在结冰条件下,除去飞机表面的冰、霜、雪等污染物,是确保航空安全的基础。传统方法存在能耗大、效率低、环境污染等问题,其应用受到一定的限制。启示于自然界“荷叶效应”的超疏水材料具有微纳米结构和低表面能特性,其在飞机除防冰领域有着广阔的应用前景。综述了超疏水材料防冰研究进展,包括表面疏水、减小冰附着力和提升防冰时间等。超疏水材料要在飞机上应用,除了要构建特殊的微纳米结构和低表面能特性外,还要满足飞机涂料的适航性。

玄武岩纤维增强复合材料是一种以玄武岩纤维为增强体,以树脂基或水泥基等为基体的新型复合材料,其具有高强度、耐高温、耐腐蚀等优异性能。综述了玄武岩纤维及其复合材料的最新研究现状及其在隔热、耐温、防火领域、石油化工领域、汽车领域及建筑工程领域的应用。并对玄武岩纤维增强复合材料及其应用进行了展望。

氧化石墨烯(GO)作为一种新兴的碳纳米材料,具有较大的比表面积和表面丰富的官能团,其潜在的应用前景广阔。近年来聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜在去除天然有机物方面表现出色,为弥补PVDF膜亲水性差的缺陷,常引入GO提高PVDF膜的亲水性能,GO作为阳离子吸附剂的优势突显。从GO与有机高分子聚合物共混PVDF、GO与无机纳米材料共混改性PVDF以及GO与碳纳米管共混改性PVDF这3个方面介绍了GO/PVDF共混复合膜的研究进展。

经过表面功能化改性的磁性纳米材料在自身稳定性提高的同时可以实现功能多样性,从而拓宽在工业中的应用范围。综述了无机材料、有机小分子和有机高分子材料对磁性Fe₃O₄纳米颗粒的表面功能化改性及其近年来在废水处理中的应用研究进展,总结了各种改性材料的优缺点,对磁性Fe₃O₄纳米吸附材料的应用前景进行了展望。指出以磁性Fe₃O₄纳米颗粒为基体兼顾合成高分子和天然高分子材料性能的绿色复合吸附剂的研究和开发是未来废水处理用磁性纳米吸附材料的研究热点。

液体火箭加注肼类推进剂后,清洗推进剂运输车辆会产生百吨级废水,及时有效地处理含有毒物质的肼类推进剂废水,可以解决因二次污染带来的环保问题。介绍了目前常用的肼类推进剂废水处理方法、废水组分及含量分析方法以及等离子体技术在处理含有机物废水中的应用。针对目前等离子体技术在肼类推进剂废水处理中应用较少的现状,建议从机理分析、等离子体参数设计和优化以及研制新型实验装置方面展开研究,解决肼类推进剂废水带来的发射场安全问题,满足新形势下航天发射任务的需求。

木质电磁屏蔽材料是以木质原料为基体,通过不同加工方式引入导电单元后制得的一种具有电磁屏蔽效能的复合材料,可用于屏蔽电磁辐射、防止电磁信号泄露和外界电磁干扰。全面阐述了木质屏蔽材料的种类、屏蔽效能的影响因素及作用机理,并在此基础上展望了未来木质屏蔽材料的发展趋势和方向。

作为开发最早的一种工程材料,聚酰胺具有强度大、韧性高、耐热性好等优势而广泛应用于航空、电子、器械等领域。综述了近年来聚酰胺的共聚改性、共混改性、纤维增强、无机纳米粒子填充等改性方法,指出共混改性是聚酰胺改性的研究重点,并对未来聚酰胺的研究方向进行了展望。

主要介绍了国内聚丙烯腈基高模量碳纤维的研究现状及发展趋势。高模量碳纤维的发展伴随我国高强度碳纤维研发的快速发展,特别是高品质原丝生产技术的突破和高温设备的优化,并以满足航天主承力结构件高强高模并重需要的刺激为依托,促使高端碳纤维性能向高强高模化迈进。而我国在高模量碳纤维工业化生产理论研究、产品品质提升和应用开发上仍需进一步加强。

钽酸钠(NaTaO₃)光催化剂因其特殊的晶体结构和能带结构而具有高的光催化活性,成为新兴光催化领域中研究的热点。实践证明钽酸盐是一类高效的响应紫外光(UV)的光催化剂,但其结构特点限制了对可见光的响应,通过负载、掺杂、复合技术可有效增强钽酸钠光催化剂的活性。主要从NaTaO₃的金属离子掺杂、非金属离子掺杂、金属-金属共掺杂、金属-非金属共掺杂、非金属-非金属共掺杂等方面总结了近年来国内外的最新研究进展,并对NaTaO₃光催化剂的研究进行了展望。

综述了近年来无卤阻燃改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的研究现状和进展,简要介绍了无卤阻燃剂(氢氧化物阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀阻燃剂等)的阻燃机理、特点及改性方法,并展望了EVA无卤阻燃今后的发展趋势。

