相变微胶囊多采用有机高分子材料作为囊壁,微胶囊的包覆率高,且具有优异的稳定性,但该类材料导热性能较差,影响了微胶囊使用过程的导热率,为了改善微胶囊的导热性,许多研究者将导热材料引入囊壁,或者采用导热性能较好的无机材料进行改性,从而提高微胶囊的导热性能。对近年来提高微胶囊相变材料导热性的方法进行了综述,并介绍了导热增强型微胶囊相变材料的应用途径。

氟化富勒烯因其独特的结构引起了研究者们持续而广泛的关注。在介绍氟化富勒烯电子特性的基础上,总结了其在金刚石、硅、石墨烯等材料的表面掺杂,以及有机发光二极管等电子器件的p型掺杂等领域的应用。最后,介绍了氟化富勒烯在其他领域中的最新应用,并对氟化富勒烯材料的发展趋势和前景进行了展望。

石墨烯是一种具有单原子层厚度的二维蜂窝状碳材料,由于其具有奇异的比表面积效应、光电效应和机械强度等优点,在能源、环境、军事和航天等领域得到了大量的研究。石墨烯材料的功能化可对其结构、物化性质和光电性质等方面进行有益调整,从而拓宽了其对化学物质的检测范围。主要综述了近期利用化学改性、纳米颗粒修饰和聚合物复合方法对石墨烯材料进行功能化改性的研究进展,以及功能化石墨烯材料在提高灵敏度和选择性等气体传感特性方面的应用,并对该领域存在的挑战和前景进行了展望。

综述了改性纳米TiO₂、纳米ZnO/CuO、纳米SiO₂/Al₂O₃、氧化石墨烯、纳米Fe₂O₃/Fe₃O₄/赤铁矿及高分子吸附材料的研究进展。重点介绍了改性纳米粒子及高分子吸附材料的制备。同时,对改性纳米粒子及高分子吸附材料的应用进行了概述,并提出了改性纳米粒子及高分子吸附材料的未来发展前景。

反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(E-HCFO-1233zd)作为1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)的理想替代品而被关注。介绍了第四代液体发泡剂E-HFO-1233zd的性能以及合成研究进展,并展望了开发应用前景。

基于微型化设备在传感器、自主微电子机械、医疗等领域需求的日益增加,微电池作为能源装置也必将替代传统电池。重点阐述了微电池薄膜电极的制备方法以及喷墨式和挤压式3D打印技术在薄膜电极制备方面的应用。最后对3D打印薄膜电极所用墨水进行了介绍,并对3D打印薄膜电极的优势及发展趋势进行了分析。

介绍了LiFePO₄的多种制备方法及优缺点,重点综述了近年来LiFePO₄正极材料在碳包覆、元素掺杂以及纳米化改性技术领域的最新进展。对比了各种LiFePO₄正极材料改性方式的特点,指出了现阶段LiFePO₄在实际应用中存在的问题,对LiFePO₄正极材料的未来发展趋势进行了展望。

水滑石具有环境友好、合成容易、价格低廉的特点,其独特的层状结构提供了较大的电化学反应活性位面积,具有较高的理论比电容。水滑石与石墨烯复合可以抑制石墨烯片层和水滑石片层的自身堆叠,优化层间距,增加比表面积,提升合成均匀性,并且石墨烯片层可以作为导电骨架增强导电性,弥补水滑石单独作为超级电容电极材料的不足,使水滑石/石墨烯复合材料能够推广应用于超级电容器电极材料。从水滑石的电化学属性、阳离子的选择、成分控制、与石墨烯的复合比、沉淀剂类型、合成助剂等方面进行系统的综述,指出采用掺杂和微乳液、反向胶束合成方法将是提升水滑石/石墨烯复合材料电化学性能的研究方法。

硅基负极材料因具有较高的理论储锂容量,将替代传统的石墨负极材料成为下一代锂离子电池最有前景的负极材料之一。然而,硅作为负极材料体积膨胀率(可达到300%)大、导电率低、易被电解液分解产生的HF腐蚀,这些缺点限制了其在商业应用中的发展。碳具有稳定性高、导电性好、价格低、来源广等优点,但其理论储锂容量较低,仅约为硅的1/10。为解决锂离子电池硅材料存在的问题,目前主要采用将硅与碳进行复合的办法,制备出储电量高、导电性好、循环性能优异的硅-碳复合负极材料。重点从硅碳复合结构和制备方法两个方面阐述了硅-碳复合负极材料的研究进展,认为“鸡蛋”结构能够有效地提高循环性能和安全性能,但是目前仍然不能够规模化生产。最后提出研究发展思路,应用胶体颗粒共凝胶法设计制备了一种特殊的硅-碳复合核壳结构。

针对稀土上转换纳米发光材料(UCNPs)发光强度低的缺陷,介绍了通过调整UCNPs的晶型和尺寸、金属离子掺杂、壳核结构、金属表面等离子体共振效应等因素提高UCNPs发光强度的方法。最后对提高UCNPs发光强度的研究做了展望。

含酚羟基的吸附树脂不仅对金属离子具有较好的螯合性能,也对有机分子具有很好的吸附性能。含酚羟基的吸附树脂可以由酚类化合物与醛反应制备,也可以将酚羟基引入到聚合物表面制备酚羟基修饰的吸附树脂。综述了由苯酚及衍生物、植物多酚,如单宁、木质素、漆酚为原料制备含酚羟基吸附树脂的研究进展。

聚合物纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率等优点,是油污染处理领域重要材料之一,主要应用于油污的吸收和油水分离。阐述了油污的危害和各种吸油材料的性能,介绍了纳米纤维在高效吸油及油水分离领域中的应用。叙述了纳米纤维制备成型的方法及原理,探讨了纳米纤维各种参数对吸油性能和油水分离效果的影响,以及纳米纤维吸油的重复使用性能,以期增进对电纺纳米纤维高效油污染处理应用的新认识。

