掺硼是一种常见的碳纤维改性手段。通过详细介绍硼改性碳纤维的各种制备方法及其发展历程,揭示了制备工艺向更加安全、高效,低成本发展的趋势。总结硼对碳纤维力学、氧化、微观性质的改善作用,并对比了不同掺硼方法、硼添加量和反应温度对碳纤维性质的影响,指出选择合适的工艺条件是制备高性能硼改性碳纤维的必要条件。硼改性碳纤维具有较好的力学、抗氧化性能和其他附加性能,因此尝试将硼改性碳纤维与不同材料复合,拓宽其在复合材料领域的应用范围是极具发展潜力的研究方向。

介绍了石墨烯材料的结构以及力学、电学、热学和光学性能,综述了石墨烯在热防护材料、吸波或电磁屏蔽材料、热电材料、能源材料、探测器、功能涂层等军事领域的应用研究进展,最后展望了石墨烯材料在军事领域的研究方向。

双马来酰亚胺(BMI)胶粘剂以其优异的性能在航空航天领域中得到了广泛应用,尤其大量应用于BMI树脂基复合材料整体化成型和高性能结构件制造过程中。对国内外BMI胶粘剂的研究、发展现状做了简要介绍;重点介绍了采用热塑性树脂、橡胶弹性体、环氧树脂、氰酸酯树脂和无机填料等改性方法制备BMI胶粘剂的研究进展及改性过程中存在的问题;最后对BMI胶粘剂发展前景进行了展望,并根据发展需要提出了五个发展方向,为以后BMI胶粘剂的进一步研究及应用提供参考。

镁合金材料因强度低、模量小、塑性差和易腐蚀等缺点,限制了其在工业领域的应用。由于石墨烯具有强度高、模量大和高温稳定性好等特征,以石墨烯为增强体的镁基复合材料备受关注。目前,石墨烯增强镁基复合材料的制备方法主要有粉末冶金法、熔体铸造法、原位还原法和半固态注射成型铸造法。从石墨烯在镁合金基体中的分散方式综合分析了各种制备方法的特点,并通过复合材料力学性能的分析,指出了其未来研究的方向。

对发表在Nature、Science等17个高质量期刊的高被引论文进行分析,探究了中国、美国、日本、欧洲等各主要国家/地区有机光电功能材料领域的研究特点。分析了中国在有机光电功能材料领域的领先优势及今后的发展方向。进一步结合热点论文及高被引文献引用频次top 1的文献得出该领域的研究关注热点:制备高效有机太阳能电池——通过给体、受体的设计合成新型聚合物,结构形貌调控,减少非辐射能量损失,制备三元有机太阳能电池、串联太阳能电池,太阳能光伏的材料界面工程研究等。此外,可印刷晶体管,皮肤电子的制造,单晶薄膜的喷墨打印,自旋在有机光伏再生动力学控制中的作用,有机光电材料的生物医用等也是人们关注的研究主题。

以高介电聚酰亚胺复合材料为主要研究目标,介绍了不同类型填料如介电陶瓷、导电颗粒、多相复合体系等掺杂的聚酰亚胺复合材料的制备及其在介电性能、机械性能、热力学稳定性等方面的特征;总结并对比了不同类型填料掺杂的聚酰亚胺复合材料的特点,并分析了其影响因素;最后,对高介电聚酰亚胺复合材料的发展方向进行了展望。

稀土掺杂荧光材料以其较大的Stokes位移、长荧光寿命和高的发射强度等光物理性质,在传感和生物成像、固态照明和显示、太阳能电池、长余辉发光材料等领域得到了广泛的研究。介绍了稀土掺杂荧光材料发光的基本原理,详细讨论了最新应用的研究进展,最后对稀土掺杂荧光材料的研究发展前景做出了展望。

介绍了磷化物制备工艺中磷源的种类,概述了不同磷化物材料在超级电容器中的研究进展,分析了材料结构和制备方法等因素对超级电容器性能的影响,并展望了磷化物电极材料未来的发展方向。

螺吡喃类光致变色化合物大多都是脂溶性的,水溶性螺吡喃化合物由于其性质特殊而更加引人注目。水溶性螺吡喃化合物可以通过在螺吡喃分子上引入亲水性基团、将螺吡喃结构引入水溶性高分子以及将乙烯基螺吡喃单体与水溶性单体共聚等方式来合成,综述了水溶性螺吡喃化合物的合成研究进展。