随着化工行业的发展,重金属离子污染日益加剧,严重威胁人体健康和生态安全。纳米纤维素作为一种含量丰富的可再生纤维素材料,具有优异的机械性能、高比表面积以及化学可修饰性等优点,在吸附领域应用前景广泛。综述了纳米纤维素及其吸附剂的制备方法,主要有直接改性和接枝改性等。同时也介绍了其在重金属离子吸附方面的应用进展。指出了纳米纤维素基重金属离子吸附剂存在的问题,并展望了纳米纤维素吸附剂可行的改性方向。

质子交换膜燃料电池具有高效环保、使用寿命长、操作温度低等特点,发展前景广阔。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件,对其总体性能、使用寿命影响巨大,因此制备高效率、低成本的双极板对推进其商业化应用具有重要意义。综述了质子交换膜燃料电池双极板材料及其表面改性的研究进展,并展望了这些材料的未来发展趋势。

钙钛矿型金属氧化物具有电化学稳定性强,导电性、抗腐蚀性以及催化活性好等优点,是一种理想的燃料电池阴极氧还原催化材料。钙钛矿型金属氧化物由于其金属元素丰富的可调变性使得其性能得到改善。综述了钙钛矿型金属氧化物的制备方法及其在燃料电池中的应用,指出通过改进制备方法以及选择更好的金属配比,未来钙钛矿型金属氧化物有望替代贵金属催化剂作为新型燃料电池阴极氧还原催化剂。

不同结构的Fe₃O₄-碳复合材料是锂离子电池负极材料领域的研究热点之一。合理设计复合材料的纳米结构有助于电池性能的提升。综述了核壳结构、中空球结构、1D线形结构、2D片状结构、3D多孔结构等不同结构的Fe₃O₄-碳复合材料的制备方法及其电化学性能,分析了不同形貌结构对复合材料性能的影响,并对将来进一步的开发利用进行了展望。

锂/亚硫酰氯电池(Li/SOCl₂)电池是目前实际应用的电池中比能量最高的一次电池,但其安全性和电压滞后性问题亟待解决。研究表明,通过加入酞菁或卟啉化合物的电解液能显著增强Li/SOCl₂电池的放电电压和电池容量。基于此,综述了近年来酞菁配合物和卟啉配合物作为Li/SOCl₂电池正极添加剂的研究进展,介绍了这些添加剂改善Li/SOCl₂电池的效果和催化机理,并对其发展方向进行了展望。

采用改进的Hummer法合成氧化石墨烯(GO),将GO进行热还原得到还原氧化石墨烯(RGO),并通过直接熔融密炼法制备石墨烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/三元乙丙橡胶(RGO/ABS/EPDM)复合材料。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、四探针法等分析手段对复合材料表面形貌、微观结构、导电性能和力学性能进行了表征。结果表明:RGO优先分散于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)中,且热还原得到的RGO有效地提高了复合材料的力学性能和导电性能;RGO添加量为2.5%(wt,质量分数,下同)时,复合材料拉伸强度提高74.8%,缺口冲击强度提高4.6%;RGO添加量为1.5%时,复合材料缺口冲击强度最大,提高19.8%;随着RGO添加量的增加,复合材料电阻率逐渐下降,当RGO添加量达到2.5%时,复合材料电阻率下降趋势变缓。

采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KH-590)对碳化硅粉体(SiC)进行了表面改性,制备了氰酸酯树脂/碳化硅(CE/SiC)复合材料。研究了SiC含量对复合材料的静态力学性能、电绝缘性能、导热性能和摩擦性能的影响,以扫描电子显微镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明,少量SiC粉体的引入能有效改善复合材料的静态力学性能、耐磨性能,且复合材料仍保持良好的电绝缘性能。当SiC的质量分数在6%～8%时,复合材料的冲击强度、弯曲强度相对于纯CE分别提高了89.6%和67.6%;当SiC的质量分数在8%时,复合材料的导热系数增大4.6倍,摩擦系数比纯CE降低了43.5%,耐磨性相对于纯CE提高77.5%。

为了提高膜的亲水性和分离性能,以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,多壁碳纳米管(MWCNTS)和聚丙烯酸(PAA)为添加剂;聚乙烯吡络烷酮(PVP)为致孔剂;N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,通过共混和相转换法(NIPS)制备了PAA/MWCNTS/PVDF膜(PMPM)。使用傅里叶红外光谱和扫描电镜表征膜的形貌特征,通过水通量、截留率等测试考察了膜的亲水性和分离性能。结果表明:MWCNTS和PAA的协同作用确实有利于膜的亲水性和分离性能改善,并且当MWCNTS含量为0.5%,PAA含量为0.6%时,膜的综合性能达到最优,与纯膜相比,纯水通量和截留率分别提升了89.04%和13.5%。