钨亚氧化物(W₁₈O₄₉)以其宽带隙及对可见光的强吸收在光催化方面引起人们的广泛关注。由于其不寻常的晶体缺陷结构和强烈的近红外吸收使其具有优越的性能,广泛应用于近红外屏蔽膜、气敏传感器、光催化及生物治疗等领域。综述了W₁₈O₄₉的制备方法、独特的性能和应用进展。

聚醚醚酮(PEEK)具有优良的耐热性、阻燃性和电绝缘性,广泛应用于汽车部件、半导体和热压缩级等领域。为了实现PEEK的高性能化,使之可应用于阀片、密封圈等对耐磨性有较高要求的领域,替代金属材料,通过热压法成功制得PEEK/氧化石墨烯(GO)-氧化锌(ZnO)/碳纤维(CF)(PEEK/GO-ZnO/CF)复合材料。首先将GO与ZnO通过高温反应釜在180℃反应12h,成功对石墨烯进行改性。将改性后的石墨烯与PEEK共混与CF编织布通过热压成型。通过对该复合材料的摩擦磨损性能、热稳定性、机械性能研究,加入经改性的GO含量为1.5%(wt,质量分数)条件下,制得的PEEK/GO-ZnO/CF复合材料具有较好的综合性能,在25℃条件下摩擦磨损率为13×10^-6mm³/Nm,拉伸强度达到265.0MPa,弯曲强度达到262.7MPa。

玄武岩纤维具有优秀的稳定性,良好的力学性能,以及环保和廉价等特点。采用冰醋酸对玄武岩纤维进行改性,并制得改性玄武岩纤维/天然橡胶复合材料。探讨了改性玄武岩纤维用量对橡胶复合材料的力学性能、热稳定性能的影响。结果表明:虽然添加改性玄武岩纤维降低了橡胶复合材料的力学性能,但可以有效降低橡胶复合材料的损耗因子;添加改性玄武岩纤维有利于提高橡胶复合材料的热稳定性;添加6份改性玄武岩纤维条件下纤维分布最理想,改性玄武岩纤维/天然橡胶复合材料的综合性能最优,130℃的损耗因子为0.029。

研究了一种脂肪酸碳纳米管蓄能复合材料,能更广泛地应用于各类蓄能空调系统中。基于脂肪酸复合材料制备的理论基础,计算得出理论配合比,再经过反复实验得出最佳配合比,最后添加少量的碳纳米管以增强其导热性,在碳纳米管用量为0.8%(wt,质量分数)条件下,制得的脂肪酸碳纳米管蓄能材料的固态导热系数为0.293W/(m·℃),液态导热系数为0.581W/(m·℃),分别比脂肪酸共晶体系提高33%和35%。

以松香为原料先制备了环氧松香酰氯,然后以二甲基甲酰胺为溶剂,与羟基硅油通过酰化反应合成了环氧松香封端有机硅聚合物。研究了反应温度和物料配合比对合成反应的影响,并对产物进行了红外光谱(FT-IR)分析和热失重分析。实验结果表明:环氧松香酰氯与羟基硅油的质量配合比为2.2∶1,吡啶用量为松香酰氯的10%(wt,质量分数),反应温度40℃,反应3h条件下,松香封端有机硅聚合物的产率达到90.1%,黏度达到158.2mPa·s,环氧值达到0.156mol/100g。红外光谱(FT-IR)和环氧值分析测试表明在环氧松香引入了聚硅氧烷结构,热失重表明环氧松香封端有机硅聚合物具有较好的热稳定性能。

以氟碳树脂为基体,炭黑和石墨烯为导电填料,加上适量的助剂,共混制备了一种新型导电油墨并测试其导电性能和力学性能。借助电阻测试、万能试验机力学测试、铅笔硬度测试等分析手段,探讨了炭黑和石墨烯导电填料的添加量对导电油墨导电性能和力学性能的影响。结果表明:当炭黑和石墨烯用量分别为10%(wt,质量分数,下同)和7%时的混合导电填料制备的氟碳树脂基碳浆导电油墨性能最优,体积电阻率为0.28Ω·cm;当炭黑和石墨烯用量分别为10%和5%时,导电油墨材料的力学性能最好,拉伸强度达到14.3MPa,断裂伸长率达为192.7%。

以有机硅树脂材料对Al₂O₃纤维进行表面改性,并采用经改性处理的Al₂O₃纤维和三聚氰胺对聚甲醛(POM)进行阻燃,利用傅里叶变换红外光谱仪、接触角测试仪、锥形量热仪等对改性前后的Al₂O₃纤维和阻燃POM复合材料进行表征。结果表明:m(POM)∶m(改性Al₂O₃纤维)∶m(三聚氰胺)为60∶30∶5时,阻燃POM复合材料的极限氧指数达到42%,垂直燃烧UL-94测试达到V-1级别,拉伸强度达到40.4MPa。

通过烷氧基硅烷共水解-缩合合成一系列不同乙烯基含量、苯基基团含量的乙烯基硅树脂及含氢硅树脂,并考察了铂催化剂对固化时间的影响,同时研究了乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比、苯基基团含量对硅树脂产品硬度的变化趋势。结果表明:增加铂催化剂含量可显著缩短固化时间;乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比对固化产物的硬度影响较大,乙烯基含量越高固化后硬度越大,随含氢量与乙烯基摩尔比的增大,产品的硬度先增大后减小;采用同一含氢硅树脂时,产品硬度随着苯基基团含量的增大显著提高。以期为LED封装胶的固化提供技术指导,对LED封装、有机硅树脂的应用具有重要的实践意义。

