沫与国外同类产品性能相当,并且能够满足某型飞机的使用要求。

以乙烯基己内酰胺为温度响应型原料,对二氧化钛(TiO₂)进行改性,利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对样品的结构及形貌进行了表征,最后以罗丹明B为模型污染物,探讨了温度对TiO₂-聚乙烯基己内酰胺(PVCL)光催化性能的影响。结果表明:改性之后TiO₂仍为锐钛矿TiO₂的晶相结构;TiO₂-PVCL可以由温度控制实现相分离;40℃时TiO₂-PVCL光催化降解罗丹明B的速度约为25℃时的1/7。

采用静电纺丝的方法制得纳米羟基磷灰石(n-HA)/聚乳酸(PLA)(n-HA/PLA)复合纳米纤维支架材料,通过仪器测试,分析研究了不同n-HA用量对n-HA/PLA的形貌与性能的影响。研究结果表明:当n-HA用量为10%(wt,质量分数)条件下,其在聚乳酸纳米纤维表面均匀分布,n-HA/PLA复合纳米纤维支架材料的断裂强度、断裂伸长率达到最大,分别为670.52cN·m/g、105.54%,热性能也得到了提高。

为满足屏蔽电磁波干扰的防刺服需求,利用超声波振荡法将分散相粒径为100nm的SiO₂与聚乙二醇(PEG)200配制成剪切增稠液体(STF),利用浸渍法制成STF/芳纶复合织物。在SiO₂质量分数为15%的STF中加入平均粒径为2.75m的Fe粉,制成铁粉质量分数分别为5%、10%、15%和18%的STF-Fe非牛顿流体,研究了SiO₂含量以及Fe粉固含量对复合织物防刺性能以及STF-Fe分散体系对电磁屏蔽的影响。结果表明,复合织物的防刺效果随着SiO₂、Fe含量的增加而增强。SiO₂质量分数大于15%时,复合织物的刀刺载荷明显提高。STF-Fe分散体系可以显著提高芳纶织物的刀刺性能,但效果不如STF。随着SiO₂含量的增加,STF/芳纶复合材料的防刺效果明显提高;在SiO₂质量分数为15%的条件下,随着Fe含量的增加,STF-Fe/芳纶复合织物的锥刺性能明显提高。当STF-Fe分散体系中Fe质量分数达到40%时,电磁屏蔽率可达到90%～99.9%。

以三乙二醇、异丁基三甲氧基硅烷为原料,首先合成关键中间体二联咪唑与单碘代笼型聚倍半硅氧烷(单碘代POSS)。二者通过季铵化反应,生成新型哑铃型POSS。利用核磁共振氢谱、硅谱及元素分析对其结构进行鉴定,并利用DSC及TGA对其热性能进行研究。结果表明,合成的哑铃型POSS熔点为199℃,热稳定性良好(T_d5=294℃)。

采用抽滤法在碳纳米管薄膜中引入聚乙烯醇构筑复合网络结构,并利用聚乙烯醇的官能团增强薄膜与基底间的范德华作用力,实现强粘附效果。通过选择聚合物的平均聚合度,可实现在玻璃基底上最高达到550kPa的粘附强度,是未经聚乙烯醇处理的6～10倍。这种复合结构也可以显著提高对铜片、硅片、镍箔的粘附效果,其平均粘附强度可分别达到172.6,305.7,335.5kPa。

采用经表面修饰产生羟基碳纳米管(CNT-OH)与氰酸酯树脂(CE)发生化学键合作用,又经超声处理,克服纳米粒子“自聚”弊端,增强其与树脂相容性,制得CE树脂体系和CE/碳纤维增强复合材料(CFRP)(CE/CFRP),使CE树脂体系和CE/CFRP宏观性能大为强化增益。测定了不同CNT-OH用量对CE树脂体系导热性能和冲击韧性的影响,采用扫描电子显微镜对冲击断面进行观察。结果表明:当CNT-OH用量小于5.0%(wt,质量分数)时,CE树脂体系的导热系数随CNT-OH用量的增加而增高,当用量大于5.0%(wt,质量分数),导热系数增加趋势变缓。CNT-OH对CE树脂体系有一定的增韧作用,当用量为3.0%(wt,质量分数)时,CE的冲击韧性最高达到4.88J/m²,冲击断面呈韧性断裂。同时测定了CNT-OH用量为0%和3.0%的CE/CFRP层间剪切强度和压缩强度,结果表明添加3.0% CNT-OH的CE/CFRP层间剪切强度达到84.9MPa,压缩强度达到1041.0MPa,比未改性CE/CFRP分别提高了19.2%和15.7%。

