传统的发光二极管(LED)封装材料主要分为环氧树脂与有机硅树脂,它们存在易黄变、易老化、耐候性差和折射率低等诸多缺点。一些具有高折射率、紫外吸收性能优良的纳米金属氧化物(如二氧化钛、二氧化硅、氧化锌和二氧化锆等)与环氧树脂或有机硅树脂进行复合,不仅能大幅度提高封装材料的折射率,还能提高材料的热稳定性和机械性能。综述近年来无机纳米粒掺杂硅树脂或环氧树脂的制备方法,分析评估其工艺与封装材料性能,并介绍了国内外LED封装用有机无机复合材料的研究进展。

结构型隔热材料因优异的保温、隔热、防火和力学性能而备受关注,重点对散粒状隔热材料、纤维状隔热材料、微孔状隔热材料、层状隔热材料等4种结构型隔热材料的性能特点、制备工艺及其应用范围进行了介绍,并在此基础上探讨了隔热材料的未来发展趋势。

氢能被公认为未来最有前景的能源之一,电解水析氢技术作为一种绿色、高效、可持续的制氢方法备受关注。疏松多孔的聚苯胺作为催化剂载体、模板或纳米掺杂颗粒与具有低析氢过电压、高电流密度的金属或金属化合物催化剂相结合,能有效增大活性比表面积、增加活性位点、提供导电通道,从而降低金属催化剂的析氢过电位,提高电解水析氢活性。综述了近年来聚苯胺修饰金属催化剂在电解水析氢领域的发展动态,指出电解水析氢负载型催化剂替代贵金属催化剂是未来重要的研究方向。

为了获得性能更加优良的螺吡喃类光致变色化合物,单个分子中含有两个及以上螺吡喃结构的多螺吡喃化合物成为研究的焦点之一。以关注合成路线为目的,综述了双螺吡喃化合物、三螺吡喃以及四螺吡喃化合物合成的新进展,指出了多螺吡喃化合物合成研究领域尚待加强的几个方面。

相变蓄冷材料因储能密度高,在节能环保和能源高效利用等方面有广阔的应用前景。概述了目前应用最广泛的固体-液体相变蓄冷材料的类型,对不同种类相变蓄冷材料的热物性进行了对比并介绍了相变蓄冷材料在空调蓄冷、冷藏运输、太阳能蓄能等方面的应用。

随着两化融合的逐步发展,石化行业工业控制系统的信息化管理水平不断提高,石化生产及管理效率也显著提升。然而其网络系统的信息安全技术水平较低,服务器系统应对物理损伤、自然灾害、网络攻击的容灾容错能力薄弱。为此,提出一种针对服务器实时安全备份及应急接管的技术方案,以期有效地解决石化行业网络系统信息安全的问题。

针对硅酸铁锂电导率低、电化学性能较差的缺陷,综述了近年来硅酸铁锂改性研究进展。探讨了导电材料的包覆及复合、元素掺杂、材料纳米化和形貌控制对硅酸铁锂物化性能的影响,对锂离子电池硅酸盐正极材料未来的研究方向和重点进行了展望。

加工副产物类植物纤维具有产量丰富、来源广泛的特点,是较理想的聚合物增强组分。从加工副产物类植物纤维的类别角度出发,归纳了蔗渣纤维、椰壳纤维、香蕉纤维茶粉、核桃粉和中药渣等植物纤维特性,综述了加工副产物类植物纤维增强聚乳酸(PLA)制备可生物降解复合材料的研究现状。针对目前研究中存在的问题,展望了加工副产物类植物纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料的发展趋势。

作为典型的金属硫化物半导体结构材料,SnS₂因其凭借丰富的边缘结构、巨大的比表面积、良好的化学稳定性和可调控禁带宽度(～2.5eV)等特点,近年来在光催化领域备受关注。结合近年来国内外SnS₂材料在光催化领域的研究进展,综述了SnS₂的结构、制备方法及光催化研究,特别关注了近年来SnS₂材料与其他材料在二元或三元复合光催化领域的研究现状,并对今后光催化SnS₂领域的进一步研究前景提出了展望。

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池成本低廉,制作工艺简易和光电转化效率高等优点,成为光伏领域研究的热点。钙钛矿太阳能电池中电子缓冲层对提高器件的性能起到重要的作用。二氧化钛(TiO₂)优异的光电性能在环境保护、太阳能电池等领域都有重要的应用。主要从TiO₂材料在钙钛矿太阳能电池中应用进行总结,阐述了TiO₂材料基本制作方法,详细介绍了单层TiO₂材料、复合层TiO₂材料和掺杂TiO₂材料作为电子缓冲层的钙钛矿太阳能电池研究的最新进展。

微波对极性较大的物质具有选择性加热的作用,常见的离子液体及合成离子液体的物质均具有较大的极性,微波加热应用于离子液体的合成及利用过程成为国内外的研究热点。介绍了微波技术在功能化离子液体合成及应用过程中的新进展,重点阐述了微波对阳离子功能化离子液体和阴离子功能化离子液体合成的促进作用,并就微波技术在离子液体应用于萃取分离及催化领域进行了分析。最后指明微波能有效促进功能化离子液体的合成及应用。提出未来应主要在离子液体的黏度调节、经济性与环境友好性、微波功率与传质等方面进行研究。