通过水热反应采用氧化石墨烯和TiCl₃溶液制备TiO₂/石墨烯复合材料。实验研究了反应时间、反应温度对产率的影响。采用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜、热重分析法等手段对TiO₂/氧化石墨烯复合材料的微观结构进行分析。结果表明:利用氧化石墨烯的氧化性与三氯化钛溶液制备出氧化石墨烯负载TiO₂的复合材料,复合材料具有良好的热稳定性和优良的光学性能。

用单宁酸(TA)和叔碳酸缩水甘油酯(CE10)通过环氧开环反应合成单宁基超支化叔碳酸缩水甘油酯(TACE)。将TACE加入氧化石墨烯(GO)的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,经水合肼还原得到最终产物RGO@TACE。采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、热失重分析、透射电子显微镜等对产物进行表征。结果表明:TACE成功改性石墨烯;石墨烯表面TACE的负载量和反应过程中GO与TA的投料比有关;TACE的存在阻止了石墨烯片层在还原过程中发生堆叠,并且提高了石墨烯在DMF、丙酮等溶剂中的分散性。

以三聚氰胺-尿素-甲醛树脂为壳材,石蜡为芯材,多羟基超支化多壁碳纳米管和氨基卟啉为改性剂,通过原位-界面聚合法制备了石蜡相变微胶囊。采用了红外光谱、差示量热、紫外光谱和扫描电镜对微胶囊进行了表征。结果表明:氨基卟啉和多壁碳纳米管改性的石蜡相变微胶囊表面光滑,粒径约为0.5～1μm;起始相变温度47.87℃,相变峰52.78℃,潜热达107.06J/g;对可见光有吸收,其中427nm处的强吸收峰为卟啉的Soret带吸收峰,522、564、596和657nm为卟啉的Q带吸收峰。因此微胶囊具有良好的热性能与光敏性质。

以硝酸铈和异丙醇钛为铈源和钛源,利用溶胶-凝胶和胶晶模板技术合成了一种新型Ce掺杂的有序大孔TiO₂光催化材料,并用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光谱、比表面积分析等手段对样品结构和形貌进行了表征。最后以甲基橙溶液为对象,在可见光条件下,考察了不同Ce掺杂量的大孔TiO₂材料的可见光催化性能。结果表明,Ce掺杂的大孔TiO₂材料在可见光条件下展现出良好的光催化性能和循环再生能力,当Ce/Ti摩尔比为0.3∶1时,光催化性能最佳,甲基橙降解率可达96%。

以磷石膏为基体,采用浸渍法制备复合相变储能材料。利用发泡法对磷石膏进行轻质化改性,探究不同泡沫掺量和水与磷石膏的水灰配合比对磷石膏的孔隙率、密度和强度的影响,再进行搭载储能材料研究。研究结果表明,加入泡沫可以有效增大磷石膏孔隙率,降低密度,但抗折抗压性能降低;在水与磷石膏的水灰配合比为0.65∶1,泡沫量200mL条件下,制得的发泡相变储能磷石膏孔隙率为57.7%,抗压强度为3.58MPa,扩大孔隙率的同时满足了强度的要求,石蜡与磷石膏材料之间无化学相互作用,还具有更好的调温控温性能。

介绍了一种简单、新颖的微胶囊阵列制备方法。首先,通过光刻技术,在光敏聚酰亚胺光刻胶表面形成阵列化2D结构的圆形凹槽,以此作为微胶囊的模板,然后利用旋涂的方法,在微胶囊模板上进行SiO₂纳米粒子自组装,SiO₂纳米粒子选择性的进入模板表面的凹槽之中,再将配制好的PMMA材料旋涂在微胶囊模板表面,经过加热烘干,最终形成微胶囊阵列。这种微胶囊阵列可用于以图形化、阵列化微胶囊为先决条件的限制材料,尤其在高输出、多用途的传感器领域具有潜在的应用前景。

采用浸渍法制备Mo-Fe/C催化剂,利用化学气相沉积法裂解乙醇协同制备氢气和多璧碳纳米管。考察反应温度和Mo∶Fe摩尔比对于氢气产率和多璧碳纳米管品质的影响。结果表明:反应温度为600℃,Mo-Fe/C(其中,Mo∶Fe=1∶9,Mo+Fe=5%,质量分数)时所制催化剂最有效,氢气产率为77%,多壁碳纳米管的品质最佳。

采用对苯二甲酸(PTA)法即直接酯化法实现了聚醚酯弹性体的中试合成,在210～240℃缩聚反应得到一系列的聚醚酯产品。经过测试发现,聚醚酯中试产品具有较好的拉伸强度和弹性,并且热稳定性好,具有很好的工业化生产前景。

采用悬浮聚合法,以不同分子量的聚苯乙烯磺酸钠制备亲水改性的聚苯乙烯磺酸钠接枝聚砜(SPS-g-PSF),利用相转换法制备了具有聚酯筛网包埋支撑层的正渗透膜,通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、红外光谱仪和拉力试验机等手段表征了支撑层的微观形貌、亲水性、化学结构及力学性能。结果表明:低分子量的聚苯乙烯磺酸钠接枝改性的效果更好,大大提高了支撑膜的亲水性,从而提高了正渗透膜的水通量,1% 7w分子量的聚苯乙烯磺酸钠改性的正渗透膜水通量达到了17.2LMH,且其盐通量仅为4.3gMH,接触角为55.40°。聚酯筛网包埋提升了支撑层的抗拉伸强度,其断裂伸长率、抗拉强度分别达到了59.32%和38.67N/cm²。