硅纳米管(SiNTs)作为一种具有独特一维中空结构的新兴材料,在锂电池、氢存储及纳米药物传输等众多领域具有广阔的应用前景,是目前极具吸引力的研究对象。简要叙述了SiNTs的理论结构、传统模板法(牺牲模板法)和无模板法结合单一或复合物理化学过程的合成策略,以及其他方法制备独特结构SiNTs阵列在现代材料中的优势。

综述了超高分子量聚乙烯冲击性能的改性研究成果,总结了使用填充改性法、原位增强法、共聚改性法、熔融接枝法等方法改善材料的力学性能,特别是抗冲击性能的研究进展。通过提升超高分子量聚乙烯的抗冲性能以及其他力学性能,扩宽了超高分子量聚乙烯在材料领域中的应用。

苯胺作为一种性能优异的导电聚合物,近年来被广泛应用于轻合金防腐领域,但由于聚苯胺的分子链骨架刚性较强,在常规的有机溶剂中溶解性较差,因此研究者们采用多种方式对聚苯胺进行改性以提高其应用性能,其中质子酸掺杂的聚苯胺改性方式以其独特的可逆脱掺杂机制引起了广泛关注。介绍了聚苯胺防腐机理以及酸掺杂机理,综述了近年来酸掺杂聚苯胺在镁、铝轻合金上的腐蚀防护研究进展,指出了酸掺杂聚苯胺中的酸根离子与聚苯胺对金属的协同缓蚀作用。

以有机硅改性环氧树脂,不仅使树脂具有优良的韧性、耐氧化性和热稳定性等性能,而且还会产生较好的经济效益,在众多领域表现出广阔的应用前景和巨大的开发价值。从物理共混改性和化学共聚改性两个方面介绍了有机硅改性环氧树脂的研究现状及改性机理;在此基础上对有机硅改性环氧树脂在裂纹修补领域的发展趋势进行了展望。

TiO₂是使用最为广泛的光催化材料。为提高光催化性能,对其进行半导体复合改性是有效的方法。SrTiO₃能带位置与TiO₂匹配,能有效抑制光生电子与空穴的复合,因此,SrTiO₃/TiO₂复合材料显示出良好的光催化性能。首先总结了国内外SrTiO₃/TiO₂复合材料常用的制备方法与光催化性能研究进展;在此基础上,综述了SrTiO₃/TiO₂复合材料的离子掺杂、贵金属修饰、半导体复合改性工艺。

金属有机框架(MOFs)具有一定的水稳定性、优异的孔隙率和丰富的表面官能团等优势被认为是水处理领域的潜在吸附剂材料之一。综述了近年来MOFs在吸附去除水环境中有机污染物和重金属离子的研究进展;讨论了材料制备及改性策略对提升MOFs吸附性能的影响;并分析了MOFs与吸附质分子(离子)之间的相互作用机理和应用性能。最后展望了MOFs吸附去除水环境中污染物的研究方向。

近20年来,金属有机骨架材料(MOFs)由于出色的性能被广泛应用于空气污染与水污染的防治,对污染物起到有效的控制。UiO-66及其衍生物由于其优异的稳定性以及可调节性被视为一种极具潜力的MOFs材料,通过选择有机配体、官能团、金属离子活化等方法设计孔径、官能度从而赋予UiO-66特殊的化学、物理性质以适应不同场景需求。简单介绍了UiO-66及其衍生物的的调控方法、合成技术及对于挥发性有机物(VOCs)、水污染的处理及其优缺点,并对UiO-66调控、合成的发展方向进行了展望。

利用水热法制备了碳球,以碳球为模板合成出NiO和Co₃O₄/NiO纳米球状负极材料,对其储锂性能进行对比分析。通过X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、热重(TG)、氮气等温吸脱附(BET)、蓝电测试系统及电化学工作站对两种材料分别进行表征和分析。结果显示,当电流密度为100mA/g时,Co₃O₄/NiO负极材料的首次放电比容量为1142mAh/g,循环100次后放电比容量仍稳定在770mAh/g,库伦效率接近100%。证明Co₃O₄/NiO电极材料具有良好的电化学性能,有望应用在锂离子电池负极材料中。