尖晶石型LiMn₂O₄正极材料具有能量密度高、成本低和无毒等优点,因而被广泛研究。但在循环过程中,尤其是高温下其容量衰减过快,制约了在商业上的应用。简述了Zn掺杂量、温度对LiMn₂O₄结构的影响,重点综述了近15年来单元Zn掺杂以及Zn与不同金属阳离子、阴离子、稀土离子共掺杂对尖晶石型LiMn₂O₄正极材料的电化学性能的影响,展望了Zn元素掺杂在改性尖晶石型LiMn₂O₄正极材料方面的发展前景。

综述了近年来柔性可穿戴电子应变传感器的研究现状与应用,包括压阻、压电、电容、摩擦电和光学效应等信号传感机理,碳材料、金属材料、无机半导体材料、功能复合材料等柔性可穿戴电子的常用材料,柔性电子传感器的制造方法及其在健康监测、运动监测、家庭康复、人机接口和软机器人等方面的潜在应用,最后提出了柔性可穿戴电子应变传感器面临的挑战与未来发展方向。

二氧化锰(MnO₂)作为一种半导体材料,具有理论比电容较高、储源丰富、价格低廉、清洁环保等优点,受到众多学者的青睐。MnO₂晶体结构分为隧道结构、层状结构和网状结构三大类,常见晶型包括α、β、γ、λ、δ这5种,储能机理包括双电层电容和赝电容。介绍了纳米MnO₂材料的主要制备方法,综述了改性MnO₂复合电极材料的研究进展,对MnO₂超级电容器电极材料未来的发展方向进行了展望。

为了研究葡萄糖循环电解制氢性能,在液体催化燃料电池的基础上,搭建了葡萄糖电解制氢系统,对比研究了加热反应时长及反应次数对系统电解制氢性能的影响。结果表明:阳极电解液在120℃下加热24h后,电解制氢系统在常温及1V恒电压下的初始电流密度可达232mA/cm²,且首次电解制氢的制氢量达到173mL。当阳极电解液在相同温度下加热不同时长时,随着加热反应时长缩短,葡萄糖的制氢效果逐渐变差;随着阳极电解液循环加热反应次数增加,虽然系统的制氢量逐渐减小,但分解后的葡萄糖仍有一定的制氢效果,验证了葡萄糖循环电解制氢的可行性。

采用有机复合技术和热处理技术制备了超薄碳涂层TiO₂纳米棒。通过X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪和光解水制氢系统研究了不同层数的碳包覆一维TiO₂纳米棒的结构和光解水制氢性能。通过对碳层数的有效调控,实现TiO₂/C纳米棒的光催化效率和光吸收效率的最佳结合,获得高效的光解水制氢效率。结果表明:经过碳涂层后,TiO₂纳米棒光吸收能力增强,最大吸收边由紫外光区红移至可见光区。其中,用2层碳修饰的TiO₂纳米棒的光生载流子的分离和传输效率最高,其光解水制氢速率达1896μmol/(h·g),并且能够保持稳定的光催化活性,经过20h的循环反应,TiO₂纳米棒的产氢速率保持不变。

以低表面能的有机硅树脂为成膜基材,埃洛石/TiO₂(HNTs/TiO₂)复合气凝胶为填料,采用喷涂工艺制备HNTs-TiO₂气凝胶/有机硅树脂功能涂层。通过扫描电镜(SEM)和水触角仪(WAC)对涂层的微观形貌和疏水效果进行表征,以甲醛溶液模拟污染物,对涂层的光催化进行研究。结果表明:当有机硅树脂和HNTs-TiO₂复合气凝胶质量比为100∶3时,接触角(CA)达到了156°,滚动角(SA)为3°,具有良好的超疏水性;当有机硅树脂和HNTs-TiO₂复合气凝胶质量比为100∶3时,30min内对甲醛的降解率达到55%。

采用纤维素纸交替浸渍石墨烯纳米片(GNS)及碳纳米管(CNTs)分散液的方法,制备了GNS/CNTs/纤维素纸复合材料,并对其微观形貌、导电性及电磁屏蔽性能进行了表征。结果表明:GNS/CNTs/纤维素纸复合材料的导电性及屏蔽性能随着浸渍次数的增加而提高,当浸渍石墨烯及碳纳米管分散液各5次后,样品的电导率可达7.63S/cm,在30MHz～1.5GHz范围内屏蔽效能均高于22dB,最高可达32dB。更重要的是,所制备的复合材料拥有轻质、超薄、柔软等传统屏蔽材料不具备的优良特性,在高集成度电子设备的电磁防护领域展现出巨大的应用潜力。

以乙烯基三甲氧基硅烷、四甲基二硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚为原料,合成了乙烯基笼型聚倍半硅氧烷(POSS)和1,1,3,3-四甲基-二硅氧烷-丙基缩水甘油醚。2种中间体进一步反应,合成了一种新型环氧基POSS。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪表征了环氧基POSS的结构,证明成功制备了产物;利用流变仪、热重分析仪研究了产物的流变行为以及热性能。结果表明,合成的环氧基POSS是牛顿流体,黏度低且具有良好的耐热性。

