基于对偶氮苯所具有的特殊的光致异构化反应机制的研究越来越深入,以偶氮苯衍生物为基础的光控材料引起广泛关注。介绍了联萘基手性偶氮分子的基本性质,综述了联萘基手性偶氮分子在胆甾相液晶反射薄膜、蓝相液晶、光诱导分子开关等方面的应用,并且对联萘基手性偶氮分子/液晶复合材料在光诱导分子开关、选择性反射等领域的发展前景进行了展望。

杯吡咯是近年来一类新兴的超分子主体化合物,由于其独特的结构和理化性质,使得杯吡咯及其衍生物在识别金属离子、阴离子和中性小分子方面应用广泛。通过引入不同基团、改变其空腔大小得到的主体可以与不同大小、不同性质的客体分子相匹配,可作为敏感材料应用于离子选择电极、离子敏感场效应管、压电晶体、离子光导膜等多种类型的化学传感器上,对各种阴离子和中性分子的识别和检测。

热激活延迟荧光(TADF)材料能够充分利用单重态和三重态激子,其理论内量子效率可达100%,突破了传统荧光材料的极限。TADF材料具有生产成本低、易合成、效率高等优点,近年来受到了广泛关注。介绍了TADF材料分子设计和器件结构设计的基本原则,综述了近年来TADF器件的最新研究进展。

目前用于锂离子电池商业生产的正极材料已很难适应当今的能源供应需求。近年来,磷酸镍锂(LiNiPO₄)因较高的氧化还原电位,大的比容量和高能量密度受到越来越多的关注。尽管如此,LiNiPO₄在电子传导以及纯相制备等方面仍存在一定问题。综述了LiNiPO₄的研究进展,介绍了LiNiPO₄的结构特点及制备方法,并对其发展前景进行了展望。

有机π-共轭材料在光学、电学、磁性、催化和化学传感等领域有着广泛的应用,是当今材料科学研究的热点之一。将磷原子引入有机共轭体系,能够显著地改变分子的电子结构从而达到调控其光学与电子性能的目的,因此有机磷功能材料的开发备受关注。近年来,含有膦烯特征单元的共轭体系,因其展现出显著的发光性能而引起了较多的研究。综述了含磷烯有机π-共轭发光材料的研究工作,并展望了此类功能材料的发展及应用趋势。

锂离子电池作为最具开发应用前景的新型储能材料,不仅具有安全、高效、对环境无污染的优点,而且具备相对质量轻、工作电压高、能量密度大、循环寿命长等一系列优势,已成为新型能源领域的研究热点。综述了锂离子电池负极材料中碳基负极材料、硅基负极材料、锡基负极材料和金属锂负极材料的合成、性质,以及在材料的结构设计、制备工艺等方面的研究进展。

三过氧化三丙酮(TATP)是一种制备方法简单、爆炸威力巨大的爆炸物,严重威胁国家安全和社会稳定,因此发展灵敏度高、选择性好、稳定性好、操作简单、快速准确的TATP检测技术,以实现对痕量TATP的检测,对公共安全具有重大意义。现有的TATP检测技术主要有质谱、色谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光、离子迁移谱检测技术等传统检测技术,以及基于电化学法、化学发光法、化学比色法、生物免疫的新型检测技术。综述了TATP检测技术的国内外发展现状和研究进展,比较了各检测技术的优缺点,分析了TATP痕量检测技术的发展趋势,基于化学比色法的新型TATP检测技术将成为今后的研究热点。

海洋生物污损是制约船舶业发展的重要问题。人们很早就开始对防污方法进行研究并先后采用机械除污法、涂覆防污涂料法、表面改性法等去除海洋附着生物。综述了船舶防污方法及其研究进展,通过分析各种防污方法的特点,指出了存在的问题,并对未来船舶防污的发展前景进行了展望。

钛酸盐纳米材料因其原材料储量较多、来源广泛,合成方法较为简单,表面离子交换位点多等特点被用作水中放射性核素离子的吸附材料。综述了材料的水热合成方法与钛酸盐纳米管的形成机理,总结了材料对水中放射性核素的吸附效果、机理、影响因素等一系列研究进展。展望了材料的水热合成方法、改性方法在未来的研究发展方向与实际应用前景。

喷墨印刷技术是一种新型高效的绿色环保生产技术。其中,导电喷墨墨水由于应用前景广阔,一直受到科研工作者的关注。导电喷墨墨水包括金属喷墨墨水和石墨烯喷墨墨水。综述了导电喷墨墨水中银包裹铜(Cu@Ag)喷墨墨水、低温烧结纳米银喷墨墨水以及新型石墨烯喷墨墨水的研究进展,3种喷墨墨水最低电阻率分别为1.134×10^-7Ω·m、3.84×10^-8Ω·m、1.9×10^-7Ω·m,为块状金属银电阻率的7倍、2.4倍、12倍,具有优异的导电性。同时,还介绍了导电喷墨墨水在探测器、锂离子电池、超级电容器等方面的应用,指出了目前仍存在的问题,并对其发展前景进行了展望。随着柔性线路板应用范围越来越广,导电喷墨墨水的应用将具有广阔的发展空间。