以三氧化钨(WO₃)、三氧化钼(MoO₃)、碳酸钙(CaCO₃)和三氧化二铕(Eu₂O₃)为原料,通过高温固相法制备了Eu³⁺激活的钨钼酸钙Ca(WO₄)_1-x(MoO₄)_x∶Eu³⁺红色荧光粉,探究固溶成分变化对材料发光特性的影响。在Eu³⁺和Li⁺摩尔分数均为10%条件下,钨酸根离子(WO^2-₄)被不同摩尔分数的钼酸根离子(MoO^2-₄)替换,Ca²⁺被不同摩尔分数的Mg²⁺和Zn²⁺替换。通过X射线衍射仪对样品进行结构分析,通过激发光谱和发射光谱对所制样品的发光性能进行研究。结果表明:当焙烧温度为800℃,(MoO₄)^2-摩尔分数为25%,Li⁺和Eu³⁺摩尔分数均为10%,Mg²⁺摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度最好,其激发峰位于～352nm处,发射峰在～612nm处;Zn²⁺摩尔分数为3%时,荧光粉发光强度最好,其激发峰位于～294nm处,发射峰在～612nm处。

采用浸没沉淀相转化法(NIPS)制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜。研究了不同纳米二氧化硅(nSiO₂)用量加入磷酸(H₃PO₄)形成不同配合比的混合添加剂,对PVDF微孔膜结构及性能的影响。研究结果表明,H₃PO₄和nSiO₂可以改善膜的性能。在铸膜液中加入H₃PO₄和nSiO₂后都获得了较高的孔隙率、平均孔径、纯水通量、膜通量。在nSiO₂用量为0.05%(wt,质量分数),H₃PO₄用量为5%(wt,质量分数)条件下,制得的PVDF微孔膜的性能相对较好,膜的孔隙率为63.4%,膜的平均孔径为0.76μm,膜通量为22kg/(m²·h),纯水通量为70.6L/(m²·h)。

以钛片(Ti)、氯金酸(HAuCl₄)和硝酸银(AgNO₃)为主要原料,采用碱热法、微波辅助化学还原法和浸渍-沉积法三步法制备了磷酸银(Ag₃PO₄)/金(Au)/二氧化钛纳米片(TiO₂ NSF)异质结薄膜(Ag₃PO₄/Au/TiO₂ NSF)光催化剂,并对其进行了表征,探究了其在模拟太阳光条件下降解水相中有机染料亚甲基蓝(MB)和清除气相中氮氧化物(NO_x)的性能。结果表明,在模拟太阳光光照140min条件下,Ag₃PO₄/1.0Au/TiO₂ NSF对MB的去除率达到99.9%;在模拟太阳光照射条件下,Ag₃PO₄/1.0Au/TiO₂ NSF对NO的光催化转化率达到98.2%。采用捕获剂确定空穴(h⁺)是主要的活性物种,超氧自由基(·O^-₂)是次要活性物种。Z机制和Au纳米粒子的局域表面等离子体共振效应的协同作用是复合光催化剂催化性能增强的主要原因。

采用磁控溅射辅助二次水热法,在掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃基底上制备出可见光响应的TiO₂双层纳米棒阵列。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-DRS)、X射线光电子能谱仪(XPS)对样品的晶体结构、微观形貌、光吸收性质及化学组分价态进行了表征;以甲基橙为目标降解物,对样品在可见光下的催化性能进行了研究。结果表明:双层阵列由金红石相TiO₂一维纳米棒构成,溅射沉积的TiO₂纳米颗粒为上层纳米棒阵列生长提供晶种,使其生长更致密;并且由于其内部Ti³⁺和氧空位缺陷态的存在,将阵列的光谱吸收范围拓宽至可见光区域。TiO₂双层纳米棒阵列在可见光照射下对甲基橙的降解率相比纯TiO₂纳米棒阵列提高了67%,表现出良好的光催化性能。

以双(三羟甲基)丙烷与氯甲酸乙酯为原料制备双六元环状碳酸酯(BTB),并以其为交联剂制备聚三亚甲基碳酸酯/聚己内酯(PTMC/PCL)三维网络聚合物,考察BTB的交联效果;以疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶为降解介质,研究PTMC/PCL三维网络聚合物的体外酶解性能。结果表明:BTB可有效促使PTMC或PCL发生交联反应,得到性能良好的三维网络聚合物,且PCL三维网络聚合物的酶解明显快于PTMC三维网络聚合物。

采用水热法制备了二氧化钛-氧化石墨烯(TiO₂-GO)复合光催化剂,采用X射线多晶粉末衍射和扫描电镜对其性质进行了表征,并以对硝基酚为目标污染物,考察了复合光催化剂在可见光和紫外光照射下的降解性能。结果表明:GO掺杂既能提高TiO₂颗粒的分散度,增加其比表面积,又能降低光生电子与空穴的复合几率,提高光催化活性。另外,GO掺杂还将TiO₂的光响应范围拓展至了可见光区域。