将纳米Cu负载至介孔二氧化硅(mSiO₂)表面制得mSiO₂-Cu抗菌材料,利用相转化法制备出聚醚砜(PES)/mSiO₂-Cu抗污染复合膜,研究了mSiO₂-Cu含量对PES超滤膜结构、抗污染及分离性能的影响。结果表明,当mSiO₂-Cu质量分数为2%时,PES/mSiO₂-Cu复合膜的纯水通量可达185L/(m²·h),是PES基膜的1.9倍,该复合膜对蛋白具有良好的抗污染性能。将PES/mSiO₂-Cu复合膜应用于河水处理,结果表明PES/mSiO₂-Cu复合膜具有良好的总有机碳去除率和稳定性。

为了提高二氧化铅(PbO₂)电极的稳定性,以离子液体1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF₄)为添加剂,采用双脉冲电流阳极电沉积制备聚苯胺(PANI)掺杂钛基PbO₂的Ti/PbO₂-PANI复合电极,对其形貌、稳定性及电化学性能进行了考察,并与直流电沉积制得的PbO₂电极进行对比,研究结果表明,制得的Ti/PbO₂-PANI表面致密平整,电极的析氧电位达到1.70V,电极寿命为普通PbO₂电极的9倍。

采用非原位掺杂方式,将化学气相沉积法生长的碳纳米管阵列在含氮和含硫的气氛下,700～900℃退火,制备了氮硫共掺杂的碳纳米管(NS-CNT)。X射线光电子能谱仪测试证明,通过非原位掺杂方式成功实现了氮和硫在碳纳米管上的掺杂。通过电化学测试研究退火温度对氧还原反应催化活性的影响,电化学测试结果表明,800℃退火所制备样品的氧还原峰电位和起始电位分别为0.873,0.771V,表现出最好的催化活性。通过旋转环盘电极测试发现,样品NS-CNT-800在反应过程中的反应电子数为3.7,说明该样品的反应机理是二电子和四电子反应同时进行,但以四电子反应过程为主,并研究了样品的长时间稳定性。与商业燃料电池所用的Pt/C催化剂相比,NS-CNT-800的稳定性更好,用于燃料电池有明显的优势。

以3-邻氯苯甲酰基-1-苯基硫脲和2-溴代苯乙酮为原料,设计合成了一种新型的噻唑衍生物2-邻氯苯甲酰亚氨基-3,4-二苯基-1,3-噻唑(CDT),并采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱对其结构进行了表征。结果表明:化合物CDT可作为荧光探针选择性识别Fe³⁺,且几乎不受其他常见金属离子(Ag⁺,Al³⁺,Ba²⁺,Ca²⁺,Cd²⁺,Co²⁺,Cu²⁺,Hg²⁺,K⁺,Mg²⁺,Na⁺,Pb²⁺,Zn²⁺)的干扰。探针CDT的荧光强度与Fe³⁺的浓度(2×10^-6～6×10^-5mol/L)呈良好的线性关系,复相关系数R²为0.9965。CDT对Fe³⁺检出限为9.7×10^-7mol/L,二者络合常数为3.3×10⁴L/mol,络合比为1∶1。

研究了天然橡胶(NR)/环氧化反式异戊橡胶(ETPI)并用比对ETPI/NR并用胶物理机械性能、流变行为、加工性能及相容性的影响。结果表明,随着ETPI用量的增加,ETPI/NR并用胶与金属粘合力明显增加;ETP/NR并用胶的塑性变小,加工过程中变形较大,加工性能变差;并且ETPI/NR并用胶的表观黏度增大,ETPI/NR并用胶为部分相容体系。

采用注塑成型方式制备微发泡聚丙烯(PP)材料,结合电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)及热重分析(TG)等技术,研究了发泡剂对微发泡PP的泡孔及表面品质的影响。研究结果表明:不同发泡剂对微发泡PP泡孔及表面品质有显著的影响,以FPE-20为发泡剂,制得的微发泡PP的泡孔尺寸分布均匀,泡孔尺寸较小,为53.39μm;泡孔密度较大,为8.76×10¹²个/cm³;同时表面明显无气痕。

采用溶胶-凝胶法制备了Ag、Cu共掺TiO₂催化剂,研究了Ag、Cu掺杂比例对TiO₂光催化效果的影响。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、紫外-可见漫反射分别表征了催化剂的结构、形貌、光吸收及光催化性能。结果表明:以适当比例掺杂Ag、Cu能显著提高TiO₂光催化剂对阿昔洛韦的去除能力,Cu、Ag掺杂量分别为1.2%、1.5%(均为摩尔分数)的TiO₂光催化剂对阿昔洛韦的去除率高达98.8%。

采用水热法一步制备了氧化铁(Fe₂O₃)/碳纳米管复合材料,并对制得的Fe₂O₃/碳纳米管复合材料的形貌、结构进行了表征。对Fe₂O₃/碳纳米管复合材料的循环伏安特性和电化学性能进行了研究。七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)用量为200mg制得的Fe₂O₃/碳纳米管复合材料,在放电电流密度为0.5A/g条件下,Fe₂O₃/碳纳米管复合材料的比电容高达618F/g,在500次循环之后电容保持率可达56.8%。

以氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,制备了玻纤增强阻燃聚酰胺6(PA6)复合材料。结果表明:以MH和ATH复配做阻燃剂,当m(MH)∶m(ATH)=3∶1(总量72份)时,玻纤增强PA6/MH/ATH复合材料的拉伸强度为100.97MPa,弯曲强度为156.27MPa,极限氧指数可达到31.7%,垂直燃烧测试结果为UL94 V-2。通过实验还考察了ADP与其他阻燃剂复配对复合材性能的影响,结果表明:MH与ADP复配协效作用不明显,ATH与ADP复配协效作用明显;以ATH和ADP复配做阻燃剂,当m(ATH)∶m(ADP)=5∶1时,玻纤增强PA6/ATH/ADP复合材料拉伸强度为103.02MPa,弯曲强度为123.49MPa,极限氧指数可达到37%,垂直燃烧测试结果为UL94 V-0。热重分析表明,800℃时PA6/MH/ATH复合材料的残炭率可达到45.93%,PA6/ATH/ADP复合材料的残炭率达到43.51%;扫描电子显微镜下观察到复合材料燃烧时出现氧化膜及碳层;PA6/ATH/ADP复合材料通过850℃灼热丝性能测试。

在已有纺织品负离子测试方法基础上,通过将纳米锗粉涂到织物上测试其负离子发生量。对比分析平均取值法和五点取值法在织物负离子发生量评价中的优缺点。五点取值法是指在摩擦稳定区间内取5个最大点的平均值作为织物负离子发生量。平均取值法是指以摩擦稳定区间内的平均值作为织物负离子发生量。进行6组实验,通过分析数据标准差对两种方法进行比较,研究两种方法的优缺点。实验结果表明,两种评价方法都具有实际意义,与平均取值法相比,五点取值法计算量少、简单,可以迅速地反映实验结果。平均取值法得到的数据误差较小,能够精确地反映出织物负离子发生量。

以纳米二氧化硅(SiO₂)为协效剂,协效纳米氢氧化镁(MH)阻燃乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),并制得纳米SiO₂/MH/EVA复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、氧指数和垂直燃烧测定法对材料的性能进行测试。结果表明:纳米SiO₂与纳米MH间有明显的协同作用,SiO₂含量为6%(wt,质量分数),MH为44%(wt,质量分数),制得的纳米SiO₂/MH/EVA复合材料的阻燃体系氧指数为30.8%,阻燃等级为V-0级,断裂伸长率达到726%,拉伸强度达到3.82MPa。SiO₂/MH在EVA中分散优于纳米MH,纳米SiO₂可以有效改善复合材料的力学性能和阻燃性能。

合成了一种具有紫外线吸收性能的单体2-羟基-4-丙烯酯基二苯甲酮(HAB),采用传统的轧烘焙(PDC)方法将该紫外线吸收剂接枝到涤纶织物上,以改善织物的抗老化性能。探究了不同因素对接枝效果的影响。优化的整理工艺为:引发剂过氧化苯甲酰(BPO)质量浓度0.2%,紫外线吸收剂用量10%,50℃预烘5min后于120℃焙烘5min。整理织物的增重率达到(8.6±0.8)%。接枝后的织物用红外光谱和扫描电镜进行表征,并测试了抗老化性能。结果表明,整理织物的UPF(紫外线防护系数)达197±13,在紫外光照射300h后织物强力保留率为(60.5±3.6)%,较未整理织物提高了21.8%。

使用超声波细胞粉碎机将纳米陶瓷粉按照不同比例添加到环氧树脂体系中,制备了纳米陶瓷粉/环氧树脂复合材料,研究了纳米陶瓷粉对复合材料硬度及力学性能的影响。使用扫描电子显微镜、巴氏硬度仪、万能试验机表征和分析了纳米陶瓷粉/环氧树脂复合材料的断面形貌、硬度及力学性能。结果表明,纳米陶瓷粉对环氧树脂有增强增韧的效果,当纳米陶瓷粉添加量为15%时,复合材料的力学性能提高,硬度增加。

以3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇(EGDT)和己二酸二丙烯酯(DAA)为单体,苝四羧酸丙烯酯为荧光染料,采用“巯基-双键”光聚合法制备了粒径均一、水稳定性的苝荧光纳米颗粒。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪和紫外-可见分光光度计等手段对其进行表征。结果表明:所制备的荧光纳米颗粒具有良好的单分散性且荧光性能好。

采用溶液燃烧法,以六水硝酸镧[La(NO₃)₃·6H₂O]、九水硝酸铝[Al(NO₃)₃·9H₂O]为氧化剂,氧化钇(Y₂O₃)为改性剂,用甘氨酸做燃烧剂,制备了Y改性的铝酸镧(LaAlO₃)粉体。考察了煅烧温度、煅烧时间和反应物摩尔比对产物的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的粉体进行了表征,确定了LaAlO₃粉体的最佳制备工艺条件,研究了煅烧温度700℃、煅烧4h时产物的光谱性质。

通过原位胶束共聚合得到一系列不同蒙脱土(MMT)含量的疏水缔合双交联自修复水凝胶。结果表明:MMT的加入使水凝胶的最大拉伸强度为230.7kPa,此时的断裂伸长率在2500%左右;水凝胶在变形中能量耗散,MMT的引入使其耗散能变大;水凝胶具有优异的自恢复和抗疲劳能力,当水凝胶被拉伸到应变为1500%时,可在20min内恢复;重复拉伸6次后,水凝胶的耗散能基本不变;拉伸损坏后,在60℃条件下修复5h,其力学强度能够恢复70%以上,具有较好的自修复性能。

以氧化钒(V₂O₅)粉末、纯度30%的过氧化氢(H₂O₂)、乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法和溶剂替换工艺,在常压条件下制备了高比表面积V₂O₅气凝胶纳米材料。借助扫描电子显微镜、透射电镜、红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、比表面积以及热重分析测试技术对V₂O₅气凝胶的形貌及微观结构进行了系统表征。测试结果表明:经100℃热处理后的V₂O₅气凝胶纳米材料由直径20nm左右的纳米棒组成,呈三维网状结构,平均孔洞直径约18.7nm,比表面积为395m²/g。