多孔材料是一种具有一定尺寸空隙结构和具有一定比表面积的材料,按其孔径大小可分为微孔材料、介孔材料和大孔材料。多孔材料具有相对密度小、比表面积高、重量轻、渗透性好等特点,并具有很好的吸附性能。本文主要重点介绍了几种不同的多孔材料作为吸附剂应用于去除废水中的重金属离子。

对近年来国内外提升发射药力学性能的研究方法和手段进行综述和归纳。介绍了发射药静态力学性能表征方法以及提升发射药力学性能的方法。重点从基础配方设计、固体填料的优化、添加物和工艺手段4个方面介绍了各种方法的研究机理和研究结果。通过对比各种方法对发射药力学性能的提升效果,提出未来改善发射药静态力学性能的方法和发展趋势。

炭材料结构和性能的不断完善促使其应用范围不断拓展、需求量增大,煤炭等传统化石资源大幅度开采和消费导致炭材料优质原料的储量锐减、环境污染等危机凸显,环保、廉价、可再生的生物质资源为炭材料制备提供了可靠的原料保障,但生物质炭材料的性能相对于煤基炭材料还略显不足,结构特性及其应用范围还有待完善和拓展。基于此,对目前制取生物质炭材料的主要原料种类和性质、制备和改性方法及其应用领域进行了综述,重点描述了生物质炭材料在不同行业中的特色功能性应用,并提出生物质制备炭材料的研究应该重点关注其物理强度的提高等方面。

以4种不同类型的纳米碳材料(纳米石墨烯GNP-B、纳米石墨烯GNP-C、多壁碳纳米管MWCNTs和石墨化多壁碳纳米管G-MWCNTs)为填料,采用两步法制备了不同质量分数(0.2%～3.0%)的纳米复合相变材料。扫描电镜分析表明纳米碳材料较好地被石蜡包覆,由于纳米碳材料具有不同的管状和层状结构,纳米复合材料表现出不同的比表面积。红外光谱分析(FT-IR)表明纳米碳材料与石蜡之间未发生化学反应,仅以物理方式彼此结合。差示扫描量热分析(DSC)表明,纳米碳材料的种类和浓度对纳米复合材料相变温度的影响很小,熔化和凝固过程中最大的相变温度差分别为0.74℃和1.11℃。但随碳纳米颗粒质量分数的增加,复合相变材料的相变潜热值逐渐减小。对于4种纳米复合材料,当质量分数为3%时,4种纳米复合材料(MWCNTs、G-MWCNTs、GNP-C和GNP-B)熔化过程的相变潜热相比纯石蜡分别降低了7.3%、13%、12%和12.8%,凝固过程的相变潜热相比纯石蜡分别降低了11.2%、19.9%、17.8%和11.4%。

采用硅烷偶联剂KH550对石墨烯进行接枝改性,采用溶液共混法制备改性石墨烯/热塑性聚氨酯(TPU)导电复合材料,并对复合材料的微观结构、电学性能及压阻特性进行测量和分析。研究表明:硅烷偶联剂KH550成功接枝至石墨烯的表面,分散性较好,复合材料的渗流阈值在石墨烯添加量为5%(wt,质量分数)附近,在石墨烯添加量为7%(wt,质量分数),压力为1.0MPa条件下,石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的均一化电阻为1.55,循环5次后的电阻为390Ω,具有较好的压阻重复性。

作为一种天然矿物,无烟煤伴生石墨在材料领域的应用受限于其本身含有的灰分和结构缺陷。研究了在不使用各类化学方法去除无烟煤伴生石墨中的灰分、不对无烟煤伴生石墨进行高温石墨化处理的前提下,采用低温热处理法制备类石墨烯片,并通过拉曼光谱、透射电子显微镜、光学显微镜等分析手段鉴别不同热温度所制备的类石墨烯片的品质,发现550℃热处理制备的类石墨烯片品质最佳;将550℃热处理制备的类石墨烯片与环氧树脂复合得到类石墨烯/环氧树脂复合材料。研究表明,该复合材料具有良好的导热性能,在类石墨烯片添加量为20%(质量分数)时,复合材料的热导率较纯环氧树脂提高86.2%。

通过超声辅助机械分散技术制备了环氧/埃洛石纳米管与环氧/埃洛石纳米管/液体橡胶复合材料,借助差示扫描量热仪、拉伸测试和扫描电镜等手段研究了其固化行为、拉伸性能和断面形貌。结果表明:埃洛石纳米管及柔性橡胶在环氧树脂中呈均匀的分散状态;埃洛石纳米管使环氧树脂的拉伸强度和模量增加,断裂伸长率降低;柔性橡胶/埃洛石纳米管按比例复配可平衡环氧树脂的强度、模量和韧性。

以石蜡为芯材、三聚氰胺改性脲醛树脂为壁材制备相变微胶囊。设计正交试验对石蜡相变微胶囊的制备参数进行优化,并计算微胶囊的包覆效率和囊芯百分率。结果表明,在芯壁质量比为2∶1,尿素、三聚氰胺质量比为9∶12.6,乳化剂用量为芯材质量8%,转速为1200r/min条件下,制备的石蜡相变微胶囊表现出良好的储热性能。利用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对石蜡相变微胶囊进行热性能表征,为相变微胶囊在木材太阳能干燥中的应用提供理论基础。

