由于工业对油水分离、防污等应用需求,特殊润湿材料越来越得到研究人员的重视。介绍了超润湿材料基本作用原理,综述了近期超亲水/超疏油材料和智能表面材料的构建策略,以及在油水分离领域应用的研究进展,重点介绍了水热法、刻蚀法、自组装技术、涂敷法、冷冻干燥法和沉积法等构建功能性表面微纳米结构的方法,并且讨论了不同方法的优缺点及应用前景。

苯并噁嗪作为一种新型热固性树脂,具有原料来源丰富、分子设计灵活、模量高、强度大和制件收缩率低等特点。随着应用领域对材料高性能和功能性需求日益增大,传统苯并噁嗪树脂已难以满足需求,苯并噁嗪树脂精细化设计与功能化研究已成为重要研究方向之一,具有重要的理论意义和实际应用价值。重点阐述了近年来苯并噁嗪树脂在耐热性、阻燃性、介电性等方面的改性研究进展,提出了改性中存在的主要问题,展望了苯并噁嗪树脂功能化研究的发展前景。

水性聚氨酯/丙烯酸树脂(WPUA)的挥发性有机化合物(VOCs)含量低,耐水性、耐溶剂性、机械性能优秀,已经成为水性涂料的研究热点。对WPUA的主要组成及合成技术等进行了综述,同时阐述了不同合成方式的优缺点,以及未来的研究发展趋势。

具有纳米厚度的二维材料是开发高性能分离膜的新兴材料。二维材料膜具有独特的纳米孔或纳米通道,在有机溶剂纳滤(OSN)领域引起了人们的广泛关注。综述了在二维材料OSN膜(纳米片膜和层状膜)方面取得的最新研究进展,重点研究了二维材料膜的结构特征、分离性能及在OSN领域的应用,最后对二维材料OSN膜研究的发展方向提出了展望。

非溶剂-热致相分离(N-TIPS)法作为一种结合了热致相分离(TIPS)和非溶剂致相分离(NIPS)过程各自优势的聚合物多孔膜制备方法,其制备出的膜具有机械性能优良、孔隙率高等特点,近年来得到了研究者们的重点关注。从N-TIPS方法的提出出发,阐述了N-TIPS法制备聚合物多孔膜的基本原理,综述了近年来N-TIPS法制备不同聚合物多孔膜的研究进展,最后探讨了N-TIPS法面临的挑战,并对其未来应用和发展方向进行了展望。

有机溶剂纳滤(OSN)在工业生产中作用突出,对于具有溶剂稳定性的聚酰亚胺(PI)纳滤膜的研究备受关注。对非溶剂致相分离法(NIPS)制备PI基膜,以PI基膜制备不同结构类型的OSN膜:具有致密皮层整体非对称型膜(ISA)、薄层复合膜(TFC)和混合基质膜(MMMs)进行概述,分别讨论了膜制备过程、成膜机理以及成膜参数对其结构和性能的影响。对于目前商品化的PI基OSN膜在石油化工行业、制药行业、食品加工等领域的应用进行分析,旨在为OSN膜在商用领域的推广提供应用支持。

TiO₂因抑菌效果好、热稳定性高等优点被广泛应用于光催化抑菌领域,对TiO₂进行修饰改性或与其他材料进行复合,可以使其具有更好的抑菌活性。针对国内外最新研究情况,综述了TiO₂基复合材料光催化抑菌功能机理及研究的最新进展。

环氧塑封材料是半导体产品封装用的主要材料。简要介绍了环氧塑封材料的生产技术,综述了全球环氧塑封材料主要生产企业、供求现状及预测,从供应、进出口、需求和供需平衡等4个方面分析了国内环氧塑封材料供需现状和未来趋势,并给出了未来发展建议。

近红外Ag₂Se量子点作为一种新型的二元含银量子点,具有低毒性、尺寸小、良好的近红外光学特性和生物相容性等优势,对其的相关研究也越来越多。主要对Ag₂Se量子点的合成方法和应用方面的研究进行总结归纳,并对其研究方向进行展望。