采用两步法制备ZnO/聚噻吩(ZnO/PTh)复合材料,首先制备富含氧空位缺陷的ZnO,然后以此为载体,通过噻吩单体的原位聚合得到最终产物。通过X射线衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱对合成材料进行表征,研究了其紫外激发室温气敏性能,分析了紫外激发气敏机理。结果表明:紫外光激发下复合材料室温下对乙醇有较高的灵敏度,对100×10^-6乙醇的灵敏度达到12.6,响应和恢复时间均在40s以内。

采用沉积-共沉淀法,以自制的金红石型纳米TiO₂晶须为载体,六偏磷酸钠(SHMP)为分散剂,加入锡锑的氯盐溶液,制备以掺杂氧化锑的氧化锡为壳、纳米TiO₂为核的导电晶须ATO@TiO₂。探究SHMP添加量、分散时间、pH等几个因素对TiO₂载体分散处理后负载效果的影响。通过Zeta电位测试表征TiO₂浆料的分散性,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、四探针导电测试仪对ATO@TiO₂导电晶须粉体的形态、导电性能进行表征。结果表明,TiO₂晶须载体在SHMP添加量为1.5wt%(相对TiO₂),pH=8,60℃下处理1.5h后,分散与包覆效果良好,ATO@TiO₂导电晶须粉体的表面电阻率达(1.5±0.2)kΩ·cm。

研究了笼状低聚半倍硅氧烷(POSS)化合物笼状八苯基倍半硅氧烷(OPS)对不饱和聚酯树脂包覆层力学性能、黏度、烧蚀性能、热稳定性能的影响。结果表明,在OPS含量为7.4%(wt,质量分数)条件下,不饱和聚酯树脂包覆层的拉伸强度提高10%,达到44MPa,黏度为6254mPa·s,起始分解温度为214.0℃,烧蚀率为0.63mm/s。不饱和聚酯树脂包覆层的拉伸强度得到增强,黏度上升,烧蚀率下降,分解温度降低,但分解速率同时也降低,包覆层残留率提高。

以Ce(NO₃)₃·6H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O和NaOH为原料通过沉淀法制备了一系列Ce掺杂氧化锌(ZnO)材料,研究了Ce掺杂量、煅烧温度和煅烧时间对ZnO发光性能的影响。并用X射线衍射仪和荧光分光光度计对ZnO材料进行表征。结果表明:ZnO与Ce掺杂ZnO的结晶度均较高,Ce的掺杂没有改变ZnO的晶体结构。在煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,Ce掺杂量(摩尔分数)为2%时ZnO的发光性能最佳。Ce掺杂ZnO材料被波长为350nm的光有效激发,在波长为510nm附近的绿光处出现最强发射峰。

通过差示扫描量热分析(DSC)研究了自制树脂传递模塑(RTM)用6818高温环氧树脂体系的固化反应特性,采用外推法和红外光谱(FT-IR)确定了6818树脂体系的最佳固化工艺,通过动态热机械分析(DMA)对树脂体系的耐热性能进行了研究。研究结果表明,固化过程中树脂体系的各组分反应同步,反应放热峰达到252.5℃;树脂体系的最佳固化工艺为130℃ 2h然后再180℃ 2h;树脂的玻璃化转变温度为232℃,树脂具有良好的耐高温性能,能在130℃的温度条件下长期使用。

针对目前传统导热硅脂渗油现象严重的问题,以铝粉和银粉为填料制备有机硅基导热硅脂,采用硅烷偶联剂改性粉体、添加聚硅氮烷改性硅油、添加纳米氮化铝粒子3种方法改善导热硅脂的渗油性能,分别测试其在高温加热和热循环实验后的渗油性能。结果表明,3种改性导热硅脂的渗油抑制性能相较市售导热硅脂明显改善,其中添加纳米氮化铝粒子的导热硅脂渗油抑制效果最佳,其分油量为0.049%(质量分数)。改性导热硅脂经过热循环后,渗油性未发生明显变化。

分别以直径85nm、700nm的纳米SiO₂粒子作为分散相,PEG200、PEG400、PEG600作为分散介质,通过超声波震荡和机械搅拌的方式制备不同黏度的剪切增稠液(STF)。采用JEM-2100HR型透射电镜观察纳米SiO₂粒子的外观形貌,利用Nano-ZS90型粒径分析仪测试纳米SiO₂粒子的直径及分布,采用MCR302型流变仪测试STF的稳态流变性能。结果表明,直径85nm的纳米SiO₂粒子易团聚,直径700nm的纳米SiO₂粒子不易团聚。在一定剪切速率范围内,STF体系的黏度随着剪切速率的增加呈现出“先变稀再增稠”的现象。STF体系的初始黏度、突变黏度、最大黏度均随着纳米SiO₂粒子质量分数或PEG分子量的增加而增加;STF体系的突变剪切速率则随着纳米SiO₂粒子质量分数或PEG分子量的增加而下降。