采用分散聚合和“受限聚合-原位生长”法分别制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球和PGMA@PANI(聚苯胺)复合微球,通过改变聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)含量以及甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)浓度实现对PGMA微球粒径和分散度的调控。在此基础上,通过改变苯胺(An)/PGMA、CTAB/An的比例、正戊醇的添加来调控 PGMA@PANI复合微球的形貌。结果表明,在0.10g/mL GMA、10%(wt,质量分数,下同)PVP、50%十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和30% An条件下,可得到均匀负载PANI纳米线的聚合物复合微球。以复合微球为防腐助剂制备环氧型防腐涂料的测试结果显示:PGMA@PANI复合微球的添加量为4.5%时,防腐涂层耐盐雾时间为816h,耐盐水时间为960h,展现了较好的防腐性能和机械性能。

通过水热法以Bi(NO₃)₃·5H₂O为铋源、CH₄N₂S为硫源、尿素为矿化剂,在丙三醇与水的混合溶剂中制备不同尺寸的Bi₂S₃纳米花。运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、荧光分光光度计(PL)等检测手段对样品进行表征。结果表明,合成的Bi₂S₃为正交相纳米晶结构,Bi₂S₃纳米花的生长是固相-液相-固相转化过程,样品形貌和尺寸受到反应物摩尔比、溶剂种类、合成温度、合成时间等因素影响。通过控制不同的条件可得到形貌均一的纳米花,并对Bi₂S₃纳米花的光学性能及生长过程进行了初步讨论。

采用氧化聚乙二醇(PEG)得到两端为羧基的改性PEG(PEG-COOH),将其与环氧树脂原位反应制得水性环氧树脂乳液。研究了PEG相对分子质量、PEG-COOH用量和环氧树脂对水性环氧树脂乳液的粒径、稳定性等的影响。结果表明,采用PEG相对分子质量为4000的PEG4000合成了PEG-COOH,以PEG-COOH∶环氧树脂E-20的配合比为25%(wt,质量分数)∶100%(wt,质量分数)条件下,制得的水性环氧树脂乳液的平均粒径为97.5nm。静置180d无沉淀,且水性环氧树脂乳液上浆碳纤维后,明显改善了碳纤维表面的沟槽状况。

以1,3,5-三氟丙基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为原料,四甲基二乙烯基二硅氧烷为封端剂,自制催化剂,制得性能优异的氟硅橡胶,以此生胶为基胶,制得氟硅混炼橡胶,讨论了合成氟硅橡胶的最佳工艺,分析了氟硅橡胶的疏水性、耐油性和力学性能。结果表明:氟硅橡胶生胶合成最佳反应温度110℃,反应时间60min,氟硅橡胶涂覆于玻璃表面对水的静态接触角可以达到137.49°,疏水效果良好,氟硅混炼橡胶具有很好的耐热稳定性、耐油性和优异的力学性能。

高介电常数的高分子复合材料可以被广泛应用于能量存储和人工肌肉领域。利用含羧基聚芳醚腈(PEN)对BaTiO₃(BT)纳米粒子进行表面修饰,以增加BT在高分子基体聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散性。通过溶液浇铸法,制备了一系列BT@PEN含量不同的高分子复合薄膜(PVDF/BT@PEN)。结果表明:PVDF/BT@PEN具有很好的热稳定性,起始分解温度超过了440℃。同时,复合薄膜的介电常数k随着BT@PEN质量含量的增加逐渐增大。当BT@PEN质量含量为20%时,复合薄膜在100Hz时的介电常数大于12。

研究了六(4-羟甲基苯氧基)环三磷腈(PN-OH)阻燃剂和聚酰亚胺(PI)纤维对三元乙丙包覆烧蚀性能和烟雾性能的影响,并对阻燃和固碳机理进行了分析。通过1^#—10^#试样分析结果可以看出,随着PN-OH和PI含量的增加,三元乙丙包覆层线烧蚀率由0.164mm/s降至0.102mm/s,质量烧蚀率由0.065g/s降至0.055g/s;包覆层烟雾性能得到较大改善,可见光透过率由68.4％提高为90.2％,激光透过率由55.3％提高为75.3％。

为了研究黑索金(RDX)含量对双基发射药膨胀系数的影响,制备了质量分数分别为10%、20%和30%的含RDX的双基片状发射药,采用TMA静态热机分析仪方法,对含RDX的双基发射药的膨胀系数及其玻璃化温度进行研究。结果表明:(1)随着单层双基药片中RDX含量的增加,其膨胀系数减小,有利于保持单层双基药片药型尺寸的精确性;(2)叠层双基药片的膨胀系数随着RDX含量的增加而减小,同时小于单层双基药片的膨胀系数;(3)单层双基药片玻璃化温度随RDX含量的增加而升高,其使用时适应的温度范围更广。

采用水溶性偶氮盐——偶氮二异丁脒盐酸盐(V50)为引发剂,以丙烯腈/丙烯酰胺/衣康酸(AN/AM/IA)为共聚合反应单体,根据正交试验方案,采用混合溶剂沉淀法合成了具有不同聚合反应转化率和平均分子量的聚丙烯腈(PAN)共聚物。结果表明:反应时间和反应温度是分别影响聚合反应转化率和聚合产物平均分子量最明显的因素。结合不同反应因素的影响显著性,进行验证性实验表明:通过改进正交试验获得的聚合工艺条件能够制备出具有高转化率和高分子量的PAN共聚物。PAN产物的红外谱图上存在较强的氰基(C≡N)和不同波数的羰基(CO)吸收峰,表明AM和IA单体与AN发生了共聚合反应。