水热碳化是一种绿色环保、工艺简单的碳材料合成技术,可将生物质原料有效转化为碳材料,实现生物质高效利用。生物质水热碳性能优越,其堆积密度高、含氧官能团丰富、热稳定性和导热导电性优良,在吸附材料、储能材料、催化剂等领域有潜在的应用价值。综述了生物质的水热碳化过程,重点归纳总结原料类型、反应程度、添加剂等因素对水热碳结构和化学特性的影响。根据水热碳的应用需求,总结了常见及具有发展前景的改性方法,以期丰富、拓展生物质水热碳的功能化应用。

黏土矿物具有孔隙结构突出,吸附性能和导热性能良好等特性,将其作为相变材料的载体能够有效抑制相变材料的相变泄露,改善相变材料的热物性,拓宽相变材料的应用领域。然而,原始黏土矿物对相变材料的吸附能力仍较弱,形成的黏土矿物基定形复合相变材料的储热性能还有待提高。综述了改性黏土矿物基定形复合相变材料储热性能的研究进展,展望了黏土矿物基定形复合相变材料储热性能的发展前景。

氢气作为一种理想清洁能源,是目前新能源的研究热点之一。电解水制氢是最具潜力的清洁制氢技术,但大规模的淡水电解将会加剧水资源匮乏问题,因而研究用于电解海水制氢的析氧反应/析氢反应(OER/HER)催化剂对未来能源利用有着巨大的影响。指出了氯离子在电解海水制氢过程中带来的各种问题,并介绍了电解海水制氢技术的发展过程以及所用OER/HER催化剂的研究进展,最后对其今后的研究方向进行了展望。

电容去离子技术(CDI)是一种利用两电极之间的电压进行海水淡化的新技术。沸石咪唑盐骨架(ZIFs)作为一种含氮金属有机框架,其衍生的碳材料是一种新型CDI电极材料,但存在单孔结构、孔利用率低和电导率低的缺点,因此如何扩展孔结构、提高电导率成为了研究热点。针对提高ZIFs衍生碳材料电容去离子性能的方法进行了综述,重点介绍了孔结构调控、杂原子掺杂、纳米化复合和双金属/双配体构筑,并对ZIFs衍生碳作为CDI电极材料存在的不足及未来研究方向进行了总结。

与合成纤维增强复合材料相比,植物纤维复合材料具有价格低、可再生、可生物降解等优点,但其力学性能相对较低,限制了植物纤维复合材料被广泛应用的范围。综述了近年来国内外通过植物纤维表面预处理方法来改善复合材料机械性能的研究进展,重点介绍了物理、化学、生物以及组合法处理等改性方法,进而改善了植物纤维的反应活性、提高其与聚合物基体材料的界面兼容性及复合材料的综合功能作用。并总结了改性天然植物纤维对复合材料性能的影响及研发进展,展望了植物纤维高性能化的绿色发展方向,以期为今后植物纤维增强复合材料的发展提供思路和参考。

相比于传统常规刺激响应型材料,以纤维素及其衍生物为原料的刺激响应型高分子材料在经济发展和环境友好等方面具有较大优势。根据外界刺激源的分类,对不同响应型纤维素基材料的制备方法进行了综述,介绍了pH敏感、温度敏感、光敏感和磁敏感等纤维素基高分子材料;结合近10来年纤维素基高分子材料的发展状况对其在多种领域的应用进行总结,并展望了未来的发展趋势。

二氧化锡是一种金属氧化物半导体材料,具有良好的电学、光学和化学稳定性能,将其与其他导电材料复合形成复合材料,可以发挥不同材料之间的协同作用,从而使复合材料具有优异的电化学性能和光催化性能,在锂离子电池、光催化材料等领域具有广阔的应用前景。综述了二氧化锡/碳二元或多元纳米复合材料的水热合成方法及其电化学性能、光催化性能研究进展,并展望了二氧化锡/碳纳米复合材料未来的发展前景。