采用溶胶-凝胶法制备Cu-Zn-Sn-S前驱体薄膜,在氩及硫两种气氛下对前驱体进行480℃热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能进行表征。研究结果表明,前驱体薄膜在硫气氛下热处理生成CZTS相,其形貌为花状,尺寸大小约为1.8μm。硫化后的薄膜具有较大的吸收系数,测试后估算其禁带宽度约为1.5eV。

通过硅烷偶联剂(KH550)同步还原和改性氧化石墨烯(GO)制备得到高导电性能的石墨烯纳米片(r-GO),随后将得到的r-GO与聚碳酸酯(PC)复合,制备出高电导率的导电纳米复合材料(PC/r-GO)。通过X射线光电子能谱、X射线衍射和热失重分析对r-GO的结构进行表征。结果表明:KH550通过氨基修饰到石墨烯的表面,增加了r-GO与PC之间的相容性,并改善了r-GO在PC基体中的分散性,因此得到的导电纳米复合材料具有低的逾渗阈值(～0.34%,体积分数)。

以原位聚合法制备的煤基聚苯胺为C、N源,羰基铁粉为催化剂,高温催化裂解制得掺N量为0.256%(wt,质量分数,下同)的多孔碳/Fe,再通过液相氧化法或高温水汽法处理,均成功制备出掺N多孔碳/Fe₃O₄。扫描电镜、红外光谱、X射线衍射和电容性能测试表明,在煤/苯胺质量比为1∶1、煤基聚苯胺/羰基铁粉质量比为1∶1、热解温度为1000℃、热解时间为3h,并经液相化学氧化法处理制得的掺N多孔碳/Fe₃O₄复合材料的电容特性较好,在1A/g的电流密度下,单极比电容达到392.45F/g,比能量达到65.95Wh/kg,比功率达到546.96W/kg。掺入的N主要以叔芳胺的形式存在于多孔碳中,多孔碳与Fe₃O₄之间有较强的界面作用。液相化学氧化法制备的Fe₃O₄大多在多孔碳外或多孔碳的孔隙中沉积,分散性更好,表现出比高温水汽法更好的储能作用。

由4,4′-磺酰基二苯酚与9-(4-溴丁基)-9H-咔唑等含有链状烷基的咔唑取代产物经威廉姆逊合成法制得一系列对称含有咔唑类化合物。通过红外光谱和核磁氢谱确定其结构,通过紫外光谱、荧光光谱热重分析和循环伏安等手段对目标化合物的性能进行表征。结果表明:其最大吸收波长在290～295nm之间,溶液中荧光发射波长处于378～423nm之间,固态时荧光发射波长处于375～390nm之间,荧光量子产率在0.38～0.44之间。在热稳定性方面,热分解温度(T_d)均大于350℃,熔点(T_m)为185℃,且玻璃态转化温度(Tg)在50～120℃之间,具有良好的热稳定性。有望成为优良的有机电致发光材料。

采用一种基于溶胶-凝胶法的快燃技术来合成钇铝石榴石(YAG,Y₃Al₅O₁₂)前驱体纳米粉体,并将其与传统溶胶-凝胶法所制样品进行比较。结果表明:两种方法获得的YAG物相纯度基本一致。但是,快燃技术合成的YAG粉末形状单一,颗粒之间的连接较为松散,以软团聚为主,且颗粒粒径偏差小,其平均粒度为63nm;而传统溶胶-凝胶法合成的YAG粉末形状非常不规则,种类繁多,颗粒之间的连接较为紧密,较多的呈现硬团聚的特征,且颗粒粒径也有较大的偏差,其平均粒度约为85nm。

以硝酸锂、硝酸镍、硝酸钴、硝酸铝和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法合成了镍钴铝三元 (LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)正极材料前驱体,经热处理后得到LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对正极材料进行了表征与分析。结果表明:随着温度的升高,正极材料的颗粒更为均匀,分散性良好,晶体杂相减少。当煅烧温度升高至700℃及以上时得到了α-NaFeO₂型层状结构的LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料。随着煅烧温度的升高,LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂正极材料中的杂质相逐渐减少,纯度不断提高,层状结构性能不断改善,结晶度逐渐提高,锂离子嵌入与脱出通道畅通,材料的晶粒尺寸不断增大。当煅烧温度为800℃时,正极材料的层状结构性能最佳。