将经过筛选后的缩硫脲分子与水解后的聚丙烯腈(PAN)纤维通过共价偶联进行修饰。对化合物和纤维样品进行结构与性能表征。结果表明:筛选出的缩硫脲分子不仅表现出低毒性,且对酪氨酸酶抑制显著,水解后的PAN纤维表面成功接枝缩硫脲分子,且改性后的PAN纤维仍具有良好的热稳定性和力学性能。该改性方法简单、实用性强,可作为果蔬的存储包装材料,具有抑制果蔬褐变等应用价值。

通过溶剂热法与溶胶-凝胶法制备出钛酸钡/铁酸镍(BaTiO₃/NiFe₂O₄)二元纳米复合材料,将BaTiO₃/NiFe₂O₄与苯胺进行复合,用过硫酸钾氧化得到钛酸钡/铁酸镍/聚苯胺(BaTiO₃/NiFe₂O₄/PANI)三元纳米复合材料。利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、高分辨率透射电子显微镜对三元纳米复合材料的组分、形貌与微观结构进行表征。利用矢量网络分析仪对三元纳米复合材料的电磁参数进行测试。实验结果表明,当BaTiO₃/NiFe₂O₄纳米复合材料与PANI的质量比达到1∶1时,制备的三元纳米复合材料样品表现出良好的反射损失特性,在6.7GHz处最小反射损失为-40.3dB,此时材料厚度只有4.5mm,且反射损失低于-10dB的有效频率在5.4～8.4GHz。

采用磁控溅射法制备AZO薄膜,研究和讨论了溅射功率、溅射时间和溅射气压3个工艺参数对AZO薄膜光学和电学性能的影响。采用正交优化设计,对3个工艺参数进行优化,测量了透射率和电阻率,以此作为薄膜光电性能的评价指标,通过极差值分析确定了制备薄膜的最佳工艺参数。影响薄膜透射率的最主要因素为溅射气压;影响电阻率的最主要因素为溅射时间。获得制备高透射率低电阻率的AZO薄膜的最佳工艺组合方案为溅射功率为400W、溅射时间为1000s、溅射气压为1.0Pa。将反馈型(BP)神经网络应用于磁控溅射AZO薄膜光学性能(可见光区的平均透射率)和电学性能(电阻率)的研究。输入样品数据对神经网络进行训练,建立AZO薄膜光电性能随溅射参数变化的预测模型。

采用静电纺丝技术制备了聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性聚酯弹性体和聚酰胺6(PA6)纳米纤维膜,分析了不同纳米纤维膜对溶液除湿性能的影响。选取PA6纳米纤维膜作为实验对象,研究了经过不同方式处理的PA6纳米纤维膜对溶液吸湿性能的影响。扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱分析显示氯化锂充分分散到PA6纳米纤维膜的孔隙中,改变了其吸湿性能。电感耦合等离子体发射光谱测试表明,氯化锂质量浓度显著降低。除湿实验结果表明,以PET或者聚丙烯无纺布为基底制备的PA6纳米纤维膜,经过烘干处理后性能最优;随着氯化锂含量的增加,PA6纳米纤维膜吸湿现象越明显,吸湿率越大。

选取正十七烷、正十八烷、正二十烷有机相变材料进行两两混合,制备二元混合物,利用差示扫描量热仪研究二元混合物的相变温度及相变潜热。选取理论计算公式对不同质量配比的二元混合物的相变温度及相变潜热进行理论预测,并与实验值进行对比。结果表明,制备的二元混合物的相变温度及相变潜热的实验值与理论计算值吻合较好,证明所选取的理论计算公式应用于正构烷烃相变温度和相变潜热的预测是可行的。

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,壳聚糖(CTS)为天然聚合物,聚乙烯醇(PVA)为合成聚合物,采用水溶液聚合法合成了互穿网络结构高吸水性树脂[PVA/CTS/P(AA-AMPS)],并对其进行了表征。考察了引发剂用量、交联剂用量、CTS用量和PVA用量对树脂吸液性能的影响。在最佳反应条件下,PVA/CTS/P(AA-AMPS对蒸馏水和0.9%(wt,质量分数)的氯化钠溶液的吸附量分别为1800g/g和110g/g。暴露在空气中8d条件下的吸湿性低于单层网络的87.5%,在不同阳离子盐溶液中(Na⁺、Ca²⁺和Fe³⁺)的吸液性能也明显优于单层网络。

石墨烯作为一种新型的碳材料,由于其优异的化学稳定性、独特的二维片层结构、突出的机械性能等特性得到了水性涂料领域的关注,通过对比不同形态的石墨烯(石墨烯粉体、石墨烯浆料),以水性丙烯酸体系防腐涂料为研究体系,讨论了不同形态石墨烯在水性防腐涂料的盐雾、硬度、附着力、耐磨、柔韧性等性能上的不同表现。