通过原位还原将金属钴(Co)粒子负载于氧化石墨烯(GO)合成钴/还原氧化石墨烯(RGO)(Co/RGO),在氩气保护条件下与次磷酸钠(NaH₂PO₂)混合加热反应制得磷化钴(CoP)/RGO(CoP/RGO)复合材料,并对样品进行了表征,在0.5mol/L的硫酸溶液中采用线性扫描法测试了材料的电催化析氢性能。结果表明:负载于石墨烯上的CoP纳米颗粒形貌单一,晶格间距0.24nm,Co和P的比例约1∶1,复合材料做成的电极其催化析氢过电位显著减小为116mV,经过500次循环后性能略有衰减,析氢过电位为130mV,性能衰减率为12%。与单一材料相比具有较高的催化活性,有效提高了电催化析氢性能。

以脲醛树脂作为囊壁,添加氯化钾代替氯化钠作为微胶囊促进剂,采用原位聚合法制备了石蜡微胶囊。结果表明:石蜡微胶囊的平均粒径为16.8μm,囊壁厚度约为500nm。热重分析显示石蜡微胶囊比石蜡具有更好的热稳定性。石蜡微胶囊的相变温度为33.29℃,相变焓为128.51J/g,与添加氯化钠的微胶囊相比储热性能更好。

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚,通过树脂化生成木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡、高温碳化工艺制得木质素基酚醛泡沫炭。研究结果表明:木质素基酚醛泡沫的热稳定性良好,当纯化木质素添加量为20%(质量分数)时,木质素基酚醛最大炭收率为54.60%,热稳定性优于其他泡沫;碳化后的4种木质素基酚醛泡沫炭(CF-L-0%、CF-L-10%、CF-L-20%、CF-L-30%)皆由100～600μm的泡孔及孔壁组成,其表观密度在0.15～0.23g/cm³之间,压缩强度最高可达3.35MPa;4种木质素基酚醛泡沫炭为非石墨化的碳质结构,其微观结构以微孔为主;木质素基酚醛泡沫炭的碳含量随木质素替代量的增加而提高,碳质量分数最高可达72.34%。

制备了脱酮肟型单组分室温固化导电胶,重点研究了交联剂用量及交联剂复配对导电胶表干时间、力学性能及导电性能等的影响。结果表明:适当提高交联剂用量可以缩短导电胶的表干时间,提升力学性能及导电性能;当不同交联剂复配,调节合适的配比时,可进一步改善导电胶性能。

以氯化铜(CuCl₂·2H₂O)和硫粉(S)为原料,乙醇(C₂H₆O)和水的混合液为溶剂,于180℃下反应24h成功制备了几种形貌的Cu₇S₄/CuO半导体复合材料。分别用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光谱仪等手段对产品进行了表征,采用氙灯模拟太阳光,探讨了Cu₇S₄/CuO半导复合材料对有机染料罗丹明B溶液的降解效果。结果表明,水热法合成的产物结晶性良好,随着用水量的减少,形貌由颗粒状转变为微纳米线状;光催化降解实验显示,微纳米线状的Cu₇S₄/CuO复合材料具有更好的催化性能,在20min内对罗丹明B的降解率达到95%以上。

以壳聚糖与氧化纤维素为原料,采用冷冻干燥法制备了氧化纤维素不同用量的复合海绵。通过吸水性、水蒸汽透过率、降解性等测试研究了其性能。研究表明,与纯壳聚糖海绵相比,复合海绵机械性能得到很大改善,还具有良好的吸水性、降解性及抑菌性。在氧化纤维素用量为5%(wt,质量分数)条件下,制得的复合海绵性能相对最佳,吸水率高达1243%,孔隙率为86.51%,水蒸汽透过率为4.13kg/(24h·m²),拉伸强度为0.28MPa,降解28d的降解率为22.8%,对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抑菌圈宽度分别为2.50mm、1.50mm,是一种潜在的止血材料。

采用溶胶-凝胶法结合流延包覆方法制备纳米二氧化锰(MnO₂)/羧甲基纤维素(CMC)复合膜(纳米MnO₂/CMC复合膜),并对样品进行测试,复合膜催化剂呈MnO₂颗粒状自然堆积,颗粒间无团聚,表面光滑,纳米直径20nm±5nm,是高量子活性纳米MnO₂,MnO₂的含量为28.6%(wt,质量分数)。纳米MnO₂/CMC复合膜具有聚合物CMC的强溶胀吸附性和纳米MnO₂光催化活性,对催化降解罗丹明B印染废水效果明显。研究结果表明,在温度为20℃,pH=4.0,罗丹明B溶液浓度为100mg/L,复合膜用量为0.75g/L条件下,罗丹明B溶液的降解率达86.6%,吸附容量为8.09mg/g,处理后废水中的罗丹明B含量低于0.1mg/L,达到染料废水排入城镇下水道水质标准。