采用溶液相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,然后用多巴胺(DA)水溶液对分离膜进行表面改性,再用聚乙烯亚胺(PEI)对膜表面进行接枝改性。采用场发射扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法研究了膜的结构、官能团变化和离子吸附性能。结果表明:改性膜和纯PVDF膜相比,亲水性能有了较大提高,改性膜对Cu²⁺有一定吸附作用,吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学模型。

将具有不同烷基链长度的丙烯酸酯单体与亲水性单体丙烯酸以固定的摩尔配比接枝到天然羽毛蛋白的分子链上,制备出一系列具有不同接枝支链结构的羽毛蛋白-丙烯酸-丙烯酸酯接枝共聚物。以接枝羽毛蛋白对聚酯纤维的粘合力与粘合功为主要量化指标,探索丙烯酸酯单体的烷基链长度对接枝羽毛蛋白与聚酯纤维粘合性能的影响。结果表明,随着丙烯酸酯单体烷基链长度的增大,接枝羽毛蛋白对聚酯纤维的粘合性能先有所降低,当烷基增长至异辛基时未再出现显著变化。

采用水热法以偏钒酸铵和硝酸制备水合五氧化二钒(V₂O₅·nH₂O)纳米带,采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射分析仪(XRD)及拉曼光谱分析仪(Raman Spectra)对产物进行表征,采用半导体特性分析仪测试以产物为沟道的场效应器件性能。结果表明:制得的V₂O₅·nH₂O纳米带宽100～150nm,厚约20nm,含水量n在0.5～1之间,具有类晶结构;器件具有N型负微分电阻(N-NDR)效应,与V₂O₅·nH₂O的双载流子导电及Poole-Frenkel发射相关。栅压为0～9V时,开关电压随栅压增大而升高,峰谷电流比变化小,期间,栅压为1V时电压跨度最大为0.61V。

首先使用KH-550对纳米SiO₂进行表面改性,通过测试其亲油化度(HD)值以及控制相关影响因素得到的最佳改性条件为:KH-550占单体质量分数的6%,反应温度为30℃,反应时间为1.5h。然后通过Schulman法配制含有改性纳米SiO₂和单体丙烯酰胺的微乳液,通过其表观透明度以及稳定性优选出的微乳液配方为:V(油)∶V(水)=3∶2,ω(乳化剂)=25%(占油相),ω(助乳化剂)=25%(占油相),ω(单体)=50%(占水相)。最后通过反相微乳液聚合制备出核壳结构的SiO₂/聚丙烯酰胺复合材料,对其进行了红外光谱分析和透射电镜分析表征。

通过聚苯乙烯大孔吸附树脂乙酰化后与二乙烯三胺缩合,制备了一种含二乙烯三胺功能基的多胺型聚苯乙烯吸附树脂Dx-Ta。研究了催化剂、物料比、温度及时间等因素对反应的影响。结果表明:以偏三甲苯为溶剂,TsOH为催化剂,160℃温度下反应25h制得的Dx-Ta树脂的全交换容量为2.18mmol/g,比表面积为211.0m²/g。该树脂对水溶液中Cu²⁺的吸附速度和容量随温度的升高而提高,静态吸附平衡时间为6h,45℃时平衡吸附量为1.54mmol/g。Dx-Ta树脂对Cu²⁺的吸附速度、脱附速度和平衡吸附量均高于具有相同修饰基团的胺化聚苯乙烯树脂(PASDA)树脂。比较发现,多胺修饰聚苯乙烯吸附树脂对Cu²⁺的吸附容量与其全交换容量不成正相关,比表面积和孔容对吸附速度和平衡吸附量有一定影响。

采用差示扫描量热法(DSC)研究了碳纳米管(CNTs)加入量和降温速率对CNTs/接枝马来酸酐聚丙烯(PPG)/聚丙烯(PP)复合材料(CNTs/PPG/PP)的非等温结晶过程的影响,并采用Jeziorny法对DSC结果进行动力学分析。结果表明:当降温速率为20℃/min时,加入CNTs可提高复合材料的结晶温度,当CNTs加入量为1.0%(wt,质量分数)条件下,复合材料的结晶峰温度为117.6℃,比未加CNTs时提高了2.0℃,CNTs的加入同时还使得复合材料结晶度增大,结晶速率加快,且均随着CNTs加入量的增加而增大;CNTs起到了异相形核作用,改变了PP基的形核方式和晶体长大方式;降温速率的增大使得复合材料将在更低的温度下结晶,结晶度增大。