采用两步浸泡法制备了不含有PbI₂的CH₃NH₃PbI₃钙钛矿型光吸收材料。通过真空热蒸镀制备了钙钛矿太阳能电池银背电极并观察分析了热蒸发条件对银电极的影响,进而探讨了银电极对钙钛矿太阳能电池光电性能的影响。研究发现快速沉积银电极会影响其与空穴传输层的接触,增加串联电阻,减小电荷抽取面积。另外通过暗电流曲线与光照条件下的J-V曲线对比发现,热蒸镀银电极时较强的辐射对钙钛矿电池的有机层造成了损害。

采用两步溶剂热法成功制备出Ni/Al₂O₃/C催化剂,并将其应用于催化CO甲烷化反应。与其他方法制备的催化剂相比,采用溶剂热法制备的催化剂六方片更薄,尺寸较为规整,镍的加入量对产物的组成和形貌有较大影响。在连续流动固定床装置上考察了镍加入量不同的催化剂对CO甲烷化反应的影响,并通过CO的转化率和甲烷的收率来评价其性能。

以二甲基甲酰胺(DMF)为辅助剂,以硝酸银(AgNO₃)、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用简单的液相沉淀法一步合成蘑菇状纳米溴化银/磷酸银(AgBr/Ag₃PO₄)可见光催化剂,并对样品进行了表征,以甲基橙(MO)溶液(pH=2)为目标降解物研究其光催化性能。研究结果表明:合成的蘑菇状纳米AgBr/Ag₃PO₄可见光催化剂,其禁带宽度为1.97eV,对MO溶液有较好的可见光催化活性;在可见光照4min,0.08g AgBr/Ag₃PO₄对酸性MO溶液(200mL,8mg/L)的降解率达到97.86%,循环降解3次后降解率为95.21%。

以四氯化钛(TiCl₄)为钛源,钠基蒙脱石(Na-mt)为基质,采用水解法制备钛柱撑蒙脱石(Ti-PILM)纳米复合材料,研究了Ti-PILM材料制备过程的影响因素及Ti-PILM材料对亚甲基蓝光催化降解性能。研究结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为40mg/L,Ti-PILM用量为2g/L,吸附30min,光催化150min条件下,Ti-PILM纳米复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.03%。

采用浸渍法制备了铁酸锌/石墨烯氮化碳(ZnFe₂O₄/g-C₃N₄)负载型光催化剂,对制得的催化剂样品进行了表征,并考察了其在紫外光下对甲基橙的降解效率。结果表明:ZnFe₂O₄/g-C₃N₄催化剂对甲基橙的降解催化活性明显提高,并随着ZnFe₂O₄掺杂量的增加而增大,ZnFe₂O₄掺杂量为6.0%(wt,质量分数)制得的ZnFe₂O₄/g-C₃N₄对浓度10mg/L甲基橙140min后的紫外光降解率达100%。

以类沸石咪唑酯骨架结构材料Co(bIm)₂(ZIF-9)为前躯体,在氮气氛围中进行700℃热解,得到了掺杂氮的多孔碳材料Co/C-700。利用原位掺杂,同时高温碳化ZIF-9和硫粉,在同样条件下合成氮-硫双掺杂的多孔碳材料CoS/C-700。对合成材料Co/C-700和CoS/C-700进行了表征,显示了样品的成功合成。同时研究了Co/C-700和CoS/C-700作为修饰碳糊电极材料在碱性电解液中的电化学性质,Co/C-700和CoS/C-700具备良好的电化学可逆性,可作为电极材料。

合成并考察了羟基吡啶型离子液体(IL)与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)进行复配对二氧化碳(CO₂)的吸收性能。研究结果表明,由四丁基氢氧化磷([P₄₄₄₄][OH])与3-羟基吡啶(3-Hp)制得的羟基吡啶型IL[3-羟基吡啶四丁基磷盐([P₄₄₄₄][3-Op])]有较好的吸收性能,吸收容量达到1.06mol CO₂/mol IL,DBU与[P₄₄₄₄][3-Op]复配后的[P₄₄₄₄][3-Op]/DBU对CO₂的吸收容量可达到1.2mol CO₂/mol IL,采用复配方式能有效提高羟基吡啶型IL的吸收容量。

Fenton深度氧化技术用于污染物的降解,受到许多工艺条件的影响和制约,针对不同体系寻求各影响因素最优化的科学配置关系,具有重要的理论意义和应用价值。通过引入功率可调的超声波,采用正交设计法科学优化实验方案,详细考察了超声功率、Fe²⁺浓度、H₂O₂浓度、温度和pH 5个因素对于Fenton体系氧化降解模拟污染水体中四氯化碳(CCl₄)的影响规律,判定了影响CCl₄降解效果的各因素之间的主次关系,确定了最优化的降解反应工艺条件,同时基于优选的工艺参数,验证了单一因素变化对降解效果的影响。结果显示:超声波协同的Fenton体系,同等条件下能够把CCl₄的降解率提高26.96%;协同降解CCl₄的优化反应条件为温度303K、pH=3、H₂O₂浓度20mmol/L、Fe²⁺浓度2.50mmol/L及超声功率300W。此条件下,反应45min时,CCl₄的降解率可达到78.49%,明显高于不加超声处理的对比实验效果;该降解过程符合一级反应动力学特征,表观活化能为6.99kJ/mol。