首先制备了基于四苯基乙烯的聚集诱导发光(AIE)单体1-(4-丁烯氧基苯基)-1,2,2-三苯基乙烯(TPE-BE)。然后,通过自由基溶液聚合法,将少量TPE-BE与丙烯酰胺和丙烯酸共聚制备了亲水性聚合物P1,与苯乙烯共聚制备了疏水性聚合物P2。利用红外光谱表征了P1和P2的结构,通过荧光光谱研究了P1和P2的发光性能,并探讨了聚合物亲疏水性对其发光行为的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了P2在四氢呋喃(THF)/H₂O混合溶剂中的微观形态。结果表明:P1在水中发出蓝光,随着THF的加入,荧光逐渐减弱,然而,P2在THF及THF/H₂O混合物中都不发光,表明聚合物的亲疏水性能够影响其发光行为。然而,P1和P2的固态粉末都发出较强的荧光,说明P1和P2具有聚集诱导发光性能。P2在水质量含量超过30%的THF/H₂O混合溶剂中能够形成微球。这表明通过调整共聚单体的种类,有望制备出结构和功能多样的AIE聚合物。

采用温和水热法制备了七氟钇锶(Sr₂YF₇)∶镱(Yb),铥(Tm)纳米晶(Sr₂YF₇∶Yb,Tm纳米晶),并对其微结构、形貌、粒径、发光性能进行了表征。结果显示,制备的Sr₂YF₇∶Yb,Tm纳米晶为四方晶相结构,其形貌为类球型,平均粒径34nm;在980nm红外光激发下,其发射峰分别位于463nm、480nm、650nm处,I_蓝/I_红≈43,无紫外及红外发射峰出现,获得了上转换单色蓝光。依据发光强度与激发功率的关系,确定样品的蓝光与红光发射均为三光子过程,并分析了其上转换发光机制。

以泡沫镍(NF)为基板,分别通过恒电位法(i-t)和计时电位法(CP)沉积镍铁钼铜四元合金,经去合金化处理,获得了具有高催化活性的析氢阴极电极材料NiFeMoCu/NF。电沉积过程设计了6种电解液配方进行优选,去合金化处理时采用恒电位法(i-t)分别进行了金属铜的原位溶出和独立溶出。结果表明:参照配方4的物料配比组织电解液,以计时电位法沉积四元合金,经铜的独立溶出后制得了由纳米颗粒堆积而成团簇状结构的析氢电极材料。在1mol/L KOH溶液中,催化电流密度为10mA/cm²时,NiFeMoCu/NF电极的析氢过电位仅为65mV,其高催化活性主要归因于镍铁钼铜四元合金的金属间协同作用。

采用共沉淀法和高温煅烧结合的方式,制备出介孔棒状结构的锰酸锌(ZnMn₂O₄,简写为ZMO),其首次放电比容量为1423mAh/g。为进一步优化ZMO的电化学性能,通过改进传统方法制备了纳米银粒子,通过 Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再利用盐平衡法,合成了Ag/GO复合物。基于共沉淀法,高温下GO被还原成还原氧化石墨烯(RGO),进而形成ZMO/Ag、ZMO/Ag/RGO复合物。纳米银粒子的添加提高了ZMO的电导率,改善了其倍率性能。GO的添加提高了ZMO的比容量且循环性能、倍率性能都有了不同程度的改善。Ag/GO复合物的添加,进一步提高了ZMO的比容量和电导率。ZMO/Ag/RGO复合物首次放电比容量高达1637mAh/g,在电流密度1000mA/g条件下,其平均放电比容量高达710mAh/g。

研究了镧(La)-镁(Mg)-钛(Ti)-镍(Ni)-钴(Co)[La_0.7Mg_0.3-xTi_xNi_2.5Co_0.5(x=0～0.15)]储氢合金的相结构与电化学性能衰退机理。结果显示,合金的主相均为(La,Mg)Ni₃相,但随着Ti含量的增加,合金中逐渐产生了TiNi相而形成复相。合金经90次循环后的放电容量保持率从x=0条件下的56.5%增加至x=0.10条件下的62.0%,再下降至x=0.15条件下的60.8%,这与交换电流密度的变化规律一致。Ti对Mg的替代能够提高合金的耐蚀性,但过量的Ti会阻碍电极与电解液之间的界面反应,造成放电容量的衰退。

采用红背桂叶提取液,制备纳米铁(EL-FeNPs),用于去除水体中的铀离子[U(Ⅵ)],并对绿色合成的EL-FeNPs去除U(Ⅵ)反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。考察了EL-FeNPs的投加量、pH、U(Ⅵ)溶液的初始浓度、反应温度及反应时间等因素对EL-FeNPs去除U(Ⅵ)的影响。研究结果表明:EL-FeNPs呈球状,且均匀分布,其粒径25～45nm。在30℃,pH=6,EL-FeNPs用量5g/L,U(Ⅵ)初始浓度10mg/L,反应时间100min条件下,EL-FeNPs对U(Ⅵ)的去除率为89.64%。