采用共混-改性接枝法进行了亲水膜制备研究,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为铸膜液原料,与三氯化铁共混成膜后,将硬脂酸改性后的纳米SiO₂接枝到共混膜上,制备出强亲水性的改性接枝膜,使用光学显微镜、接触角测量仪对亲水膜的均匀性及亲水性进行表征。结果表明:当PET塑料块含量为3.5%,搅拌时间6h时,制备的原膜分布均匀,接触角为76.45°。当在铸膜液中添加三氯化铁的含量为0.6%时,制备的共混膜接触角降至13.26°,以m(硬脂酸)∶m(纳米SiO₂)=0.125的配比改性纳米SiO₂,接枝24h,改性接枝膜接触角由13.26°下降到0°,表现出强亲水性。三氯化铁与PET铸膜液共混,接枝硬脂酸改性的纳米SiO₂后,明显提高了PET原膜表面的亲水性。

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)作为接枝单体,采用紫外光接枝的方法对聚醚砜(PES)纳滤膜表面进行改性来制备荷正电纳滤膜。研究了辐照时间、单体浓度对膜分离性能的影响,得出最佳接枝反应条件是:辐照时间为7min,单体浓度为50%(wt,质量分数)。在压力为0.1MPa条件下,改性纳滤膜对5种染料的截留率大小顺序为:酸性铬蓝K(98.3%)>结晶紫(95.5%)>碱性红2(94.0%)>碱性品绿(91.5%)>酸性橙7(89.0%),这是位阻效应与道南排斥效应共同作用的结果。

以苯并噁嗪树脂为浸渍剂,通过浸渍/碳化(PIC)工艺制备了炭/炭(C/C)复合材料,研究了该材料的密度分布和热力学性能,采用扫描电子显微镜观察了材料的微观结构,并与采用相同预制体的糠酮树脂基C/C复合材料进行了对比。结果表明,制备的苯并噁嗪树脂基C/C材料密度分布均匀,树脂炭与纤维之间界面结合良好,拉伸强度为80.28MPa,弯曲强度为245.5MPa,在800℃条件下X-Y向导热系数为8.054W/(m·℃),Z向导热系数为4.081W/(m·℃),在1000℃条件下热膨胀系数为1.973×10^-6/℃,与糠酮树脂基复合材料相比,拉伸、弯曲性能与其相当,导热系数、热膨胀系数比其高。苯并噁嗪树脂在制备C/C复合材料领域具有较好的应用前景。

采用聚乙烯醇和银粉制备导电银浆,然后通过涂覆法对锦纶纤维进行上浆,银浆在纤维表面形成银涂层,得到金属银导电纤维,对其导电性能、力学性能、涂层牢固度、热性能进行了测试,研究了金属银导电纤维上浆率和上浆次数对导电性能的影响。结果表明:制备的金属银导电纤维电阻率为1MΩ·cm左右,其导电性能随着上浆率的提高而增强,上浆率接近30%时上浆率难以继续提高,因此纤维的导电性能也难以提高;上浆率超过24%时,上浆次数和上浆率对导电纤维导电性能影响较小。

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二元醇(PPG)、2,2二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)对聚氨酯预聚体进行双氨基扩链,之后中和乳化合成水性聚氨酯(WPU)胶黏剂。采用红外光谱对加KH792与未加KH792的水性聚氨酯结构进行表征,测试了加入不同量KH792的乳液流变、乳液粒径以及胶膜的吸水率和力学性能,采用热失重对乳胶膜的耐热性能进行分析。结果表明:随着KH792加入量增加,制得的水性聚氨酯乳液凝胶温度先增加后减小,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;KH792用量为3%(wt,质量分数)条件下制得的水性聚氨酯胶膜的拉伸强度最高达到16.6MPa,断裂伸长率为490%,失重5%条件下分解温度达到268℃。

合成了3-溴丙基-5,5-二甲基海因,并成功接枝到聚乙烯亚胺改性的Fe₃O₄@SiO₂表面,经氯化处理得到季铵化卤胺聚合物改性Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子。采用红外光谱、透射电镜、Zeta电位分析仪和振动样品磁强计对样品进行结构、形貌及性能表征,结果发现,样品具有超顺磁性,能够在外加磁场下,快速从溶液中分离出来。抗菌测试结果表明,氯化后样品协同季铵盐和卤胺抗菌机理,抗菌效果比未氯化样品好;同细菌接触30min之内,可使100%的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌失活。

采用正交试验设计法对硅橡胶的导热绝缘性能进行研究,通过改变氧化镁、氧化铝、钛酸钡及玻璃纤维粉的用量来筛选填料的最佳配方。结果表明:单一填料时,导热系数及介电常数随着填料用量的增加而增加,而拉伸强度则随之降低。最佳配方填充条件下制得的硅橡胶复合材料的导热系数、介电常数、拉伸强度分别为0.442W/(m·℃)、3.974、4.84MPa,相较于纯硅橡胶导热系数提升了68.7%、介电常数提升了28.5%,拉伸强度略有下降,热稳定性能提高。