电磁屏蔽材料已成为减少电磁污染的重要途径,其中碳基复合材料是电磁屏蔽材料研究领域的重要方向。以石墨烯和聚苯胺为重要原料,通过原位聚合制备氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI)复合材料,并进行红外分析、X射线衍射分析、热重分析、导电性分析及电磁屏蔽性能分析等表征。结果表明:石墨烯被聚苯胺(PANI)包覆,GO/PANI复合材料的热稳定性和导电性均比还原氧化石墨烯(RGO)/PANI和PANI高,GO/PANI 6%的电磁屏蔽性能大于PANI,GO的加入提高了PANI的电磁屏蔽性能。

以黄磷炉渣为硅源,采用表面修饰法制备得到稀土配合物Eu(EDTA)^-掺杂的SiO₂荧光材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱(PL)等表征方式对产物结构、形貌以及发光性进行了表征。结果表明:所合成的SiO₂∶Eu³⁺荧光粉为无定型结构,可被近紫外光(395nm)有效激发,其发射主峰位于616nm处,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁。SiO₂∶Eu³⁺样品形貌为块状颗粒,清晰可见有大量小颗粒聚集在大颗粒的表面。

通过调整硅表面所修饰巯基的密度来控制吸附金种子的密度,利用种子周边相邻的材料控制其生长方向,直接在硅表面生长垂直金纳米棒自组装薄膜。用原子力显微镜对自组装薄膜的形貌进行表征,并检测薄膜对罗丹明R6G的表面增强拉曼光谱(SERS)效应。结果表明:垂直而有序的短棒在基底表面的自组装能够长期保持稳定,且序列越整齐其SERS效果越好。

为满足钢结构的防火要求,利用自制的含磷杂菲结构的二胺和二乙烯三胺共同固化环氧树脂乳液,制备了水性含磷环氧树脂涂料。继续添加纳米羟基草酸铝、空心陶瓷微珠、钛白粉等无机填料进行改性,通过含磷固化剂与无机填料协效阻燃环氧树脂乳液,涂料的耐火极限可达到69min,高于国家标准。所得涂料具有良好的理化性能,经耐水、耐酸碱、耐盐水、耐老化测试后,漆膜状态正常。无机填料赋予了涂料良好的隔热性能,最终涂料的隔热温差和太阳反射比分别为12.5℃和0.87。涂料制备工艺简单、施工便利、绿色环保,适用于装配式钢结构建筑的防火隔热。

为探究对位芳纶在高温条件下的降解性能与降解机理,采用高温对其进行焙烘,借助热重分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、乌氏黏度计、万能材料试验机等测试手段分析对位芳纶纤维热降解温度、分子结构与力学性能的变化情况。结果表明:350℃以下时,对位芳纶的分子结构、热学性能与力学性能保持相对稳定,超过350℃后,纤维分子结构随温度的增加逐渐出现裂解与交联,纤维的热学性能与力学性能则呈现下降趋势;超过450℃时,对位芳纶纤维的结晶度与取向度有一定程度下降,特性黏度与各方向晶面表观晶粒尺寸自温度上升有不同程度的增加,热降解符合二级反应动力学规律。

在碱性条件(pH=13)下,利用强氧化剂制备出具有两种价态的Ag_xO,并将其与氧化石墨烯(GO)共混形成Ag_xO/GO,以用作丁苯橡胶(SBR)的功能性填料。研究表明,Ag_xO/GO/SBR的I_corr值仅为2.2×10^-7A/cm²,小于SBR(1.0×10^-5A/cm²)和GO/SBR涂层(4.6×10^-7A/cm²),且电荷转移阻抗值增大,表现出良好的防腐性能。抑菌测试表明,Ag_xO/GO/SBR涂层对E.coli的抑菌率达到87.4%,这归因于Ag_xO中释放的Ag⁺和Ag³⁺具有高效抑菌性能。因此,Ag_xO/GO/SBR是一种具有防腐蚀及抑菌能力的多功能性涂层。