用自制的多孔配合物[Cd₃(dpa)(DMF)₂(H₂O)₃]·DMF(bio-MOF)为载体[其中dpa表示3,4-二(3,5-二羧基苯基)邻苯二甲酸,DMF为N,N-二甲基甲酰胺],硝酸银(AgNO₃)为前驱体,通过化学还原法制备了载银配合物(Ag-bio-MOF)。所制配合物的晶体结构分别采用X射线单晶衍射和X射线粉末衍射表征。通过佛尔哈德法测定Ag-bio-MOF中银含量为3.3%(质量分数);通过去离子水反复浸泡,再用原子吸收光谱测水溶液中银离子的浓度确定银离子的缓释性能。结果表明,制备的Ag-bio-MOF最小抑菌浓度为50μg/mL,对大肠杆菌的灭菌率超过99%,且用去离子水连续浸泡5次后对大肠杆菌的灭菌率仍然大于99%,表明Ag-bio-MOF中的纳米银粒子具有良好的缓释性能。

基于铁锌金属有机骨架,制备铁锌复合金属有机碳材料(ZnO/Fe₃O₄@C),并进行了ZnO/Fe₃O₄@C吸附酸性橙7(AO7)的研究,考察初始pH、AO7初始浓度、ZnO/Fe₃O₄@C用量等因素对AO7吸附量的影响,并分析了吸附材料对AO7的吸附动力学模型。结果表明,pH对吸附效果有较大的影响,ZnO/Fe₃O₄@C在酸性条件下显示出了良好的吸附性能,在pH=3.0,AO7初始浓度在10～30μmol/L变化时,单位吸附量随着AO7浓度的增加而增大;在pH=3.0,AO7浓度为20μmol/L,ZnO/Fe₃O₄@C用量为0.5g/L条件下,吸附效果最好,ZnO/Fe₃O₄@C对AO7的降解率可达到92.90%。研究结果还表明,吸附动力学符合假二级动力学模型,化学吸附是其主要速度控制步骤。

以MnCO₃和Li₂CO₃为原料,利用高温固相法制备了尖晶石锰酸锂活性材料,并用TiO₂水溶胶对其表面进行掺杂包覆改性。对比研究了活性材料改性前后的微观形貌和结构变化,并对以活性材料为正极材料组成的纽扣电池进行了电化学表征,同时,测试了循环后正极材料在电解液中锰离子的溶解浓度。结果表明:球磨结合高温固相法可成功制备尖晶石型锰酸锂;改性处理并没有改变活性材料的结构,反而优化了CR2016型电池的循环性能;在55℃、1C倍率或10C倍率下,改性后样品首次放电容量比原样品分别提高了20%或1倍有余;高温高倍率循环后,改性后正极材料在电解液中浸泡15d后,电解液中锰离子浓度仅为原样品的一半。

制备了4种不同类型的有机改性凹凸棒土,并对其进行了水中As(Ⅲ)吸附性能和影响因素研究,利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对改性前后凹凸棒土的结构进行了分析。结果表明:4种改性凹凸棒土及纯凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附均符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。4种改性凹凸棒土对As(Ⅲ)溶液的吸附性能均优于纯凹凸棒土,且具有一定的pH调节能力。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析表明改性只发生在凹凸棒土表面。

通过添加酒石酸配体制备了使双金属催化剂中不同组分配合比的可调节非晶态合金催化剂,并对合成的镍-铁-硼-酒石酸(Ni-Fe-B-ta)双金属纳米颗粒进行了表征,其比表面积为100.54m²/g。同时研究了催化剂在硼氢化钠(NaBH₄)水解制氢中的催化活性。研究结果表明,添加酒石酸同时调控2种金属的催化剂大大提高了NaBH₄水解产氢的能力,其最高产氢速率达到7300mL/(min·g),活化能为46.0kJ/mol,经过3次重复催化后,该催化剂依然可以保持较高的催化活性。

为建立一种简便快捷、准确可靠的检验药品铝塑包装片样品的分析方法,利用能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF),对47个不同厂家、不同药品的铝塑包装片样品进行测定,以钼(Rh)为阳极靶,电压为40kV,电流为60mA,测试时间为60s。并且使用SPSS软件对测试数据进行分析处理。结果表明:依据样品中所含元素的种类和含量的不同,可以对样品进行聚类分析,达到区分目的。该方法操作简便快速、结果准确可靠、样品无需特殊的前处理,且属于无损检验,可用于公安机关实际办案。

将辉光放电电解等离子体引发合成的聚乙烯基吡咯烷酮/丙烯酸(PVP/AAc)水凝胶用于吸附化学还原和晶种诱导结合法制备银球、金棒和Au_rod@Ag核壳纳米颗粒。采用红外光谱和扫描电镜对凝胶的结构和形貌进行表征,采用紫外-可见分光光度计和透射电子显微镜对核壳纳米颗粒进行表征。结果表明:该凝胶对水相中的金银纳米粒子有很强的吸附能力,尤其对近球形纳米粒子更具有良好的吸附效果。PVP/AAc水凝胶可用于水相中纳米粒子的富集、分离及回收。