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为主单体,N-烯丙基硫脲(ATU)作为功能性共聚单体,通过自由基聚合制备温敏性的P(NIPAM-co-ATU)微凝胶。利用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、粒径与Zeta电位分析仪、接触角测量仪、X射线光电子能谱和紫外分光光度计等对所制备的微凝胶的组成、形貌、尺寸、亲疏水性能、元素和磷酸根离子吸附性能进行了表征。结果表明,未加入ATU的PNIPAM微凝胶对磷酸根离子的吸附能力为32mg/g(以PO^3-₄计);由于硫脲基团与磷酸根离子的强烈吸附作用,P(NIPAM-co-ATU)微凝胶对磷酸根离子的吸附能力可达91mg/g。该种微凝胶材料有望应用到磷酸根离子的吸附、分离与回收领域。

选取工业废水中含量较高且比较常见的苯类物质和表面活性剂为吸附对象,研究用最优配方制备的聚苯胺/膨润土吸附材料(PAn/MMT)对苯类物质和表面活性剂的吸附性。当PAn/MMT用量为0.1g,苯酚、对硝基苯酚和邻甲酚的起始浓度均为10mg/L时,PAn/MMT对三者的吸附率分别达到51.50%、80.56%和62.93%,远高于同等条件下钠基膨润土的吸附率,说明改性后的膨润土更适合于苯类物质的吸附。对复配表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB)=6、8、10、12、14的表面活性剂体系,PAn/MMT的吸附率分别达到84.11%、74.22%、66.86%、62.88%和60.34%,且随着表面活性剂HLB的增加,最大吸附率和饱和吸附量都减少,说明改性后的膨润土更适合于亲油性表面活性剂的吸附。

针对当前常规的吸波超材料大多数均基于稳定的单一的各向同性的介质基底进行的结构设计,对各向异性介质的超材料结构设计研究较少,提出了以各向异性介质为基底设计吸波超材料结构的理念,采用各向异性物质的独特性质,可实现多功能一体化。以复杂的芳纶纤维复合板作为介质基底,以铜膜为微结构层,设计多层吸波超材料结构,并通过刻蚀及热压复合工艺制得宽频吸波超材料,最终实现在7GHz～22GHz频段内的反射率小于-10dB,吸收率达到90%以上,在7.7GHz处,电磁强度最大达到5.5×10⁴V/m,磁场强度最大达到1.0×10²A/m,填补了各向异性多层介质的超材料设计的空白。

以Fe/Mo/Al₂O₃为催化剂,采用火焰法制备了碳纳米管,研究了合成时间对碳纳米管生长的影响及碳纳米管的生长机理。通过冷场发射扫描电子显微镜、能量色散谱仪、拉曼光谱仪、碳产率对催化剂和碳纳米管进行了详细观察和分析,结果表明经过氢气还原后催化剂分布更加均匀且颗粒明显变小,催化剂表面更加粗糙且检测到的铁元素含量明显增加,这说明氢气的还原作用对催化剂有重要的改变,对碳纳米管的合成也起到至关重要的作用。合成时间较短时,碳纳米管管簇较少且碳纳米管的长度较短、质量较差,大多数催化剂表面有毛绒状物质生成,说明碳纳米管的生长机理符合“溶解-扩散-析出”模式。合成时间延长到5～6min时,碳纳米管管簇的长度和密度均明显增加,而且合成的碳纳米管中杂质也明显减少。当合成时间超过7min后,虽然碳纳米管管簇的密度和产量有所上升,但是碳纳米管中因合成时间过长团聚的催化剂杂质变多,合成时间为5～6min可以得到产量和质量均较高的碳纳米管。

以PdCl₂为金属前驱体,苯胺为单体,在避光条件下液相合成了不同无机酸(HCl、H₂SO₄与H₃PO₄)掺杂的Pd/PANI(聚苯胺)纳米复合材料。用XRD、FESEM、FT-IR和UV-Vis等技术对样品进行了表征,并采用四探针法对其导电性能进行了测试。结果表明,3种酸掺杂制备的Pd/PANI纳米复合材料不但形貌各异,导电性也有较大差异;通过比较发现,HCl掺杂的复合材料的电导率最佳,为7.8S/cm。

采用浓硫酸和聚醚醚酮(PEEK)制备了不同磺化度(DS)的磺化聚醚醚酮(SPEEK)。通过红外光谱和核磁共振对SPEEK的化学结构进行表征,得到了30℃、45℃和60℃制备条件下,磺化时间分别为1h、2h、3h、4h、5h和6h的SPEEK的磺化度变化趋势,选择SPEEK浓度为25%溶于N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中,获得不同磺化度的SPEEK静电纺丝液。通过比较静电纺丝液的黏度和导电率,确定合适的磺化工艺以制备具有均匀微观结构的SPEKK静电纺丝膜。研究结果表明,磺化度为60.4%条件下,制得的SPEEK静电纺丝膜的黏度为3156.2Pa·s,导电率为791.3mS/cm,纤维的平均直径为157.4nm。