首先探讨了静电纺丝聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的最佳纺丝工艺条件,随后利用多巴胺(DA)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性(PDA-MWCNTs)。并以最佳静电纺丝条件下制备的PAN纳米纤维膜为基体,通过超声吸附-浸渍的方法制备出PDA-MWCNTs@PAN纳米纤维复合材料。考察了纺丝电压和纺丝距离对PAN纳米纤维膜形貌的影响,着重探讨了PDA-MWCNTs@PAN纳米纤维复合材料的形貌、热稳定性及吸附性能。研究结果表明,纺丝距离和纺丝电压分别为15cm和18kV为最佳工艺条件;在MWCNTs表面包覆一层PDA(PDA-MWCNTs),并且PDA-MWCNTs能够较好地吸附于PAN纳米纤维膜表面;PDA-MWCNTs@PAN复合纳米纤维膜的质量损失速率较纯PAN膜变慢;PDA-MWCNTs@PAN复合纳米纤维膜的吸附性能随着MWCNTs含量的增加而增大。

聚乳酸(PLA)作为可降解材料受到广泛关注,但其力学性能仍不能全面满足实际应用需求。纳米材料复合促进结晶度提高是实现高分子材料高性能化的重要途径,而纳米填料的均匀分散和良好相容是其关键因素。采用固相力化学方法实现了碳纳米管(CNTs)在PLA基体中反应接枝及均匀分散,提高了PLA/CNTs复合材料的结晶度,为PLA基复合材料高性能化提供了新路径。

利用二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯通过预聚体法合成了一种功能性聚脲弹性体材料,并对其进行了γ射线辐照,研究了辐照前后试件的微观结构形态以及准静态和动态力学性能变化规律,红外光谱结果表明,合成了合格的聚脲分子结构,且辐照后该聚脲没有新的基团出现或消失。观察辐照后试件的表观形态发现,随着累积剂量的增加,试件颜色由淡黄色变为暗红色,且外侧面处颜色变化更为显著。与未辐照试件的性能相比,辐照累积剂量在60～150KGy的聚脲性能有显著提升;且聚脲在不同应变率下表现出由橡胶态向玻璃态转变的力学特征,表明合成的聚脲弹性体有良好的耐冲击和耐γ射线辐照性能。

采用静电纺丝技术制备了嵌入沸石咪唑骨架材料-8(ZIF-8)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)多孔纤维,进一步研究ZIF-8与PVP的用量配比对ZIF-8/PVP纳米纤维膜苯吸附性能的影响。结果表明:在ZIF-8与PVP质量比为1.3条件下合成的复合纳米纤维具有良好的苯吸附性能,吸附容量从380mg/g提升到580mg/g,这主要是由于多孔PVP和ZIF-8构成的多级结构的协同效应所致。

金属-有机框架材料(MOFs)材料具有大的比表面积,高的孔隙率,易于调变的孔道尺寸和表面化学环境,展现出巨大的应用前景。然而常用的晶化釜溶剂热法产率低、能耗高,难以实现工业化大批量生产。采用常压开放体系,在动态条件下实现了MOF-808的高效合成。详细考察了不同合成温度及合成时间的影响,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、N₂-吸脱附及热重等手段对样品的结晶度、形貌、孔道结构及稳定性进行表征。结果表明:在130℃,5h的条件下即可合成得到尺度均一、结构规整的高结晶度MOF-808。得到的MOFs材料具有超过1000m²/g的比表面积和超过0.50cm³/g的孔体积,且具有高的热稳定性。该方法突破了晶化釜产量的限制,大大缩短了MOF材料的合成时间,提高了合成速率。