利用氢化钠和二甲基亚砜制成的二甲基亚硫酰钠溶液处理芳纶纤维(AF)表面酰胺键,使之产生活性位点,然后用烯丙基氯(AC)、三氯丙基三乙氧基硅烷(KH230)分别对钠离子化处理后的AF进行接枝,制备改性AF/炭黑(CB)/天然橡胶(NR)复合材料。研究结果表明,钠离子化的AF接枝AC后,改性AF表面氧元素含量减小,碳元素含量增大;而钠离子化的AF接枝KH230后,改性AF出现—C—Si—的伸缩振动吸收峰,且硅元素含量增大,表明两种单体均接枝成功。扫描电镜图片显示,改性AF表面粗糙度明显增加;XRD显示,钠离子化及接枝处理不影响AF晶体结构,但会降低结晶度。AC单体含有可直接参与橡胶硫化反应的CC键,可改善芳纶纤维与天然橡胶基体的界面相容性。与未改性AF/CB/NR相比,改性AF/NR复合材料拉伸强度与断裂伸长率分别提高了5.656%与26.438%。

采用静电纺丝法,以聚苯乙烯(PS)和聚丙烯腈(PAN)为溶质,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备了水接触角为152.5°的具有肩并肩结构的超疏水PS/PAN复合纳米纤维。通过扫描电子显微镜和光学接触角测量仪研究了PS/PAN质量配比、注射速度对复合纳米纤维直径、形貌特征、疏水性及疏水稳定性的影响。结果表明:当PS质量分数占PS/PAN质量分数70%、注射速度为1mL/h时,复合纳米纤维具有较好的疏水稳定性和超疏水性,纤维直径最小,具有明显的肩并肩结构;纤维直径、表面粗糙度和PS含量是影响疏水性的关键因素;PS含量的增加有助于提高复合纳米纤维的疏水稳定性。

采用静电纺丝法以低分子量聚乙烯吡咯烷酮(PVP,K30)为聚合物增稠剂制备出Co₃O₄前驱体纤维,采用扫描电子显微镜对影响前驱体形貌的因素做了探究,并将煅烧产物Co₃O₄制备成扣式电池检测其电化学性能。结果表明:当采用无水乙醇+去离子水为溶剂,PVP为聚合物增稠剂,湿度为50%时,可达到良好的纺丝效果,并能制备出光滑、均匀、直径仅为315nm的纤维。将煅烧后的纤维用作锂离子电池负极时,首次放电比容量为843mAh/g,100次循环后其放电比容量为252mAh/g,并且在不同的电流密度下具有良好的倍率性能。

将人发经水解后提取的还原型人发角蛋白粉添加至聚氧化乙烯/聚乙烯醇(PEO/PVA)溶液中,采用静电纺丝技术制备了人发角蛋白/PEO二元复合纳米纤维膜和人发角蛋白/PEO/PVA三元复合纳米纤维膜。通过比较不同的复合纳米纤维膜对活性黑KN-B的吸附动力学和吸附热力学,考察了膜对活性黑KN-B的吸附性能。结果表明,复合纳米纤维膜对活性黑KN-B的吸附符合Langmuir吸附模型,具有较小纤维直径的人发角蛋白/PEO/PVA三元复合纳米纤维膜最大吸附量达到132.01mg/g。因此,在处理染色废水和印花废水方面具有良好的应用前景。

以热力学计算和差热分析(DTA)实验测试相结合的方法确定了月桂酸(LA)和棕榈酸(PA)的二元系低共熔物组成和相变温度;以焦粉为载体材料,制备了LA-PA/焦粉复合相变储能材料(LA-PA/焦粉CPCM)。用红外(FT-IR)、DTA、导热系数测定和储/放热循环实验测试研究了CPCM的结构和储热性能。结果表明:LA-PA低共熔物与焦粉具有良好的化学相容性;CPCM的相变温度为35.4℃,相变焓为105.6J/g;CPCM的导热性能[0.411W/(m·k)]相较于LA-PA[0.210W/(m·k)]提高了95.7%;经过800次的储/放热循环后,CPCM的相变温度和相变焓变化都不大,表现出较好的储热稳定性,具有实际应用价值。

以4-羟基偶氮吡啶、多聚甲醛和糠胺为原料,采用溶剂法合成了偶氮吡啶苯并口恶嗪单体。通过红外光谱仪和紫外分光光度计对单体结构和光活性进行表征测试。采用原位红外光谱仪和非等温示差扫描量热仪分析单体的固化行为。结果表明,单体中的偶氮基团存在顺反异构化现象,单体固化起始温度、恒温固化温度和后处理温度分别为175℃、185℃和217℃。