以4种生物质(野生狸藻、荞麦壳、玉米秸秆、柳树枝)为研究对象,利用差热-热重分析仪(TG-DTG)进行热重分析,考虑不同升温速率对热解反应的影响,通过分析TG-DTG曲线探讨生物质的热解特性,运用Coats-Redfern分析法进行动力学计算,得到4种生物质的热解活化能(E)。结果表明:随着升温速率的增加,热解反应出现热滞后现象;n=1的动力学模型能很好地描述4种生物质的热解过程,4种生物质的活化能大小:E_荞麦壳>E_柳树枝>E_玉米秸秆>E_野生狸藻;综合分析得出野生狸藻的热解特性最差,荞麦壳效果最好。

以2-溴异丁酸乙酯为引发剂,丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(TMPM)为单体,采用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)制备了两亲性嵌段共聚物PTMPM-PAM,进而将其氧化为含氮氧自由基的嵌段共聚物PTMA-PAM。用红外光谱(FT-IR)和电子顺磁共振光谱(ESR)对共聚物进行了表征。以NaClO为氧化剂,研究了PTMA-PAM对苯甲醇的选择性催化氧化性能。结果表明:PAM链段的引入不仅使大分子催化剂更易回收,而且有利于其催化性能的提高,苯甲醛收率可达99%。

以蒙脱土和木质纤维素为原料,制备了木质纤维素/蒙脱土补强剂,将其和炭黑并用作为天然橡胶/丁苯橡胶的增强材料。研究了该补强剂与炭黑配比对天然橡胶/丁苯橡胶硫化性能、力学性能、表观交联密度、加工性能等的影响。结果表明,当木质纤维素/蒙脱土补强剂用量逐渐增加时,橡胶复合材料的焦烧时间逐渐减小,正硫化时间先减小后增大;表观交联密度逐渐降低;储能模量逐渐降低。木质纤维素/蒙脱土补强剂与炭黑配比为10∶40时,天然橡胶/丁苯橡胶表现出最优的力学性能,拉伸强度为24.06MPa,断裂伸长率为718.2%,邵氏A硬度为75.6°。

磷酸改性核桃壳能显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附率,改性工艺简单、环保。研究了磷酸改性核桃壳的改性工艺,详细探讨了磷酸浓度、核桃壳颗粒度、改性时间、改性温度和核桃壳用量等因素对吸附效果的影响,并通过正交试验和对比实验进一步优化改性工艺。实验确定的最佳工艺条件为:在100mL改性溶液中,磷酸质量分数为15%,核桃壳颗粒度为60目,改性温度为室温,改性时间为5h,核桃壳用量为10g。采用最佳工艺条件制备了磷酸改性核桃壳,在改性核桃壳用量为1.0g、pH=2条件下,处理150mL质量浓度为50mg/L的含Cr(Ⅵ)废水,吸附率达97.23%,吸附量为7.29mg/g。

以甘蔗渣、膨润土为原料,丙烯酸和丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KSP)为引发剂,采用微波加热和水溶液聚合法,合成甘蔗渣/膨润土复合高吸水性树脂。考察了单因素影响,并在此基础上进行了正交试验,确定了最佳合成条件为:膨润土用量为6%,引发剂用量为1%,交联剂用量为0.02%,AM/AA=0.4,中和度为60%,辐射功率为390W,辐射时间为3min。此时,吸水倍率为442.6g/g,吸盐水倍率为101.9g/g。测定树脂的保水性能及重复使用性能,结果表明:常温情况下,树脂放置12d,水分基本释放完;重复吸水测定结果显示,产品第5次使用时,吸水倍率为283.8g/g,为第1次吸水倍率的64.1%,说明产品具有较好的保水性与重复使用性。吸水动力学研究结果表明:吸水倍率与时间的方根呈线性关系。

采用扭矩流变仪研究了多乙烯基环硅氧烷、3,5-二甲基-1-己炔-3醇对液体加成型硅橡胶中温60℃条件下交联固化效果的影响。研究结果表明,在液体加成型硅橡胶中,多乙烯基环硅氧烷作为交联抑制剂表现为抑制时间短、固化迅速的特征,己炔醇化合物表现为用量少、短时间抑制、缓慢增长。在固化温度为60℃,VM23铂催化剂用量为15×10^-6,二甲基己炔醇用量为20×10^-6,多乙烯基环四硅氧烷用量为0.38%(wt,质量分数),16min条件下,液体加成型硅橡胶的扭矩为3.0dN·m,半硫化时间为7.3min,反应速度常数为0.25,具有硫化性能较好,硫化抑制时间延长,固化时间缩短,扭矩显著增长的效果。

采用溶剂热法制备了一种新型磁性氧化石墨烯-凹凸棒石(GO-ATP)复合材料,并对其吸附亚甲基蓝(MB)废水的性能进行了研究。探讨了吸附时间、溶液pH、染料初始浓度和吸附剂投加量对吸附效果的影响。结果表明:当MB溶液浓度为10mg/L,pH为7,吸附时间达60min,投加0.03g磁性GO-ATP复合材料,对MB的去除效率可达98.64%。通过吸附动力学和等温线的拟合,发现磁性GO-ATP复合材料对MB的吸附过程属于均质表面的单分子层化学吸附。同时,吸附过程为吸热、自发反应过程。利用后的磁性GO-ATP复合材料可通过磁铁高效分离回收,可回收率达98.67%。经吸附-再生3次后,MB去除率仍可达到90.41%。