为了提高丙烯酰胺改性壳聚糖(AM-Cts)对模拟放射性废水中Co²⁺的吸附容量,对AM-Cts处理含Co²⁺模拟放射性废水的吸附工艺进行了优化研究。考察了废水中Co²⁺含量、pH、AM-Cts和废水质量比、吸附时间、搅拌速率和吸附温度对AM-Cts吸附容量的影响,并在此基础上开展了正交试验、验证实验和掺杂离子影响实验。结果表明:在pH=8.0、温度40℃、改性壳聚糖:废水中Co²⁺含量=2.5g/g、吸附时间60min、搅拌速率200rpm的条件下,AM-Cts对模拟废水中Co²⁺的吸附容量为22.33mg/g,较未优化前提高了约40.0%;在含有Fe²⁺、Sr²⁺、Cs⁺等杂质离子条件下,对Co²⁺的吸附选择性较好,可达78.96%。

针对国内碳纤维生产企业聚丙烯腈废丝问题进行高端循环再利用。采用紫外-可见分光光度计和旋转流变仪研究了二甲基亚砜/水混合溶剂对聚丙烯腈溶解能力和溶液流变性的影响,采用称重法研究了处理温度和时间对聚丙烯腈废丝脱水性能的影响,并利用废丝经溶解制备纺丝液、原丝和碳纤维。结果表明:水的存在影响了二甲基亚砜对聚丙烯腈的溶解能力,使聚丙烯腈溶液缠结增大,聚丙烯腈溶液的复数黏度、储能模量和损耗模量增加,聚丙烯腈纺丝液稳定性降低;提高处理温度和延长处理时间有利于聚丙烯腈废丝中水分的脱除,完全脱除水分的聚丙烯腈废丝经溶解、纺丝、预氧化和碳化,可以制备近似圆形、表面具有沟槽的T300级别聚丙烯腈碳纤维,碳纤维原丝生产线的废物得到绿色、高端化再利用。

影响稀土钐(Sm)掺杂TiO₂光催化剂(Sm-TiO₂)活性的主要因素有Sm掺量、热处理时间和热处理温度。在超声辅助溶胶-凝胶法下设计正交试验探索3个因素对Sm-TiO₂催化性能的影响,并将碳氢化合物(HC)降解效率最高的Sm-TiO₂应用于雾封层材料降解汽车尾气,采用路面抗滑和渗水试验评价Sm-TiO₂型雾封层材料的可用性,采用湿轮磨耗实验评价其耐用性。结果表明:在20min内,0.3g纯Sm-TiO₂的HC降解率为75.97%,应用于雾封层时0.118kg/m²涂布量的Sm-TiO₂降解率为32%;Sm-TiO₂的加入能提高雾封层路面的抗渗性能,因此Sm-TiO₂不仅可作为光催化材料缓解环境问题,也可作为提高雾封层渗水性能的一种外掺剂;Sm-TiO₂型雾封层材料磨耗后依然具有一定的光催化活性。

新时代下个体防护问题越来越受到人们的关注,防护需求也呈现出平民化的趋势。根据材料适用范围和用途,分析了抗低速冲击防护材料与防弹防刺材料的区别、低速冲击概念及机理,综述了现有抗低速冲击个体防护材料的分类、制备方法以及在各领域中的应用,并对抗低速冲击个体防护材料今后的发展方向做出了展望。

为探究氧化石墨烯(GO)对PM2.5的吸附性能,采用喷涂方式,制备了以4种不同无纺布为基底的GO薄膜,测试了其吸附性能及薄膜长效性。采用扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射及红外光谱进行表征。结果表明:GO成功附着在无纺布纤维表面及纤维间形成薄膜,并且GO材料存在对PM2.5的吸附性且效果明显。不同基底上GO薄膜去除率分别约为34%、95%、45%及82%,提高了27%、5%、30%及28%。经过15d的连续测量,GO薄膜对PM2.5的去除保持了良好的稳定性及长效性。

燃料电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置,具有对环境友好,能量转化率高等优点。目前,燃料电池主要以铂基催化剂为主,但铂价格昂贵,储量有限,易中毒,其商业化应用受到限制,因此开发低廉高效、来源广泛的非贵金属阴极氧还原催化剂成为研究热点。介绍了燃料电池阴极氧还原非铂类催化剂研究进展。

镁基储氢合金以其储氢容量高、质量轻、资源丰富等一系列优点,成为目前很有发展前景的储氢合金材料之一。综述了镁基储氢合金制备工艺的研究进展,对高温熔炼法、机械合金化法、扩散法和电沉积法这4种镁基储氢合金的制备方法进行了概述,并对镁基储氢合金性能的改善方法进行了简略总结。通过对比各制备方法之间的区别及特点,对镁基储氢合金制备方法的发展方向进行了分析与展望。