提出了一种纤维复合改性方法来提高芳纶纤维与复合材料基体间的界面强度。首先用环境友好的热氧化法预处理芳纶纤维,有效地去除纤维表面杂质与涂覆层,同时活化纤维表面基团;然后使用氯化锂(LiCl)水醇溶液对芳纶纤维表面进行络合处理。对处理后的芳纶纤维表面的化学组成、微观形貌、单丝拉伸强度及芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料的力学性能和动态机械性能进行了测试分析。结果表明:芳纶纤维经过复合的表面改性后,结晶度降低,表面粗糙度增大,表面被活化,其与橡胶基体的界面粘结性能得到改善。

大麻纤维(HF)质轻价廉,具有生物可降解性,有助于绿色环保型材料的发展,分别通过硅烷偶联剂(KH550和KH570)、胶乳浸渍、多巴胺(PDA)等材料对HF进行改性,制备HF/SBR复合材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)等表征方式验证HF的改性效果,发现改性后力学性能增强,拉伸强度从仅用碱处理时的17.51MPa分别增加到22.63、20.73、24.25、20.59MPa。其中胶乳浸渍改性力学性能提升最显著,拉伸强度提高38%、断裂伸长率提高71%、撕裂强度提高22%,压缩疲劳温升分别降低18.7%、20%、25.8%、29.5%。

利用蔗糖水溶液经水热反应制备了尺寸约800nm的含碳微球模板,通过含碳微球模板的吸附作用在其表面吸附了Zn²⁺前驱体,随后在烧结过程中通过控制升温速度为2℃/min制备了ZnO核壳空心微球(CSHMS)。根据扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、红外光谱(FT-IR)等手段分析了ZnO核壳空心微球的结构、组成和形成原理。进一步考察了ZnO核壳空心微球在CdSe/CdS量子点敏化太阳能电池(QDSSC)应用中对光伏性能的影响。结果表明:与ZnO空心微球对比,ZnO核壳空心微球使短路电流J_sc从5.03mA/cm²提高到8.47mA/cm²,电池效率达到2.10%,提高了近1倍。光电转化效率(IPCE)及其积分J_sc分析表明ZnO核壳空心微球利用核壳结构能够从量子点吸附和光路传输两个方面大幅提高光捕获效率,促进J_sc的提高,进而提高QDSSC的光伏性能。

通过端环氧有机硅树脂(IOTA105-1000)与聚乙二醇(PEG-6000)反应得到端环氧聚醚有机硅,将端环氧聚醚有机硅与水性环氧乳化剂复配作为乳化剂,制备了新型有机硅改性环氧树脂乳液。采用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对端环氧聚醚有机硅的结构进行表征并测试了有机硅改性环氧树脂乳液的稳定性。结果表明,端环氧聚醚有机硅添加量为20%(质量分数)时,改性环氧树脂乳液仍保持稳定,平均粒径为214nm。

设计合理的发光层主客体掺杂结构是获得高效率磷光白色有机发光器件(WOLEDs)的必要条件。将橙色磷光染料PO-01和蓝色磷光染料FIrPic分别掺入空穴传输材料mCP和电子传输材料TmPyPB中,制备了低效率滚降、发光颜色稳定的双发光层结构暖白光器件。通过器件结构的优化设计,促进了载流子注入平衡,使激子分布在较宽区域,呈现较低的发光效率滚降。器件的最大电流效率为17.8cd/A,当发光亮度为1000cd/m²时,电流效率滚降仅为5.6%。当发光亮度从22.4cd/m²增至7293cd/m²,相应的发光色坐标从(0.406,0.464)变化至(0.405,0.458),变化量ΔCIE仅为(0.005,0.004)。

以无水柠檬酸为碳源,以三羟甲基氨基甲烷(Tris)为氮源,采用一步水热法制备高荧光量子产率掺氮碳量子点(N-CQDs)。在单因素实验的基础上通过研究反应温度、反应时间和Tris质量及其交互作用对荧光量子产率(QY)的影响。利用透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光(UV-Vis)等分析手段对所制备的N-CQDs的形貌、表面官能团、荧光特征进行分析。结果表明:高荧光量子产率N-CQDs的最佳制备工艺条件为反应温度160℃,反应时间5h,Tris质量0.6g,获得的N-CQDs荧光量子产率达73.51%。N-CQDs直径分布约在5～25nm范围内,在365nm紫外光照射下发出蓝紫色荧光,表面含有大量含氮及含氧官能团(如—NH、CO、C—O等)。