采用CCF800H碳纤维和AC631双马树脂,制备了2种规格的预浸料及其复合材料,结合碳纤维微观形貌、起毛量及复合材料90°拉伸断面形貌等分析结果,对2种规格复合材料的性能进行了对比研究。结果表明:预浸料纤维面密度为133g/m²、树脂质量分数为33%的AC631/CCF800H复合材料(样品2)力学性能整体优于预浸料纤维面密度为145g/m²、树脂质量分数为35%的复合材料(样品1),样品2的0°拉伸强度比样品1高7.03%,层间剪切强度比样品1高9.09%,冲击后压缩强度比样品1高5.98%;样品2的树脂富集区较少,树脂分布更均匀,有效提高了复合材料的力学性能。

采用氢氟酸(HF)侵蚀钛碳化铝(Ti₃AlC₂)的方法制备了碳化钛(Ti₃C₂)催化剂,对其进行表面基团碱化后,作为光催化还原二氧化碳(CO₂)的阴极催化剂。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其表面进行表征。在以二氧化钛纳米管(TiO₂-NTs)为光阳极的光催化燃料电池中进行CO₂还原性测试。测试发现,经表面碱化的Ti₃C₂催化剂的CO₂还原性能明显提高,但由于大量H⁺的存在导致循环稳定性较差。通过引入氟基疏水层来增强操作稳定性,该疏水层使得催化剂与水溶液的接触减少,抑制H⁺对表面碱性基团的破坏,使系统能够高效稳定运行。

选取表面活性剂KH560、KH550、F127和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米硅颗粒进行表面改性,通过考察Si在溶剂二甲基亚砜(DMSO)中粒径大小和Zeta电位的变化、Si/聚丙烯腈/DMSO(Si/PAN/DMSO)共混聚合液中Si的团聚情况,研究了表面活性剂对Si在DMSO溶剂中和PAN/DMSO聚合液中分散稳定性的影响,揭示了表面活性剂稳定分散纳米Si的机理。结果表明:4种表面活性剂均可在一定程度上提高Si在溶剂DMSO和DMSO/PAN聚合液中的分散稳定性,其中,F127的空间位阻最大,分散稳定效果最好,能够满足聚合液脱泡12—24h的工艺要求。

采用沉淀聚合法,以Cr(Ⅵ)为模板离子,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,对功能单体及交联剂的用量、致孔溶剂的种类及用量等实验条件进行了优化,分别制备了17种Cr(Ⅵ)印迹聚合物[Cr(Ⅵ)-IIPs]及相应的非印迹聚合物(NIPs)。结果表明,与非印迹聚合物相比,最优条件下制备的铬离子印迹聚合物Cr(Ⅵ)-IIP₁₆对Cr(Ⅵ)的吸附容量为80.59μmol/g,印迹因子为2.13。结合等温吸附和动力学吸附实验对其进行吸附性能研究;用扫描电镜(SEM)和氮气吸附/脱附(BET)对Cr(Ⅵ)-IIP₁₆及相应的非印迹聚合物(NIP₁₆)进行了结构表征;在竞争离子存在下,结合电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析了Cr(Ⅵ)-IIP₁₆的吸附性能及吸附选择性。研究结果表明,Cr(Ⅵ)-IIP₁₆对Cr(Ⅵ)具有较好的选择识别能力和较高的吸附容量,有望用于实际样品中Cr(Ⅵ)的分离去除。

利用卤胺载体氯化三甲基铵乙酰肼(GT)与三聚氯氰(CYCH)间的亲核反应,制得二氯三嗪类卤胺抗菌前驱体2,4-二氯-6-(乙酰氨基-胺基)三甲基氯化铵-1,3,5三嗪(DTCT)。经低温活性染料染色工艺将DTCT接枝到棉织物上,氯化得到了新型抗菌棉织物(Cotton/DTCT-Cl)。通过红外光谱、扫描电镜验证了抗菌棉织物的成功制备。研究了整理前后棉织物的断裂强力及氯化后织物的抗菌效果。综合各项测试发现,此方法在保证高效抗菌的同时较好地保留了织物的力学性能。