为改善氧化石墨烯(GO)对染料废水中亚甲基蓝(MB)的吸附和分离性能,采用改进的Hummers法、机械共混和一步沉淀法制备了磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料,通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对MGO进行了表征,考察了pH、吸附温度、GO质量浓度和纳米Fe₃O₄质量浓度对MGO吸附MB的影响,并对吸附动力学曲线和吸附等温线进行拟合。结果表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型;MGO在温度303K、308K和313K对MB的最大饱和吸附量分别为2.039mg/g、2.071mg/g和2.048mg/g。MGO对MB的吸附是以物理吸附为主的吸热反应。

动力电池用超导电碳基涂层铝箔首先被制备出来,并以此为基础制备出电性能优异、能量密度达到138Wh/kg的高能量磷酸铁锂18650电池。研究表明,碳基涂层铝箔在磷酸铁锂和铝箔集流体之间形成一个良好的电子导电层区域,使得充放电过程中电子转移更为便利,改善了放电平台,倍率性能和低温性均得到明显提升。碳基涂层良好的热导性可及时带出热量,提高了电池的循环寿命。涂层铝箔相对普通铝箔,电阻从9.4mΩ降至8.5mΩ,0.2C发挥克容量提升0.9mAh/g,1C/1C充放循环2000周后,循环性能提升从82.2%提升至88.9%。

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧(107胶)、铜银粉为原料,通过添加触变剂、偶联剂、抑制剂等助剂,制备了室温固化导电胶,考察了各种助剂对导电胶性能的影响。结果表明:制备的导电胶拉伸强度为3.5MPa,扯断伸长率为185%,体积电阻率为0.020Ω·cm,长宽比为0.78,具有良好的触变效果和优异的综合性能。

氧化锌的形貌是影响其光催化活性的重要因素。采用溶剂热法首次制得片状多孔纳米氧化锌。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线衍射(XRD)和Zeta电位对制备的样品进行了表征分析。并以罗丹明B为模型分子,考察了样品的光催化性能。讨论了实验条件对片状多孔结构的影响和片状多孔纳米氧化锌的光催化活性。研究结果表明:片状多孔纳米氧化锌在紫外-可见光条件下具有较高的光催化活性和稳定性,照射2h对罗丹明B溶液的降解率达到95.6%。片状多孔纳米氧化锌的Zeta电位为-15.43eV。

采用凝胶-燃烧法合成了铈(Ce)掺杂纳米氧化锌(ZnO)(Zn_1-xCe_xO)可见光光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外(FT-IR)和综合热分析(TG-DSC)对样品的结构、形貌、光催化性能等进行了分析表征。结果表明:所得样品为具有纤锌矿结构的Zn_1-xCe_xO纯相,平均粒径50nm;在Ce³⁺掺入量为x=0.010mol条件下,光催化降解甲基橙的效率为90.69%,降解甲基橙的速率常数为0.1223/min;点火温度和保温时间对光催化效率有较大影响,在点火温度为500℃、保温时间为5min条件下,光催化效率最高;循环使用5次后降解效率为74.31%,具有良好的再生性能。

研究了草酸和磷酸改性甘蔗渣对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,并通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和比表面积测试等方法对2种改性甘蔗渣进行表征。表征结果显示,3种吸附剂的比表面积表现为磷酸改性甘蔗渣>草酸改性甘蔗渣>普通甘蔗渣;2种酸改性甘蔗渣较普通甘蔗渣的含氧官能团种类和数量大幅度增加,吸附能力提高。吸附实验结果表明,3种吸附剂吸附量表现为草酸改性甘蔗渣>磷酸改性甘蔗渣>普通甘蔗渣。吸附热力学及动力学研究显示,Langmuir等温吸附模型能更好地描述吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学方程。

采用溶剂热法,以氯化铜和硫粉分别为铜源和硫源,水和乙醇的混合液作为复合溶剂,通过调控原料配合比,一步合成棒状四硫化七铜(Cu₇S₄)和絮状氧化铜(CuO)构成的四硫化七铜/氧化铜(Cu₇S₄/CuO)微纳米异质结构。探究了硫粉的用量对合成产物的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和扫描能谱仪(EDS)对样品的微观结构进行表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标降解物质进行光催化降解研究。结果表明,成功合成Cu₇S₄/CuO微纳米异质结构,且Cu₇S₄/CuO微纳米异质结构在少量过氧化氢(H₂O₂)存在的条件下,具有很好的光催化降解效果,在降解时间为25min的条件下,Cu₇S₄/CuO微纳米异质结构对MB溶液的降解率达到95%,其降解率是H₂O₂单独作为催化剂的6.92倍;另外,随着异质结构的增加,Cu₇S₄/CuO微纳米异质结构对光生电子空穴对的分离能力相应提高,光催化效率明显升高。