制备了54种二元混合无机水合盐试样,通过差式扫描量热仪测得重结晶试样的相变温度和相变潜热。结果表明:十水硫酸钠和十水碳酸钠不同配比的无机水合盐混合物,潜热值均低于其组分各自的潜热值,并且有些配比存在严重的过冷和相分离问题;当试样中含有七水硫酸镁时,不能和其他无机水合盐形成良好的二元共晶体,潜热值很低;三水醋酸钠中加入少量的十水碳酸钠可以大幅度地改善三水醋酸钠的过冷问题,相变潜热仍维持在较高值;十水硫酸钠和三水醋酸钠以5∶5的配比制备的二元混合无机水合盐潜热值达297.9J/g,若再加入适当的添加剂可进一步改善其过冷度和相分离问题,可以成为优良的相变材料,应用于相变换热器领域。

以高分子量聚丙烯腈(PAN)聚合物为研究对象,根据正交试验设计方案,采用NaOH碱法水解工艺,制备出了具有不同絮凝能力的絮凝剂。从正交试验结果得到影响PAN水解产物絮凝性的强弱顺序为:碱度>温度>喂料配比>时间。采用影响显著性最明显的因素制得的PAN水解产物具有较好的絮凝效果,且其红外谱图与市售聚丙烯酰胺(PAM)具有较好的相似性。

采用微波辅助共沉淀法制备了纳米CeO₂/ZnO光催化剂。采用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪以及紫外-可见吸收光谱仪对催化剂样品进行结构表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物对催化剂样品进行光催化降解实验。结果表明:合成的纳米CeO₂/ZnO光催化剂由立方相的CeO₂及六方相ZnO组成,且CeO₂与ZnO较好地复合在一起;该催化剂在紫外区域吸收性能良好。光催化降解RhB实验表明,在质量浓度0.2g/L、pH=8条件下,催化剂光催化性能最佳。

为研究剪切速率对端羟基聚丁二烯(HTPB)/黑索金(RDX)/铝粉(Al)/己二酸二辛酯(DOA)即(HTPB/RDX/Al/DOA)复合体系流变特性的影响,在50℃和60℃、不同剪切速率条件下,对固体组分(由RDX和Al不同配合比组成)不同用量制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系进行流变测量。研究表明,对固体组分用量小于60%的复合体系,流变特性表现为牛顿流体特性,随着固体组分用量的增大,零剪切速率的表观黏度依次增大,非牛顿流体特性依次增强,固体组分用量为90%制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,在60℃条件下,零剪切速率对应的表观黏度为82.7Pa·s,剪切速率为200s^-1的表观黏度为1.9Pa·s。对于70%、80%、90%的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,存在一个黏度转变的临界剪切速率,在剪切黏度小于该临界剪切速率条件下,体系黏度不变。

pH敏感水凝胶具有高含水、低摩擦、环境敏感等优良性能,在生物医药,环保等领域广为运用,但传统水凝胶因为低温易凝固限制了其应用范围。本实验以CaCl₂为增强剂,通过原位自由基聚合制备耐低温的水凝胶聚α-甲基丙烯酸/丙烯酰胺[P(AM/MAA)]。考察时间和pH对水凝胶P(AM/MAA)溶胀行为的影响,并重点探讨了低温对P(AM/MAA)凝固的影响。结果表明:添加了CaCl₂的P(AM/MAA)抗冻性能优越,pH敏感性能突出。

对丁腈橡胶(NBR)进行热空气老化,通过溶胀法和核磁法(NMR)测试老化后样品的交联密度,结果发现NBR硫化胶核磁法交联密度随着老化时间的增加而增大;溶胀法交联密度随着老化时间的增加先减小后增大。此外,NBR硫化胶核磁法交联密度随着老化温度的增加而增大;溶胀法交联密度随着老化温度的增加先减小后增大。最后研究了NBR硫化胶力学性能与交联密度间的关系,结果发现NBR硫化胶的100%定伸应力随核磁法交联密度的增大而增大;拉伸强度随核磁法交联密度的增大先增大后降低;断裂伸长率随核磁法交联密度的增大而降低。

采用水热合成法,在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位生成四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米粒子,制备碳纳米管磁性载体(MWCNTs@Fe₃O₄),再将铑(Rh)纳米粒子负载在该磁性载体上,形成新型磁性碳纳米管催化剂(MWCNTs@Fe₃O₄@Rh)。采用透射电子显微镜(TEM),X-射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)等手段表征催化剂的结构和形貌,从TEM可以看出碳纳米管缠绕在直径300nm～400nm的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米粒子上,并且表面负载有直径小于10nm的Rh纳米粒子。采用XRD和XPS等手段也证明Fe₃O₄以及Rh粒子的存在。同时对该催化剂在丁腈橡胶(NBR)选择性加氢方面进行探索。在120℃,4.0MPa,8h条件下,得到了氢化率达到98.17%的氢化丁腈橡胶(HNBR),该催化剂对CC双键具有良好的选择性。将制备的MWCNTs@Fe₃O₄@Rh催化剂与传统的MWCNTs负载Rh的催化剂(MWCNTs@Rh)进行循环使用,发现在重复3次之后,新型催化剂仍能达到91.53%以上的氢化度,而传统的催化剂不到40%。