以玉米芯为生物原料、ZnCl₂/KCl熔盐为介质,采用熔盐热裂解法制备活性炭。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),N₂吸附-脱附等手段对不同裂解温度下所制得的玉米芯活性炭进行了结构和形貌表征,并研究了活性炭在不同溶液温度条件下对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能。结果表明:玉米芯活性炭呈现为多孔隙结构,裂解温度为650℃时制得的活性炭比表面积最大,为605.2m²/g。玉米芯活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附量以及去除率随着溶液温度的升高而增加。在323K条件下,当铅离子的初始浓度为5mg/L时,铅离子去除率可以达到98.72%。吸附过程更适合用Freundlich等温模型来描述,吸附为非均匀吸附。可为废弃生物质在环境保护中的应用提供借鉴思路。

以染料废水中亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,考察了可见光活化过二硫酸盐(PDS)体系中PDS浓度、溶液pH、MB初始质量浓度等因素对MB溶液降解性能的影响,并分析了该体系中主要的反应活性物种。结果表明:在酸性条件下,可见光活化PDS体系去除MB的效果较好,且提高PDS浓度有助于MB的降解;硫酸根自由基(·SO^-₄)是MB降解反应的主要活性自由基,而羟基自由基(·OH)对去除MB的影响较小。可见光活化PDS作为一种新型高级氧化技术对染料废水中有机污染物的降解效果显著。

以竹笋壳为吸附剂,碱性湖蓝BB(MBB)及碱性艳蓝R(BBR)为吸附质,考察了竹笋壳对碱性染料吸附过程的动力学和热力学行为,以及吸附剂投加量、吸附剂粒径、染料初始浓度、吸附时间、温度、离子强度和水体pH等多种因素对吸附性能的影响,并结合SEM和FT-IR光谱分析,初步探讨了竹笋壳对染料的吸附机制。结果表明,25℃下,2.0g/L 140目竹笋壳在中性条件下处理350mg/L碱性染料溶液时,吸附平衡时间为60min,MBB和BBR的吸附量分别为174.4mg/g和148.9mg/g。竹笋壳对碱性染料的吸附行为符合Langmuir等温吸附方程,热力学参数ΔH、ΔG和ΔS均为负值,说明该吸附过程可自发进行,低温利于吸附。动力学数据分别用准一级吸附动力学方程、准二级吸附动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,表明该吸附过程符合拟二级动力学模型(R²=0.999),吸附过程主要由化学吸附控制,主要分为表面吸附和内扩散吸附两个阶段。

采用化学共沉淀法将四氧化三铁和磷酸活化过的黑藻生物炭复合,制备磁性黑藻生物炭复合材料,并将其应用于水体中Cu²⁺的吸附研究。探究了吸附剂添加量、吸附时间、溶液pH、Cu²⁺的初始浓度以及温度对复合材料吸附性能的影响,对比了该材料与商业活性炭对Cu²⁺的吸附能力。结果表明,磁性黑藻生物炭复合材料吸附Cu²⁺的较优条件为:吸附剂的添加量为0.1g,吸附时间为30min,pH为6,温度为30℃,Cu²⁺初始浓度为50mg/L。最佳工艺条件下吸附率为97.12%,吸附量为24.28mg/g,是等量商业活性炭的2.52倍。该磁性复合材料制备工艺简单,吸附迅速,回收方便,对水体中的Cu²⁺显示了高效的吸附性能,可为水体重金属污染治理提供理论参考。

研究了羟基磷灰石改性柚子皮(HPP)的制备及其对Cu²⁺的吸附性能,考察了反应时间、吸附剂用量、溶液离子强度、反应温度和pH对吸附效果的影响。结果表明,当Cu²⁺初始浓度为30μg/mg,溶液pH为6,吸附剂投加量为0.3g,吸附时间为200min,反应温度为25℃时,HPP吸附剂对模拟废水中Cu²⁺的吸附效果最好,吸附量可达48.8mg/g;而在更高浓度下,采用羟基磷灰石改性可使得柚子皮对Cu²⁺的吸附量从89.9mg/g提高到109.6mg/g。HPP的等温吸附规律用Freundlich模式可较好地描述,吸附性能良好,并且其吸附动力学规律较符合准二级动力学模型。

稀土离子掺杂YVO₄发光材料是一种性能优异的发光材料,受到人们的广泛研究。对稀土离子掺杂YVO₄发光材料做了全面的综述。介绍了稀土离子掺杂YVO₄发光材料的主要制备方法。重点综述了稀土离子掺杂YVO₄发光材料的发光特性及其在太阳能电池、手印显现、物质定量分析、生物成像和发光二极管器件等方面的应用。