以碳纤维和铜纤维为原料制备了3维4层深交联机织物,将酚醛树脂和其他填料组成树脂体系,并与深交联机织物进行复合成型,制成3维深交联摩擦材料。通过改变织物纬向的铜纤维含量及位置得到4种深交联机织物摩擦材料,探究不同位置和含量的铜纤维对摩擦材料氧化机理的影响。结果表明:当铜纤维在预制体层向分布不同时,发现氧化质量损失率表现为3-Q=3-S<3-Z=3-B,可见铜纤维会在摩擦材料的表层和中间层产生明显的差异;铜纤维在摩擦材料两个表面可以很有效地将高温从摩擦材料中辐射出去,对摩擦材料起到保护作用,可以有效阻止高温情况下空气对摩擦材料的破坏;温度升高过程中碳纤维不断氧化致使其变成非石墨碳,质量逐步减小。

以具有拉曼散射表面活性的金纳米棒(AuNRs)与氧化石墨烯(GO)溶液混合。通过控制AuNRs的尺寸、用量,抽滤制得氧化石墨烯/金纳米棒(GO/AuNRs)复合薄膜。利用紫外-可见分光光度计、透射电子显微镜(TEM)对制得的GO/AuNRs进行了表征和分析,并且采用拉曼光谱研究GO/AuNRs基底的表面增强散射(SERS)效应。结果表明,GO/AuNRs基底的SERS性能能够对芳香烃类大分子物质起到信号增强的作用。以罗丹明B(RhB)为探针分子验证其拉曼增强效应,在超微量浓度时依然具有较强的拉曼信号,增强因子达到2250。

五角枫叶作为吸附剂用于吸附去除水中阳离子染料结晶紫(CV)。考察了吸附时间、五角枫叶投加量、pH、结晶紫初始浓度及温度等因素对五角枫叶吸附结晶紫性能的影响。采用Langmuir和Freundlich吸附模型描述平衡等温式,并计算相关参数。结果表明:五角枫叶吸附结晶紫最大吸附量q_m为322.58mg/g(25℃);吸附热力学表明吸附过程为吸热反应,可自发进行;五角枫叶吸附结晶紫有较好的吸附效果,可作为一种廉价吸附剂用于废水中染料的去除。

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯为功能单体,采用自由基聚合法制备了具有防污性能的低表面能氟/硅丙烯酸树脂涂层,重点探讨了有机氟含量对树脂涂层的接触角、玻璃化转变温度、附着力、硬度等性能及单体转化率的影响,确定了氟/硅丙烯酸涂层的最佳制备条件。结果表明,氟/硅单体成功与丙烯酸单体发生共聚,当氟/硅丙烯酸涂层中的氟质量分数为14.60%时,树脂涂膜的接触角为103.7°,与基体结合力优异,同时具有良好的防腐性能。

利用能够准确控温的热台进行聚偏氟乙烯(PVDF)熔体中等温结晶的研究,并用带有相机的偏光显微镜记录了不同温度下等温结晶的球晶生长过程,在150℃和155℃条件下等温结晶获得尺寸较小的α相球晶,在160℃和165℃条件下结晶初期获得α相球晶,在结晶后期(约60min)后在α相球晶的边缘出现尺寸很小的γ相球晶。根据偏光显微镜的观察结果获得α相和γ相的结晶速率,并计算出α相和γ相的结晶活化能,α相的结晶活化能为 -54kJ/mol,γ相的结晶活化能为-140kJ/mol,说明α相为熔体等温结晶的热力学稳定相,γ相为热力学不稳定相。

以司班80为添加剂,采用浸渍/旋转涂膜法在石英玻璃片上制备一系列铒(Er³⁺)/TiO₂多孔薄膜(Er³⁺-TiO₂),考察了司班80含量对薄膜结构及性质的影响,并通过扫描电镜、氮气吸附-脱附、X-射线衍射对薄膜的结构进行表征,并由甲基橙溶液的光催化降解反应评价其光催化性能。结果表明:当溶胶中司班80的添加量为0.3%(wt,质量分数),制得的Er³⁺-TiO₂薄膜,在模拟可见光,7.8mg/L甲基橙溶液,光照6h条件下,对甲基橙光催化降解率可达到55.23%。