采用层层自组装法制备了五氧化二钒/还原氧化石墨烯(V₂O₅/RGO)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对样品的结构及形貌进行了表征,采用三电极体系测试了V₂O₅/RGO复合材料的比电容量、循环稳定性、充放电性能。结果表明,所制备的V₂O₅/RGO复合材料呈层状结构,V₂O₅和RGO的层间距分别为1.2990nm和0.9019nm,较大的层间距有利于Li⁺在纳米片间迁移;当V₂O₅与氧化石墨烯(GO)的投料比为2∶1时,在0.5mol/L的Li₂SO₄电解液中,复合材料的比容量为552.04F/g,经过500次循环后,比容量保持率为87.02%。

纳米材料是由粒径1～100nm超微粒子凝聚而成的块状、薄膜状和多层膜状的一类新型材料,近年来被广泛研究和使用。气凝胶是具有大比表面积、低密度、低热导率、高孔隙率的一种新型纳米绝热材料。介绍了气凝胶的种类、性能以及在建筑绝热领域的特性,指出生产质量更轻、成本更低、工艺更简单、吸附性更强的气凝胶是未来主要的研究方向。

以脂肪族聚氨酯水性乳液为基体,制备了一种水性透明可剥离防护涂料。研究了该可剥离涂料在不同基材表面的成膜性能及可剥离性,漆膜厚度对剥离强度的影响以及紫外光吸收剂对漆膜耐老化性能影响。结果表明,可剥离涂料在不同基材表面均可连续成膜且可连续完整从基材表面剥离,剥离强度保持在0.35～0.75N/25mm之间;当漆膜达到一定厚度后,剥离强度不会再变化,加入紫外线吸收剂后漆膜耐候性明显提高。

采用化学交联法制备了聚乙烯醇高分子柔性蓄冷剂,利用恒温干燥箱、人工气候室及暖体出汗假人分别考察其在静态和动态两种状态下,在不同温度环境下的蓄冷时间及其相互之间的关系。结果表明:相同质量的蓄冷剂在静态条件下,环境温度越高,相变时间越短,并且每升高1℃,相变时间减少5min左右;在35℃环境下,静态时约116g相变材料的相变时间约为60min,动态时约240g该材料的相变时间约为115min。

以柠檬酸锌为前体,利用碳化过程中产生的ZnO作为模板,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的多孔炭材料,系统研究了碳化温度对所得材料比表面积、孔体积及超级电容器性能的影响。结果表明:随着温度的升高,比表面积增大,孔容增大,多孔炭材料的电容性能也相应提高,在碳化温度为1273K时,所得炭材料(ZnC1273)的比表面积高达1763m²/g,孔容为3.08cm³/g。利用1.0mol/L四乙基四氟硼酸铵的乙腈溶液为电解质,所得炭材料作为电极应用于超级电容器,在0.5～20A/g高电流密度下的容量保持率为93.2%。

制备了复合材料泡沫夹层结构面板缺陷试样,并采用贴补法对缺陷试样进行了修补。通过采用DG-3胶将预先固化好的修补贴片与缺陷区域进行胶接,并采用热补仪将贴补修补后的区域进行加热固化,对贴补修补完成后的试样进行了无损检测、力学性能测试及微观结构分析。结果表明,采用贴补修补后,缺陷直径分别为20mm、30mm试样的拉伸断裂强度分别为0.644MPa、0.641MPa,拉伸断裂强度恢复率分别为98.6%、98.1%;弯曲强度分别达到2.186MPa、2.017MPa,弯曲强度恢复率分别为125.0%、114.9%。采用贴补修补法进行修补后,力学性能得到很好的恢复,胶接区域的胶粘剂、修补件与修补贴片间胶接情况良好。

以乙醇为溶剂,采用溶液聚合法合成含氟丙烯酸酯聚合物,通过纳米CaCO₃与含氟丙烯酸酯聚合物共混制备有机无机复合涂层。纳米CaCO₃的加入使复合涂层的接触角达到150°以上;以乙醇为溶剂,极大降低了有机溶剂挥发对生物的危害。由于有机无机共混法操作简单,无需特殊设备,因此该制备超疏水涂层的方法具有绿色、简便的显著特征。

研发了一种新型钢桥面铺装用热拌类环氧沥青混合料及相匹配的环氧树脂粘结剂。对研制的环氧沥青混合料及相匹配的环氧树脂粘结剂的性能进行测试分析,并同步对比了当前应用较多的热拌类日本TAF环氧沥青混合料和TAF环氧黏层油。研究结果表明,自制环氧沥青混合料和环氧树脂粘结剂具有良好的综合性能,制得的环氧树脂粘结剂Ⅱ的拉伸强度为5.6MPa,断裂伸长率达到136.0%,在25℃条件下,环氧树脂粘结剂Ⅱ与钢板的粘结强度为6.30MPa,铺装层与钢板的粘结强度为3.41MPa,铺装组合结构层间粘结强度为3.33MPa,其粘结性能甚至优于日本TAF环氧黏层油,能很好与自制环氧沥青混合料铺装体系相匹配。