采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外漫反射光谱(IR)对A、B、C 3种MgO基材料内部及表面结构进行了表征。结果显示,样品A内部组分为MgO,表面有微量的Mg(OH)₂;样品B、C表面及内部均含有MgO与 Mg(OH)₂,且样品B中的Mg(OH)₂相对含量高于样品C。采用差示扫描量热仪(DSC)对A、B、C、硝化棉(NC)及混合体系A/NC、B/NC、C/NC进行了热分解特性研究。结果表明,样品A/NC没有熔融吸热峰,B/NC吸热量高于 C/NC。并测试了a、b、c 3种推进剂的燃烧性能,结果表明,样品表面Mg(OH)₂含量最高的B添加至配方中制备的推进剂b的燃烧性能最佳,这说明MgO基材料表面的Mg(OH)₂对稳定燃速具有一定的促进作用。

采用旋转黏度计测定了苯并噁嗪(BZ)树脂体系的黏度-温度曲线以及黏度-时间曲线,并计算BZ体系的固化动力学参数,从而确定固化工艺;在特定固化工艺条件下将BZ树脂初步缠绕内径60mm的碳管,测试其相关的力学性能,为BZ树脂体系应用于湿法缠绕工艺提供一定的依据。测试结果表明,该树脂体系室温下黏度为0.35Pa·s,满足湿法缠绕工艺的要求;固化工艺参数T_i=173℃,T_p=197℃,T_f=214℃,而固化制度为100℃/1h+120℃/1h+140℃/1h+160℃/1h+180℃/2h+200℃/2h;碳管的水压测试达到19MPa。

针对氯化钠除疤工艺生产的氯化法钛白粉浆料存在黏度增大的现象,采用洗涤压滤的除盐工艺降低浆料中的氯化钠含量,通过调节浆料pH、六偏磷酸钠用量、浆料黏度,确定氯化钠用量为2‰(wt,质量分数)、pH=6、六偏磷酸钠用量为3‰(wt,质量分数)、钛白粉浆料浓度为450g/L,可以获得黏度为58mPa·s的钛白粉浆料,达到钛白粉浆料后处理表面包膜的黏度指标要求。

对户外耐候性涂料在不同气候特征条件下的老化性能研究进行了概述,介绍了国内外户外涂料老化实验方法,归纳了我国户外涂料耐候性地区气候差异的研究现状和户外涂料抗老化技术研究的发展趋势,并对今后户外涂料老化性能研究方向进行了展望。

把改性粉煤灰制备成防滑涂层的防滑粒料是对固体废弃物综合利用的一种新尝试。通过两种不同的表面改性剂对粉煤灰进行表面改性,考察改性效果,尝试作为防滑粒料与高分子乳液复合,分析所得到涂层的性能。结果表明:粉煤灰的双重改性是成功的;同时可以通过调整粉煤灰与树脂的比例,添加硅溶胶的方法,对涂层的表面性能和防滑性能进行调控。当颜料体积浓度与临界颜料体积浓度相近时,得到具有良好防滑性能的涂层,其最大湿摩擦系数达到了0.885。添加硅溶胶的涂层的亲水性得到较好改善,其湿摩擦系数也有较大提高,最大值达到了1.054。其涂层的铅笔硬度在3H左右,经过100次磨擦后湿摩擦系数仍能达到了0.821,具有良好的防滑效果,同时防滑涂层通过了72h的耐水性测试。因此,改性粉煤灰可作为防滑粒料应用于防滑涂层中,其不仅具有很好的经济效益,而且综合利用了固废,具有很好的环境效益。

以废聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基料、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为活性溶剂、玻化微珠为填料、过氧化苯甲酰(BPO)与N,N-二羟乙基对甲苯胺(DHET)组成的氧化-还原体系为引发剂,采用本体浇铸聚合法,在低温条件下制备玻化微珠/废PMMA复合材料。考察了废PMMA含量、玻化微珠用量及引发剂用量对复合材料硬度、强度等力学性能以及密度、光泽度等物理性能的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的断面形貌。研究发现,随着废PMMA含量、玻化微珠用量和引发剂用量的变化,复合材料的力学性能和物理性能受到不同程度的影响。研究结果表明:在废PMMA质量分数为25%～30%,玻化微珠用量为20%～25%(质量分数),引发剂用量为0.26%(质量分数)时,复合材料的综合性能优良。采用硅烷偶联剂KH-560处理玻化微珠,可有效地提高复合材料的力学性能和光泽度,为建筑装饰领域提供一种新的装饰材料。

介绍了超疏水表面的性质并指出目前超疏水表面存在耐久性的缺陷,阻碍了其实际应用和推广。对目前制备耐久性超疏水表面的研究进展进行了综述,列出了现今耐久性超疏水表面的应用,指出目前耐久性超疏水存在检测及标准不统一、理论支持不足、制备条件苛刻等问题,并就这些问题对未来耐久性超疏水研究做出了展望。

CaFe₂O₄是禁带宽度在1.9eV的p型半导体光催化材料,由于其具有稳定结构和独特催化性能,近几年在水处理方面得到了一定发展。分析了CaFe₂O₄的结构特点、几种主要制备方法和改性方法,并针对CaFe₂O₄的优缺点,对材料未来的发展趋势进行了展望。

MoS₂是典型过渡金属硫化物之一,其带隙能较窄,在半导体器件等方面具有极大的应用前景。MoS₂纳米材料作为理想的低功率半导体电子器件,在纳米集成电子或光子系统中有广泛应用。针对国内外最新研究情况,综述了MoS₂纳米复合材料的制备方法及其在半导体器件领域的最新应用研究进展,并探讨其未来发展方向。