以聚天冬氨酸(PASP)与壳聚糖季铵盐(HTCC)为基元,运用层层组装技术制备了可以释放双药物的层层组装聚合物膜。通过先采用浸泡的形式负载盐酸柔红霉素(DNR)并喷涂阻隔层,再将盐酸万古霉素(VAN)以复合物PASP-VAN的形式与HTCC层层组装的方法,实现了DNR与VAN在膜中的共同负载。探讨了阻隔层的周期数对VAN与DNR释放效果的影响,结果表明,阻隔层可以延缓VAN与DNR的释放速率,VAN与DNR在生理盐水中的释放时间分别持续1680min和2700min,累积释放量分别为2.26mg和0.20mg。

以钛酸正丁酯、硝酸银和四氯化钛作为原料,以聚苯乙烯(PS)为模版,采用溶胶-凝胶法、结合水热及光照处理合成了银(Ag)不同掺杂量的金红石相复合锐钛矿相二氧化钛(R-TiO₂/A-TiO₂)多孔光催化材料。并对样品的结构、形貌、光吸收性能及比表面积进行表征,在光照条件下研究了对罗丹明B(RhB)的降解效果。研究结果表明,当Ag掺杂量为3%(wt,质量分数)制得的R-TiO₂/A-TiO₂光催化活性最佳,光照60min后,对RhB的降解率为99.8%。

采用水热合成法制备了负载Ag的TiO₂纳米颗粒包覆的CaCO₃复合纳米催化剂(Ag/TiO₂/CaCO₃),使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对样品的结构形态和成分进行表征。将制备的Ag/TiO₂/CaCO₃复合纳米催化剂添加到再造烟叶中制成卷烟进行烟气分析,考察其对再造烟叶烟气中8种挥发性羰基化合物含量的影响。结果表明:将Ag/TiO₂/CaCO₃纳米催化剂均匀喷涂于再造烟叶表面,添加量为2%时,能有效降低挥发性羰基化合物的释放量。

采用两步法制备了不同贝壳粉用量的贝壳粉/氧化银(Ag₂O)复合光催化剂,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪对其进行表征,同时在可见光条件下对其进行了光催化性能的测试。研究结果表明:贝壳粉用量为15%(wt,质量分数)制得的贝壳粉/Ag₂O复合光催化剂用量为20mg,降解时间60min,40mL罗丹明B(RhB)溶液初始浓度为4mg/L条件下,贝壳粉/Ag₂O对RhB的降解率最高达到80.35%。

采用蒸汽热法制得硫(S)、氮(N)共掺杂铁酸钴(CoFe₂O₄)、氧化石墨烯(GO)、二氧化钛(TiO₂)(CoFe₂O₄@RGO@TiO₂-S/N)催化剂,研究了GO、钛酸四丁酯(TBOT)的用量、反应时间与温度以及S、N掺杂量等对催化剂光催化性能的影响。研究结果表明,在CoFe₂O₄∶GO的质量配合比为5∶1、TBOT∶水(H₂O)的体积配合比为1∶25、S∶N的摩尔配合比为1∶2、180℃反应36h条件下,制得的CoFe₂O₄@RGO@TiO₂-S/N在紫外光照射2h和可见光照射6h对甲基橙(MO)的降解率均达到100%。催化剂磁分离回收循环使用5次后,在紫外光和可见光条件下对MO的降解率仍能达到96.1%和93.1%。该催化剂不仅具备优异的紫外光和可见光光催化活性,还可回收再利用。

采用鳞片石墨粉作为铝离子电池正极材料,其不同粒度大小对正极材料的表面特性和电化学性能都有影响。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、充放电测试、倍率特性测试和循环性能测试分析该正极材料的晶体结构、化学价态和电化学性能。结果表明:铝离子电池正极材料鳞片石墨粉为良好的层状结构,P63/mc空间群,六方晶系。其中鳞片石墨粉325目(粒度45μm)在1C倍率下的充放电比容量分别为104.76和104.46mAh/g,其5C倍率较1C倍率的容量保持率为71.4%,循环100次后容量保持率为95.19%,因此其充放电比容量、倍率性能、循环性能等电化学性能较佳。