人类对于木材的使用已有数千年历史,木质材料仍然是建筑材料中的一种重要组成部分。通常使用涂料对木构件进行保护处理。纳米材料的发展使木材涂料性能得到了进一步的拓展。纳米氧化物的加入,在不改变木材纹理和材色的前提下,增强了木材对紫外线的抵抗能力,使木材漆膜具有更高的抗划伤和磨损能力。同时,纳米材料引入漆膜中赋予木材更高的附加值和更广阔的应用场景。综述了近年来纳米材料在木器漆膜中应用的研究进展,包括纳米填料对木材抗紫外性能的影响;纳米填料对木材漆膜硬度、吸湿性及其他性能的影响;木材表面纳米材料的不同形态。

以Ce(NH₄)₂(NO₂)₆为原料,H₂BDC为配体,采用热熔剂法合成了金属有机框架材料Ce-MOF。利用电镜、X射线衍射、热重、红外光谱以及X射线光电子能谱等技术对Ce-MOF的形貌、结构和化学性质等进行分析研究,并探索其对神经毒剂模拟剂甲基对氧磷(DMNP)的催化降解效果。结果表明:Ce-MOF具有良好的化学稳定性和热稳定性,并具有优良催化性能,可以快速降解DMNP。研究揭示了Ce-MOF是一种新型的水解去除神经性毒剂模拟物的活性物质,对催化降解和清除神经性毒剂具有巨大潜力。

综述了光固化技术的概念、特点及应用领域。基于光固化技术的树脂具有排放对环境无污染、能耗较低、不易燃、高使用安全性等优点,受到研究者广泛的关注。介绍了水性UV不饱和聚酯树脂、水性UV聚氨酯丙烯酸酯及水性UV聚丙烯酸酯的概念及研究进展,在此基础上展望了水性光固化树脂的发展前景。

我国道路的发展对路面性能和路面材料提出了更高的要求,普通道路沥青材料无法满足高等级路面的需要,必须通过改性来提高其路用性能。新型的聚氨酯高分子材料具有耐磨、耐低温、耐老化等优秀性能,同时具有优异的结构优势。将聚氨酯代替目前市场上常用的聚合物改性剂来对沥青进行改性近年来得到了部分学者的关注,但尚处于初步探索阶段。从制备工艺、改性机理、与其他材料的复合改性和路用性能评价几个方面归纳了聚氨酯作为一种新型沥青改性材料的研究进展,最后指出当前聚氨酯改性沥青存在的问题,并对未来的发展趋势进行了展望。

简要介绍了几种自然界动植物的仿生手段,分别从改变材料物理结构、化学组成,以及通过不同尺寸的材料之间优化组合的角度,概述了近年来一些摩擦材料的研究进展。这些性能优异的材料有望用于各种先进领域,包括生物医药和石油化工等。

SiO₂气凝胶力学性能差、导热系数在高温条件下上升迅速的缺陷限制了其替代传统保温材料的发展进程。通过纤维复合的方式制备的纤维增强型复合材料有效地改善了SiO₂气凝胶的力学和保温隔热性能,拓宽了其应用范围,是目前的研究热点之一。针对现有的研究成果,介绍了以短切纤维为增强相制备SiO₂气凝胶复合材料的工艺流程和纤维增强机理,综述了不同类型短切纤维改善SiO₂气凝胶力学和保温性能的研究进展,并对未来主要发展方向进行了展望。

玻璃纤维凭借纺织加工技术的完善与改进,在航天航空、交通、建筑等领域都有广泛应用。粘结剂作为玻璃纤维成型过程中必不可少的组成,对玻璃纤维产品的性能有很大影响。综述了粘结剂对玻璃纤维的作用机理,以及酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂四种常用玻璃纤维粘结剂的发展现状,并对玻璃纤维粘结剂的发展趋势做了展望。