为改善膨润土在水处理中固液分离困难的问题,采用微波法,以石墨烯对有机膨润土进行改性,并利用聚乙烯醇(PVA)为粘结剂、淀粉为造孔剂,经高温焙烧制备石墨烯改性有机膨润土颗粒(CTMAB-GMBG、OTAC-GMBG)。利用EDS、FT-IR、SEM、XRD、BET等手段对样品进行表征分析,以明确制备过程对石墨烯改性有机膨润土颗粒内部构造变化的影响。结果表明,石墨烯与有机膨润土复合成功,石墨烯中的羧基与季铵盐离子形成了酰胺键,石墨烯改性有机膨润土颗粒的层间距由1.265nm增大至2.480nm(CTMAB-GMBG)、2.708nm(OTAC-GMBG),比表面积分别增大至60.3506m²/g(CTMAB-GMBG)和51.3482m²/g(OTAC-GMBG),且颗粒的孔隙结构优化明显。

以二价铁盐和三价铁盐为原料,采用化学共沉淀法制备了磁性纳米四氧化三铁(Fe₃O₄),并采用3-氨基丙基-三甲氧基硅烷对其进行氨基化,制备出氨基化纳米Fe₃O₄。对氨基化纳米Fe₃O₄进行了表征及分析。研究结果表明:氨基已成功在纳米Fe₃O₄颗粒表面修饰,制得的氨基化纳米Fe₃O₄不含羟基铁等其他铁氧化物,改性后材料的磁性并没有发生明显变化。同时,研究了氨基化纳米Fe₃O₄吸附水中氟离子(F^-)的动力学吸附机理,对F^-的平衡吸附容量为4.7393mg/g,吸附符合动力学二级方程。

利用高速搅拌和超声乳化法,制备了液体石蜡乳液。研究了表面活性剂的组成、用量和温度等因素对乳液性能的影响。结果表明:添加0.5%的油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵混合表面活性剂制备的乳液为O/W型,乳液久置不分层,稀释分散性为一级,无漂油现象,稳定性良好。乳液的表面张力平均值为24.50mN/m,D50平均粒径为1.56μm。

采用溶胶-凝胶法制备Al³⁺掺杂CeO₂(ZrO₂)/TiO₂催化剂,研究了Al³⁺掺入对CeO₂(ZrO₂)/TiO₂催化剂脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及荧光光谱等表征技术对催化剂进行表征。结果表明:Al³⁺的掺入有利于抑制TiO₂从无定型相向锐钛矿相转变,增强了催化剂的储释氧性能,提高了催化剂的强酸酸量和缺陷浓度。强酸酸量和缺陷浓度的提高有利于反应气体的吸附;储释氧性能的增强,吸附的NO物种被氧化的速率加快,有利于催化反应的进行。因此,适量Al³⁺的掺入会明显提升CeO₂(ZrO₂)/TiO₂催化剂的高温脱硝活性,拓宽活性温度窗口。71400h^-1条件下0.8Al-CZT催化剂在330℃达到最高活性(98.9%)且在400℃脱硝活性依然能够维持90.8%。

为了系统掌握国内外碳纤维道路工程功能特性的研究现状,对碳纤维材料在道路工程中的应用情况进行了调研,分析了不同类型碳纤维材料的用途及功能特性,为碳纤维的推广应用提供理论依据。调研结果表明:荷载作用下,碳纤维及其复合材料的电阻率与应变呈现出良好的规律性,力-电机敏特性明显,可用于结构病害预警;在路面结构中,将碳纤维材料应用于地热系统,能有效地提高路面结构温度,起到良好的融雪化冰作用。

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及丙烯酸丁酯(BA)为原料,通过溶液聚合法制备羧基丙烯酸树脂,再以其作为3D打印粉末材料,并以稀碱溶液作为粘接溶液,经3D打印制备实体成品。分别考察了MAA用量、树脂相对分子质量以及粉末材料配方对3D打印成品性能的影响规律,确定了树脂最优合成工艺与粉末材最优配比。最优条件下,3D打印成品的弯曲强度为9.4MPa、抗压强度为26.7MPa,满足不同的应用需求。

将定形相变材料加入到预制定位板中制备了一种预制轻薄相变供暖地板,考察了不同供回水温度下相变地板的热工性能,同时利用ANSYS软件对其进行数值模拟,得出地板表面温度、热流密度随不同供回水温度的变化规律及拟合关系式,对比分析实验值和模拟值,计算得出误差率及平均修正系数;对该相变供暖地板进行间歇供暖的数值模拟,考察在不同间歇时间下地板表面平均温度和平均热流的变化情况,为相变辐射采暖在实际工程中的应用提供参考。

石墨基柔性接地体相对于传统接地体,接地电阻低,在高低温循环作用下结构稳定,能满足短路故障电流的冲击,保证通信基站系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全;又因其基体是鳞片石墨加工而成,保留了石墨的全部特性,耐腐蚀性高、寿命长、无需更换,降低了接地装置的全寿命周期成本;在交通不便、无电、土壤电阻率较高的山区使用时,不需要再搬运焊机等笨重设备,埋设更方便,节约了土石方的开挖量,减少了施工强度,且安装流程简化,大大缩短了安装施工时间,降低了施工成本,有着其他接地装置不可比拟的优势。最后,简要阐述了石墨基柔性接地体在中国铁塔2018年河南省分公司洛阳市室外站工程中的应用情况,结果表明该接地体可以在恶劣地质环境条件下能满足实际工程的要求。

以酒石酸铜为催化剂前驱体,乙炔为碳源,采用化学气相沉积法在石墨基体上制备螺旋纳米碳纤维。通过综合热分析仪、扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射仪等手段对反应产物的分解温度、形貌和物相结构进行表征。结果表明:酒石酸铜热分解铜纳米粒子的初期温度为270～350℃;在450℃热分解获得的铜粒子粒径分布在 40～120nm之间,分散性良好。螺旋纳米碳纤维的形貌与合成温度存在相关性,过低或过高的温度都不利于其生长,尤以450℃为最佳。在450℃制得的螺旋规则、形貌均匀,直径分布在40～120nm之间,表明分散性良好的铜催化剂粒子有利于优质螺旋纳米碳纤维的合成。