以溶胶-凝胶法制备的氮掺杂二氧化钛(TiO₂)为基质,以罗丹明B(RhB)为模板分子,以邻苯二胺为交联剂和功能单体,在紫外光下引发聚合,制备了RhB表面分子印迹N-TiO₂-MIP。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis)等对样品进行了表征。结果表明:样品为纳米级锐钛矿相;氮(N)掺杂因N_2p与O_2p混合引起禁带窄化,表面包覆及分子印迹均有效改善了TiO₂孔型和孔隙结构,增大了比表面积,N-TiO₂-MIP对目标污染物RhB的降解率高达93.2%,并具有良好的选择性。

以双酚A、聚醚胺(M1000)和多聚甲醛为原料,甲苯为溶剂制备水溶性苯并噁嗪单体(Ba-Jeff)。通过非等温差示扫描量热(DSC)法研究Ba-Jeff结晶动力学。采用Kissinger法和Ozawa法计算Ba-Jeff结晶过程中的表观活化能和指前因子。通过偏振光学显微镜(POM)原位观察Ba-Jeff晶型和晶体生长过程。结果表明:Ba-Jeff结晶时平均表观活化能和指前因子分别为67.7kJ/mol和1.2×10¹⁷。Ba-Jeff在低温可形成典型球晶。

基于在液相加工复合材料中的应用前景,对比氧化石墨烯(GO),采用原子力显微镜(AFM)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了一种批量生产的石墨烯量子点(GQDs)的形貌及结构,并研究了其在17种常见溶剂及5种同/异构二醇类溶剂中的分散性能。结果表明:这种单层、平均片径7.0nm、富含O、N官能团的GQDs具有强极性的特点,除水外在二甲基亚砜(DMSO)和乙二醇中的分散性能最优,其内在原因归于溶剂极性和溶剂分子间氢键作用的影响。

以金属铝合金为基底,分别以氯化铜、氢氧化钠及盐酸为刻蚀液,利用十七氟葵基三乙氧基硅烷为疏水剂,制备了不同疏水性能的表面,考察了化学刻蚀液对表面疏水性能的影响。结果表明:在中低温环境中,使用氯化铜或低浓度氢氧化钠对铝合金表面进行刻蚀,其后将其浸渍在含低表面能的有机溶剂中即能制备出具有超疏水性的表面。扫描电镜图表明,利用上述方法制备的表面具有微纳米二级疏水结构。表面疏水性能随刻蚀液浓度的增加而增强,表面接触角随刻蚀时间及刻蚀温度的增加而增大。

以不锈钢企业盐酸酸洗废水为活化剂,柚子皮为原料,采用简单一步法制备铁基磁性活性炭,考察不同条件下该碳材料的氨氮吸附性能。扫描电镜和N₂-吸脱附表征结果显示:700℃焙烧所得活性炭具有较大的比表面积(758.6m²/g)和良好的氨氮吸附性能,并具有一定磁性易通过磁性辅助技术分离。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对磁性活性炭吸附氨氮进行拟合,吸附动力学较符合准二级动力学方程。吸附等温方程符合Freundlich等温模式,氨氮在磁性活性炭表面的吸附为吸热过程,以物理吸附为主,同时伴随NH⁺₄与磁性活性炭表面Fe³⁺之间的离子交换。

将C₉石油树脂和硫磺添加到丁苯橡胶(SBR)改性沥青中,制备了一种新型的SBR复合改性沥青,通过常规指标考察了C₉石油树脂对SBR/硫磺复合改性沥青物理性能的影响,利用红外光谱、热重和扫描电镜对SBR/硫磺/C₉复合改性沥青的改性机理进行探讨。结果表明:C₉石油树脂添加到SBR/硫磺复合改性沥青中使改性沥青的软化点、黏度升高,针入度下降,对低温延度影响不大;C₉石油树脂在硫磺的作用下与SBR发生了化学交联反应,形成了更加稳定且与基质沥青相容性较好的弹性网状结构大分子,使得改性沥青的热稳定性得到改善,为SBR/硫磺/C₉石油树脂改性沥青的进一步应用提供了理论依据。

纳米技术实现了在分子和原子水平上对生命科学进行研究。将有机荧光染料包覆到无机纳米材料中,所制得的核壳型复合纳米材料可应用到生物医药学等领域。论述了基于SiO₂的核壳型荧光纳米材料的性能,由于其成本较低,便于制备与表征,且具有优于传统材料的特性而被广泛应用于荧光生物成像。

聚丙烯腈基(PAN)中空多孔纤维微孔结构丰富,质轻,比表面积大,是碳材料领域的新起之秀。从PAN基中空多孔碳纤维的发展史、制备方法、应用等方面,简要阐述了它的研究现状,并对今后发展提出了几点展望,以期为中空多孔碳纤维的研究工作提供一定的帮助。