纳米材料用作模拟酶材料(简称纳米酶)是当前的热点之一,因为纳米酶可以克服天然酶固有的缺点,而且纳米酶容易制备和保存,适用条件广,相对于天然生物酶来说,纳米酶更有优势。此外,由于各种类酶纳米材料的组成、形态和尺寸的不同,它们在传感器的构建过程中起着不同的作用,在生物分子检测、环境监测、医药、食品检测等领域得到了广泛的关注。综述了具有类酶特性的纳米材料的合成、性质以及它们在传感应用等方面的研究进展,为具有类酶特性的纳米材料和传感器的发展以及纳米酶在传感器中的应用提供借鉴。

系统介绍了环氧树脂的水性技术,对环氧树脂水性化方法进行分类,详细阐述了机械法、相反转法、自乳化法和固化剂改性法等水性化方法的原理和特征,并对不同水性化技术的研究进展进行了介绍。最后,对环氧树脂水性化技术的发展趋势进行展望。

层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类近年来发展迅速的阴离子型黏土,由于具有酸碱性、热稳定性、主体层板可调变性和层间客体阴离子可交换性等独特的特点,得到环保、医药、离子交换、材料阻燃等领域有关学者的高度关注,其中利用LDHs的插层技术研发或制备新型结构和功能材料的研究呈快速增长的态势,并已成为LDH研究的热点。从NO^-₃、SiO^2-₃、BO^3-₃、H₂PO^-₄等无机阴离子插层技术,以及脂肪族羧酸根阴离子、芳香族羧酸根阴离子、有机磷酸酯阴离子、十二烷基磺酸根阴离子等有机阴离子插层技术两方面,系统阐述了LDHs的层间阴离子插层技术的国内外研究现状,并展望了LDHs的层间阴离子插层技术在塑料阻燃和生物质材料阻燃领域的应用前景。

综述了生物质内在碱金属的催化及动力学机理研究。内在碱金属(K、Na)在生物质的赋存形态不仅对其热解或气化反应中的催化特性有显著影响,而且在相同的热解或气化条件下不同形态的K、Na会呈现迥然不同的演化行为。内在碱金属影响了生物质气化产气、焦油成分分布规律及特性,并对生物质气化反应的改善效果与焦油分解具有促进作用。充分发挥内在碱金属催化特性,为高效廉价催化剂的开发,以及生物质的高效清洁利用具有重要意义。

黏土矿物是一类储量丰富、价格低廉的天然硅酸盐矿物,具有热稳定性高、机械性能好和化学性能稳定等优点,因此可作为无机填料制备复合固态电解质,提升电池性能。介绍了黏土矿物填料提升电解质性能的机理,综述了蒙脱石、埃洛石、凹凸棒石和海泡石在复合固态电解质中的研究进展,并指出了当前研究存在的主要问题。

近年来自清洁涂料在汽车、建筑以及新能源等领域具有广阔的应用前景。对自清洁涂料的制备方法、工艺技术改进、工作原理、性能表征和研究进展进行了系统总结。最后,对该研究领域中当前遇到的挑战和未来方向进行展望。

电化学阻抗谱(EIS)技术在腐蚀与防护领域的研究越来越受关注。综述了EIS的等效电路原理及其在金属腐蚀、涂层防腐、建筑腐蚀和微生物腐蚀等研究领域的应用现状,最后对EIS技术的发展趋势进行展望。

金属有机框架材料(MOFs)具有较高的比表面积、较高的孔隙率、结构可调和可功能化的特点。近年来,金属有机骨架(MOF)复合材料作为新型功能材料发展迅速,基于MOFs的复合材料在催化降解水中有机污染物的应用成为了一个重要的研究方向。将对苯二甲酸和2-甲基咪唑加入到N,N-二甲基甲酰胺和甲醇的混合溶液中,再将Zn(NO₃)₂·6H₂O加入到上述混合溶液中,在150℃下反应合成双配体Zn-MOF,采用硼氢化钠还原将Pd负载在双配体Zn-MOF上,得到均匀分散的Pd@Zn-MOF。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段,对Pd@Zn-MOF材料样品的形貌、结构、组成进行了表征。以亚甲基蓝与硼氢化钠的还原反应为模型,采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)来观察Pd@Zn-MOF的催化降解性能。

吸附法是废水处理工艺中常用的方法。矿物类吸附剂和工业废渣类吸附剂因来源广、价格低、比表面积大、孔隙率高等优点而成为吸附剂的研究热点。重点介绍了这两类吸附剂的特点以及改性后吸附剂的变化和除磷效果,展望了改性吸附剂废水除磷未来的研究方向。