对5种典型有机保温材料的耐火行为及燃烧特性进行研究,并借助锥形量热仪对材料的点燃时间、热释放速率、质量损失速率等性能指标进行相关评价,并分析对比热塑性及热固性材料在燃烧行为中的不同之处,为有机保温材料的性能研究与应用提供基础理论依据,从而得以客观有效地评价不同类型有机保温材料的燃烧特性。

2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(HNIW)是一种高能新型材料,目前已广泛应用于军事领域。由于HNIW在受到碰撞时容易发生剧烈化学反应,因此需要通过采用合适的材料制备方法来调控其撞击感度。综述了溶剂-非溶剂法、机械分散法及超临界流体法等多种方法制备得到的HNIW撞击感度研究进展,指出微观形貌和粒径尺寸是影响HNIW撞击感度的关键因素,小尺度球形化的HNIW具有更低的撞击感度。

随着绿色化学的发展,将磺酸基团负载到固体表面制备磺酸型固体酸代替传统的硫酸催化剂越来越受到了人们的关注。为此,综述了磺酸型硅基固体酸的制备方法及应用,介绍了浸渍、接枝和共缩合3种制备方法,探讨了固体酸在酯化、醚化、脱水等反应中的催化活性。

基于纳米材料的应用理念,采用纳米二氧化钛(TiO₂)粉体对2种标号的石油沥青进行了改性研究,采用常规路用检测方法、短期热老化(TFO)、紫外光老化方法和流变测试手段,对纳米TiO₂改性沥青进行了评价。研究结果表明,以纳米TiO₂为改性剂,以70号、90号沥青为基础沥青,制得纳米TiO₂改性沥青-70、纳米TiO₂改性沥青-90。在纳米TiO₂用量为3.5%(wt,质量分数)条件下,制得的纳米TiO₂改性沥青-70、纳米TiO₂改性沥青-90的针入度分别为60.0/0.1mm、79.0/0.1mm,软化点分别为48.1℃、45.7℃,60℃黏度分别为362Pa·s、208Pa·s,在紫外老化5h,疲劳时间分别达到620s、672s。从路用性能规定的常规指标来看,纳米TiO₂改性效果远比普通矿粉填料效果突出,提高了沥青的耐疲劳性能和耐热老化性能,提高了沥青的抗紫外老化能力;与聚合物改性沥青相比,纳米TiO₂对沥青高温性能提升幅度有限,对改性沥青的延展性有消极影响。

通过简单滚动法制备得以盐酸环丙沙星和聚丙烯酰胺为核,疏水二氧化硅为壳的壳-核结构液体弹珠,并用于盐酸环丙沙星的缓释。研究了交联剂的用量、缓释介质以及液体弹珠的体积对盐酸环丙沙星缓释性能的影响。结果表明,将液体弹珠置于酸性溶液中,盐酸环丙沙星的释放浓度明显高于水,在0.05mol/L HCl溶液中,过硫酸铵用量为0.06g,交联剂用量为0.05g条件下,制得的体积为20μL的液体弹珠的盐酸环丙沙星的释放率最高达到96.57%,具有较好的药物释放性能。

为有效解决严酷环境侵蚀引起的混凝土结构保护层脱落及钢筋锈蚀问题,亟待研制高性能防护砂浆。本研究采用L₉(3³)的正交实验法来研究聚胶比、砂胶比和PVA纤维掺量3个变量对修补砂浆的抗折强度、抗压强度、粘结强度和收缩率的影响。综合考虑各种因素对修补砂浆粘接强度的影响和实际应用,确定优化配合比:聚胶比为15%,砂胶比为1.5∶1,纤维掺量为1.5kg/m³。

以天然蛭石(Verm)为原料,通过无机酸改性和有机改性制备出3-氨丙基三乙氧基硅烷改性蛭石(APTES-Verm)。采用傅里叶变换红外光谱仪、热分析仪、场发射扫描电子显微镜、多分子层吸附模型等多种表征手段分析了Verm、酸改性蛭石(a-Verm)和APTES-Verm这3种吸附材料的结构和物理化学性质,并研究了APTES-Verm对环境水体中4种常见的重金属污染物——Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)离子的吸附性能。结果表明:用无机酸处理后,得到了比表面积增大、表面富含反应性硅羟基(Si—OH)的a-Verm;a-Verm经过进一步的有机改性后,在Si—OH基团的桥梁作用下,接枝上APTES,相应引入了大量对重金属离子具有吸附作用的—NH₂基团。制备的APTES-Verm对Pb(Ⅱ)离子的吸附具有明显的选择性,吸附量达到210.865mg/g。

利用硅烷偶联剂对粉煤灰表面进行接枝改性,使其与粉煤灰发生羟基化反应。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等分析手段对改性前后粉煤灰进行表征。结果表明:改性粉煤灰的傅里叶红外光谱图中出现了新的特征峰,扫描电子显微镜观察到呈球形的改性粉煤灰表面被呈蠕虫状的硅烷偶联剂完全包覆。这些都说明硅烷偶联剂在粉煤灰表面发生了很好的化学键合,硅烷偶联剂成功接枝在粉煤灰表面。