分别采用Stöber溶胶-凝胶法、反相微乳聚合法和原位聚合法研究制得3种荧光纳米球:(1)羧基功能化二氧化硅(SiO₂)荧光纳米小球;(2)聚丙烯酰胺聚丙烯酸共聚物(PAAAM)荧光纳米小球;(3)SiO₂为核,PAAAM为壳的核壳结构SiO₂@PAAAM荧光纳米小球。以上3种纳米球具有较好的水分散性和稳定性。采用透过电镜、动态光散射和红外光谱、荧光光谱等对样品进行了表征。荧光光谱分析结果表明,荧光分子偶联加入量为1%(wt,质量分数)的3种纳米球均具有最大荧光强度。采用SNP@PAAAM纳米球与罗丹明红X(RhX)偶联,制得的SNP@PAAAM@RhX既可以很好的从水中离心分离也具有良好的水分散性,电动电位为-22.7mV,平均粒径90nm。所制备的3种荧光纳米球,可应用于快速体外检测、疾病追踪等重要领域。

研制了一种适用于冷冻产品贮藏运输的高效低温无机盐相变蓄冷材料。将NH₄Br、KCl、CaCl₂等无机盐与NH₄Cl复配,利用差式扫描量热仪(DSC)筛选了NH₄Br-NH₄Cl无机盐共混物作为主储能剂,通过添加不同成核剂改善过冷性能,添加不同浓度的黄源胶改善相分离。结果表明:以30%(wt,质量分数,下同)NH₄Br-NH₄Cl无机盐共混物作为主储能剂,1% SrCl₂作为成核剂,5%黄原胶作为增稠剂可获得相变温度为-18～-22℃、相变潜热为288.7J/g、过冷度小、无相分离的相变蓄冷材料。NH₄Br-NH₄Cl无机盐共混物作为主储能剂能够达到冷冻产品温度且对相变潜热影响较小,SrCl₂作为成核剂基本无过冷,黄原胶作为增稠剂解决相分离具有显著效果。

目前,样品前处理技术的进展一直缓慢,是制约复杂基质中痕量分析物测定的瓶颈,高灵敏性、高选择性和简便实用的样品前处理新方法的研究日益受到重视。运用分子印迹技术制备的固相微萃取材料具备的分子识别和高效萃取能力,在样品前处理中的应用展现出良好的前景。综述了分子印迹固相微萃取纤维材料的类型及制备方法,并对其制备方法的发展前景做出了展望。

通过埃洛石纳米管(HNTs)负载葡萄糖酸氯己定(CG)制备新型的HNTs/CG复合抗菌剂。采用透射电镜表征HNTs的形貌结构,红外光谱表征HNTs/CG复合物的结构,抑菌圈法测试HNTs/CG复合抗菌剂的抗菌性能,扫描电镜观察金黄色葡萄球菌与HNTs/CG复合物作用后形态的变化情况,并通过急性经口毒性实验评价HNTs/CG复合物的短期毒副作用。结果表明:CG药物成功负载在HNTs管腔中,HNTs/CG复合抗菌剂对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抑制效果;金黄色葡萄球菌与HNTs/CG复合物作用后,导致细胞壁破裂而死亡,另外,不同剂量的HNTs/CG复合抗菌剂均未引起小鼠脏器各组织的病理学改变。因此,HNTs/CG复合抗菌剂是一种无毒的新型纳米抗菌复合材料。

掺杂锶离子(Sr²⁺)、镁离子(Mg²⁺)等阳离子的镓酸镧(LaGaO₃)基电解质能广泛应用于多种电化学装置系统中。分别从结构与导电原理、制备方法、电导率及燃料电池应用4个方面综述了燃料电池用LaGaO₃基电解质的研究进展。着重阐述了高温固相法、溶胶-凝胶法、柠檬酸-硝酸盐燃烧法在制备LaGaO₃基电解质方面的最新研究成果,以及LaGaO₃基电解质作为一种优良的中温离子导体,在燃料电池中的应用。

Ni₂P催化剂为继氮化物和碳化物之后又一新型催化材料,凭借其良好的催化性能和较高的稳定性已被广泛用于多种催化领域。综述了Ni₂P催化剂的发展历程、制备方法,对催化加氢脱氮、脱硫、脱氯和光解水方面的反应机理及应用进行了概述,并对其未来发展趋势进行展望。