尖晶石结构的镍锰酸锂(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)具有三维扩散通道,有利于锂离子的传输且结构稳定,具有高的能量密度与功率密度,是未来最具实用价值的功率型锂离子电池正极材料之一。其中倍率是评价锂离子电池功率性能的重要标准。综述了形貌控制、体相掺杂、表面包覆等多种提升LiNi_0.5Mn_1.5O₄倍率性能的方法,阐述了不同方法在改善锂离子电池电化学性能方面的作用,并指出高功率型LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料目前需要解决的问题和研究方向。

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)与三聚氰胺(MEL)为原料制备了一种含磷、氮以及苯环的新型阻燃剂(DOPO-MEL)。通过X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪与电喷雾阳离子质谱分析验证了其结构,并将其与聚磷酸铵(APP)复配阻燃聚丙烯(PP)。结果表明:DOPO-MEL与APP具有良好的协同阻燃效应。将30%(质量分数,其中DOPO-MEL∶APP=1∶2)的膨胀型阻燃体系添加于PP时,复合材料的极限氧指数(LOI)为29.4%,且能够通过UL-94测试V0级别。

废弃硬质聚氨酯泡沫(WRPUF)用常温固相力化学反应粉碎活化为活性微粉(WRPUFP),再以四乙烯五胺(TEPA)为解交联剂,利用热-力解交联反应对WRPUFP进行表面改性。用表面改性的废弃硬质聚氨酯泡沫活性微粉(MWRPUFP)作为增强填料,以马来酸酐(MAH)为接枝单体、过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂与丁腈橡胶(NBR)反应生成的丁腈橡胶接枝马来酸酐(NBR-g-MAH)为相容剂,通过模压法制备MWRPUFP填充增强NBR材料。考察了TEPA、MAH、DCP、MWRPUFP用量对MWRPUFP填充增强NBR材料性能的影响。结果表明:当 TEPA质量分数为5%(相对于MWRPUFP质量)、MAH用量为3.5份、DCP用量为0.75份、MWRPUFP用量为20份时,MWRPUFP填充增强NBR材料的性能最佳,其邵氏硬度为59,拉伸强度为8.61MPa,断裂伸长率为1723%,撕裂强度为28kN/m。MWRPUFP填充增强NBR材料撕裂断面的扫描电镜图表明,在热-力作用下生成的相容剂NBR-g-MAH可以改善MWRPUFP与NBR的相容性,从而提高MWRPUFP填充增强NBR材料的力学性能。

以桉树为植物模板,循环浸渍在磷酸氢二铵和氢氧化钠溶液中,得到一种新型的桉树遗态结构羟基磷灰石/碳(HAP/C)复合材料。通过X射线衍射仪、红外光谱和扫描电镜等手段对所制备的复合材料进行表征。结果表明:桉树遗态钙羟基磷灰石/碳复合材料(PBGC-HAP/C-E)主要由HAP和C组成,复合材料很好保留了桉树天然多孔分级的遗态特征,比表面积为159.8m²/g。考察了所制备复合材料对典型重金属离子的吸附能力,研究发现其吸附能力优于市售活性炭,为水环境重金属污染处理提供了一种新材料。

综述了酚醛树脂基预浸料的国内外研究现状以及酚醛树脂基预浸料的应用。预浸料制备工艺有溶液浸渍法和热熔浸渍法。酚醛树脂基预浸料广泛应用于航天航空、交通运输和电子机械等领域。

介绍了乳化沥青的发展进程,SBS改性乳化沥青的优点、制备工艺以及应用现状,重点阐述了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性乳化沥青在碎石封层、稀浆封层以及微表处的作用,最后对其改性乳化沥青的发展方向进行了展望。

以活性氧化铝小球为载体,Mn/Ce双金属为活性组分,通过共沉淀法制备得到活性氧化铝基催化剂,并对催化剂微观形貌进行表征。对比了不同负载量、不同金属配比、不同焙烧温度、不同焙烧时间下催化剂的活性。当催化剂负载为4%(Mn)∶1%(Ce),焙烧温度为400℃,焙烧时间为3h时,催化剂对煤化工废水臭氧催化氧化效果最好。

以废弃的酸洗废液为原料制备出聚合氯化铁(PFC),壳聚糖(CTS)改性PFC得到复合型絮凝剂CTS-PFC,将其用于印染废水的处理。结果表明:投加量相同的情况下,CTS-PFC的絮凝效果要好于PFC,而且受废水pH的影响更小;当m(CTS)∶m(PFC)=1∶2(质量比),投加量为1.2g/L,沉降时间为15min,CTS-PFC对印染废水色度和化学需氧量(COD)的去除率达到了93.7%和72.3%。

借助金属油酸盐与埃洛石纳米管(HNTs)内壁的相互作用将铁酸镍(NiFe₂O₄)填充于HNTs内腔制成新型铁酸镍-埃洛石复合材料NiFe₂O₄/HNTs(NHNTs),并对NHNTs进行了表征,结果表明NiFe₂O₄成功填充至HNTs内腔。将NHNTs作为吸附剂吸附水溶液中的亚甲基蓝,并探究了吸附时间、pH对吸附效果的影响。NHNTs在吸附55min条件下能达到吸附平衡,偏碱性条件更利于对亚甲基蓝的吸附,NHNTs对亚甲基蓝的吸附与准二级动力学模型和Langmuir等温模型拟合较好,其最大吸附量为20.11mg/g,有较好的应用前景。