聚合物改性乳化沥青集改性沥青和乳化沥青的优点于一体,可应用于沥青路面的稀浆封层和微表处等方面。介绍了3种聚合物改性乳化沥青的制备工艺,指出应根据自身设备情况选用合适的制备工艺。现行的指标不一定适合于聚合物改性乳化沥青,应加强聚合物改性乳化沥青性能评价指标的研究,粒径和形貌对其性能影响较大。多应力蠕变恢复实验(MSCR)是近年来提出的动态剪切流变方法,该方法测出的不可恢复蠕变柔量(Jnr)和恢复率(R)可以更好评价聚合物改性乳化沥青的高温性能。共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)可用来研究改性乳化沥青中聚合物分布、网络形成、相容性等。反应性聚合物改性沥青和纳米复合材料改性沥青是未来的发展方向,以解决现行的聚合物改性沥青的缺点。功能化改性剂和新型改性剂,在乳化剂中导入功能性官能团如胺、酰胺、咪唑啉等是未来的发展方向。

综述了近年来微波固化技术及微波修补技术的研究进展及应用现状,从研究方向、修理材料、微波设备、试验验证和固化工艺等方面,探讨了微波修补技术在飞机战伤抢修工程化应用中需深入开展的研究工作。

单晶蓝宝石(α-Al₂O₃)纤维作为强韧化关键基础材料,在陶瓷、金属、高分子基等复合材料领域具有广泛的应用前景。以SiO₂粉体和金属铝棒为原料、氩气为保护气、氧化锆(ZrO₂)陶瓷为承烧板,利用气相-液相-固相(VLS)沉积反应机理制备单晶α-Al₂O₃纤维。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、场发射透射电子显微镜、能量色散谱仪等表征技术分别对单晶α-Al₂O₃纤维纯化前后的相结构、微观形貌和组成进行表征。结果表明:单晶 α-Al₂O₃纤维表面光滑,粗细均匀;纤维平均直径为0.5～1μm;纯化前后的单晶α-Al₂O₃纤维均为单晶α相,主要由(104)、(110)和(006)晶面组成,纯化后纤维中无杂质相。在此基础上,进一步探讨了单晶α-Al₂O₃纤维的生长机理和生长过程,为单晶α-Al₂O₃纤维大规模可控制备及应用奠定实验基础。

采用毛细管流变仪、无转子硫化仪对三元乙丙(EPDM)混炼胶的流变硫化性能进行研究,发现焦烧时间和硫化时间随温度的提高明显降低,高温时EPDM混炼胶易返原;EPDM混炼胶注射时塑化温度采用较低温度不会影响注射过程,可避免混炼胶发生早期硫化;通过工艺参数研究表明注射压力及注射速度变化对EPDM包覆层的拉伸性能影响不大,优化并确定了EPDM混炼胶注射成型最佳工艺条件,硫化温度172℃,塑化温度70℃,硫化时间360s,注射速度20%～40%,注射压力185bar;注射成型的EPDM包覆层拉伸强度3.88～4.56MPa(20℃),伸长率388%～462%(20℃)。

甘油是一种的重要化工原料,广泛应用于国民生活中的各个领域。根据生产工艺的不同,甘油可分为天然甘油、发酵甘油和合成甘油。介绍了甘油的制备方法,综述了甘油在合成新型生物基聚氨酯高分子材料中的应用,同时对甘油生物基聚氨酯泡沫塑料发展前景进行了展望。

根据轨道车辆空调储能的要求,选择固-固相变石蜡作为储能材料,但石蜡存在导热系数较低、传热性能差的缺点。为了提高石蜡的导热性,缩短相变时间,使之达到轨道车辆对放冷时间的要求,在固-固相变石蜡中分别添加质量分数3%、5%、10%的氧化钛纳米粒子和氧化铝纳米粒子制备了组成不同的复合相变材料。采用差示扫描量热仪和稳态导热系数测试仪研究了复合相变材料的相变性能和导热性能。结果表明:组成不同的复合相变材料的相变温度均在19～21℃之间,满足轨道车辆空调储能的要求;添加纳米金属粒子在一定程度上可以提高相变材料的导热系数。

针对棉织物表面耐磨性能差的问题,研究了一种有机硅树脂基纳米TiB₂-TiC复合涂层,通过正交试验确定最佳涂层方案,并尝试将其应用于棉织物上,以改善棉织物的表面结构,从而实现棉织物表面优异的耐磨性能,之后测试涂层应用后对棉织物性能的影响。结果表明:当有机硅树脂∶无水乙醇=75∶25,含量为93%,超分散剂含量为1.5%,乙醇增稠剂含量为1.5%,纳米TiB₂∶TiC=1∶2,含量为4%时,制备的涂层溶液应用棉织物之后会形成一层包覆层,耐磨性能最优,并且对棉织物的物理机械性能没有太大影响,疏水性能有较大提高。

聚乙烯醇(PVA)纤维具有高弹性模量且与水泥基体的粘结强度很高。为预防和控制混凝土的早期塑性裂缝,将PVA纤维掺入混凝土可以提高混凝土的增韧性和抗冲击性。对纤维长度不同的PVA纤维混凝土试件进行抗压强度和轴心抗压强度测试,考察了PVA纤维对混凝土试件力学性能的影响。结果表明:掺入PVA纤维后混凝土试件抗压强度略微下降,混凝土试件轴心抗压强度未发生明显变化。