根据我国高铁维修天窗要求,结合CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层力学性能特点,以环氧树脂改性甲基丙烯酸甲酯为原料,开展砂浆层缝隙修复灌浆材料研究。采用甲基丙烯酸丁酯稀释,利用填料克服甲基丙烯酸酯类材料的体积收缩问题,制备能够满足CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层缝隙修复的灌浆材料。结果表明:在5～35℃温度范围内,灌浆材料的黏度、粘接强度、抗压强度和弹性模量等力学数据稳定,黏度小于100mPa·s,粘接强度大于3.0MPa,弹性模量在100～300MPa之间。灌浆材料现场应用发现砂浆层病害问题得到解决,轨道结构数据明显改善。

对壳牌煤气化工艺中存在的问题进行了探讨,对合成气冷却器积灰情况进行了分析并提出了解决措施,对原煤的灰熔点、灰黏度进行了分析总结;结合实际运行经验分析了渣口堵渣的原因及其解决措施;对壳牌煤气化污水处理工艺进行改进,解决了汽提塔堵塞的问题。

随着国家和地方政府对墙面砖、玻璃幕墙等外墙装饰材料使用的限制,外墙涂料开始逐渐被人们关注。综述了近年来隔热外墙涂料、高装饰性外墙涂料、自清洁外墙涂料和弹性外墙涂料等研究现状,并分析了各种涂料优缺点,对外墙涂料的研究方向进行了展望。

采用磁性固相萃取方法,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF₆)包裹Fe₃O₄@SiO₂复合纳米粒子为磁性吸附剂,对环境水样进行净化,结合高效液相色谱仪(HPLC),建立了环境水样中三嗪类除草剂残留的检测方法。结果表明:目标物的检出限及定量限分别是0.57～0.73ng/mL和1.7～2.3ng/mL,线性相关系数R²>0.9995,3种除草剂的日内及日间精密度分别是1.7%～6.64%及1.68%～5.05%,根据水样的分析结果,实际样品的加标回收率为78.5%～98.0%,可应用于实际环境水样的检测。

为了获得廉价易得的可以同时脱硝除汞的吸附催化剂,选取云南普洱茶废弃茶梗为碳源,采用等体积浸渍的方法制备了不同二氧化铈(CeO₂)-氧化铜(CuO)(CeO₂-CuO)浸渍配合比的茶梗基生物炭。并运用氮气(N₂)吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对吸附催化剂进行了表征。在 100～300℃范围内,固定床模拟烟气条件下研究了联合去除的效果。研究结果表明:CeO₂和CuO的浸渍量都为4%(wt,质量分数),制得的茶梗基生物炭,在300℃条件下,对一氧化氮(NO)的降解率达到82.3%,在100℃条件下,对单质汞(Hg⁰)的降解率高达93.0%。

以双丙酮丙烯酰胺改性的胺化聚氯乙烯(DAAMPV)树脂为吸附剂,考察了该树脂对对硝基苯酚的吸附性能。结果表明,DAAMPV树脂对对硝基苯酚有较快的动力学吸附速率,吸附过程符合拟二级动力学方程。随着温度的降低和对硝基苯酚质量浓度的增加,DAAMPV树脂的吸附量增大。在25℃、对硝基苯酚初始质量浓度为500mg/L的条件下,DAAMPV树脂对对硝基苯酚的吸附量为53.2mg/g,吸附过程符合Langmuir等温式。实验条件下,DAAMPV树脂对对硝基苯酚的去除率可达94.26%,吸附的对硝基苯酚可用无水乙醇或4% NaOH洗脱。

以N-异丙基丙烯酰胺和亲水性单体丙烯酸钠为原料,采用水溶液自由基共聚法制备了一系列N-异丙基丙烯酰胺基温敏吸水聚合物。利用傅里叶变换红外光谱仪和热重分析技术对所制样品的物理结构和性质进行表征,研究了不同丙烯酸钠单体摩尔比对聚合物临界溶解温度(LCST)、溶胀性和退胀性的影响,并研究其溶胀动力学。结果表明:通过实验成功制备出高分子共聚物,共聚物的热分解温度随着丙烯酸钠摩尔比的增加而降低;聚合物的LCST随着丙烯酸钠摩尔比增加而逐渐提高,但响应速率呈现逐渐降低的趋势;溶胀过程符合non-Fickon动力学方程。