为设计构造高性能再生透水混凝土,在混凝土中以一定的掺入量(2%、4%、6%、8%和10%)分别掺入玄武岩纤维、棉纤维、碳纤维和聚丙烯纤维,通过测试新型透水混凝土的坍落度、密度、渗水系数和抗压强度来确定最佳纤维掺入量。结果表明:纤维的掺入能够使得混凝土的坍落度下降;棉纤维、碳纤维和聚丙烯纤维对混凝土密度有着明显改善,而玄武岩纤维效果最差;纤维的掺入能够提高透水混凝土的渗水系数;各种纤维在一定的掺量下能够提高混凝土的抗压强度,但当超过一定量时,混凝土的抗压强度则逐渐下降。研究表明,在4种纤维中,棉纤维能够使得混凝土具有较高的抗压强度,因此建议在透水混凝土中掺入6%的棉纤维为最佳。

以香蕉皮为底物,冰乙酸为反应溶剂,N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为催化剂,采用酯化改性的方法制备有良好吸附功能的环境友好吸油材料,为农业废弃物再利用的可行性提供事实依据。实验对影响酯化改性的条件进行了系统性的研究,并采取正交试验探索出材料最优的制备条件。结果表明,在固液比为1∶40、催化剂含量为 5g/mL、反应时间为4h和反应温度100℃时,改性香蕉皮吸附油量可提升4倍以上。对酯化改性前后材料进行SEM、FT-IR表征,观察到改性后的材料粗糙的表面为油分子的吸附提供了合适的结合位点,乙酰基特征峰的出现说明香蕉皮成功发生了酯化反应。

以再生的绿色材料麦芽糖为原料,经碱化脱水后催化与尿素反应合成了一种类似于脲醛树脂的不含甲醛的麦芽糖-尿素胶粘剂。用单因素实验对反应条件进行了探索,对催化剂的种类及用量、反应温度、反应时间和n(麦芽糖)∶n(尿素)进行了优选,得到胶粘剂合成的最佳工艺条件:催化剂选乙酸锌,用量为1g,反应温度为90℃,反应时间为8h,n(麦芽糖)∶n(尿素)为3.5,此时得到的麦芽糖-尿素胶粘剂的黏度为1.3Pa·s;加入固化剂固化后测得胶粘剂的胶合强度达到28.2MPa。红外光谱分析表明,麦芽糖可分解成5-HMF;X射线衍射仪及热重分析的结果表明,5-HMF与尿素发生缩聚反应,制备的麦芽糖-尿素胶粘剂具有较高的热稳定性。

以氢氧化高钴[Co(OH)₃]和Ca(OH)₂为原料混合形成Co/Ca复合催干体系,制备水性醇酸树脂防腐涂料。结果表明:该涂料的表干时间小于8h,实干时间小于24h,挥发性有机物含量(VOC)较低,小于37g/L,远低于标准300g/L的要求,耐水性及耐盐水性好,工程应用效果理想;机理分析表明,当用氨水调节pH为8.5左右时,Co³⁺和氨水形成Co³⁺(NH₃)₆络合物,在涂膜形成后,氨水挥发,Co³⁺被释放,与水性醇酸树脂中的脂肪酸根阴离子基团(L^n-)结合,发生催干反应,形成Co_nL₃缔合物;Ca(OH)₂中的OH^-生成水,在涂膜干燥过程中挥发离去,Ca²⁺与L^n-形成Ca_nL₂缔合物,从而起到对水性醇酸树脂的辅助催干。

使用热转印技术打印制作了5个不同的超耐候热转印荧光标识,利用热重分析仪、数字亮度计、电子万能试验机、分光测色仪和紫外老化试验箱对荧光标识的热稳定性、发光性能、力学性能、耐老化性能进行表征,并用电子显微镜对标识拉伸断裂处的微观形貌进行观察。结果表明:荧光标识的热稳定性随着荧光粉含量的增加而增强;余辉亮度随着荧光粉含量的增加而增大,且余辉亮度呈现先急速后缓慢的衰减规律;拉伸强度和断裂伸长率随着荧光粉含量的增加呈下降趋势,且拉伸破损断口参差不齐,边缘有明显的卷曲变形现象;5个荧光标识的亮度相差不大,表观均为黄绿色,经过紫外老化2300h后,标识表面无损坏现象,仅表观亮度减小,绿色和黄色有不同程度的消退,表现出超耐候特性;普通照明灯光照射激发10min,在黑暗中标识的字迹和图案清晰可见。

为强化导电3D打印耗材的力学性能,采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行预包覆处理,再熔融共混法制备出MWNTs/ABS导电复合材料。研究发现,ABS预包覆处理改善了MWNTs与ABS基体之间的界面结合,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和屈服强度明显改善,但表面包覆也使MWNTs之间的电阻升高,使得复合材料的体积电阻率随预包覆ABS沉积量的加大而上升。采用ABS用量为1%(wt,质量分数)条件下预包覆处理制得的MWNTs/ABS复合材料具有较好的性能,拉伸强度55.73MPa,弯曲强度86.00MPa,屈服强度54.55MPa,冲击强度1.52J/m²,体积电阻率20.31Ω·cm,并将MWNTs/ABS加工成综合性能较好的MWNTs/ABS导电3D打印耗材,该耗材不仅具有优良的力学性能和导电性,而且打印过程流畅,可用于电子功能器件的设计和3D打印。