通过物理混合的方法制备了不同百分比含量的三氨基三硝基苯/高氯酸铵(TATB/AP)混合体系。使用差示扫描量热仪(DSC)测量了各混合体系的热分解过程,并计算出相应的热动力学参数,评估了TATB/AP混合体系的热分解性能。结果表明:在TATB中加入AP后,混合体系的分解峰温降低,热释放量增加,且体系的反应活化能升高。当AP含量为30%时,体系的热分解峰温相较于TATB降低43.1℃,热释放量增加了1310J/g,热分解性能提高。反应活化能增加38.6kJ/mol,热安定性增强。

为了降低熔喷无纺布的生产成本,以聚丙烯(PP)为基料,采用降解母粒降解法制备熔喷PP专用料。研究了不同降解剂[2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷(DBPH)、过氧化二异丙苯DCP和过氧化苯甲酰(BPO)]对PP专用料性能的影响。结果表明:降解剂DBPH对PP树脂的降解效果最佳,当DBPH降解母粒含量为10%时,材料的流动性能最好,相对分子量最小,分子量分布最窄,热学性能也较好。采用化学降解法可以制备熔喷无纺布PP专用料。

高性能聚丙烯腈(PAN)碳纤维原丝中二甲基亚砜(DMSO)溶剂含量是产品质量控制的重要指标,沸水状态下提取可能造成DMSO分解,影响纤维中残留DMSO含量准确测定。采用液相色谱质谱联用研究了DMSO在100℃的热分解反应,发现有二甲基二硫醚或二甲基砜产生,表明沸水不适合作为PAN纤维中DMSO的提取剂;采用紫外分光光度计研究了DMSO在不同有机溶剂中的紫外吸收,其在环己烷、丙酮和乙醇的紫外吸收灵敏性依次降低,但比水更灵敏;湿法纺丝工艺制备了PAN水洗纤维,采用动态接触角测定仪研究了不同有机溶剂与PAN水洗纤维的接触角,发现溶剂与PAN纤维接触角大小与溶剂极性相关,有机溶剂的接触角更小,表明有机溶剂更易浸润纤维。分析DMSO在有机溶剂的紫外吸收灵敏性和有机溶剂与PAN纤维浸润性,表明环己烷、丙酮和乙醇作为PAN纤维残留溶剂二甲基亚砜的提取剂具有可行性。

采用Pro/ENGINEER软件,绘制三维深角联Kevlar/环氧树脂(EP)装甲材料细观结构模型及弯曲压头模型,利用ANSYS Workbench分析材料在0.5mm弯曲位移载荷作用下材料、纤维和树脂的应力、应变分布情况。结果表明:材料承受弯曲载荷作用时,弯曲压头接触区域,材料最容易发生破坏;纤维起主要承担作用,树脂起辅助承担作用;材料的破坏形式主要为纤维断裂、树脂破碎及纱线与树脂的脱黏。

为比较不同聚丙烯腈(PAN)原丝对相应碳纤维及其拉挤成型复合材料性能的影响,分析了两种原丝力学、含水率、含油率、沸水收缩率方面的性能,并利用扫描电镜(SEM)、差示量热(DSC)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)等手段系统对比分析了两种原丝的差异,然后测试了对应的碳纤维及5mm厚拉挤成型复合材料碳板的性能。结果表明:Ⅰ号PAN原丝单丝强度高,松弛热定型好但致密性差、表面沟槽更明显,并且其原丝放热量和热反应温度低,热失重高;两种原丝红外特征峰近似;两种原丝通过预氧化、碳化等工艺调控可制备出性能一致的碳纤维,但由其拉挤成型制备的复合材料板材性能略有差异。

使用2种不同的1K(K表示1束纤维含有1000根单丝)聚丙烯腈(PAN)基原丝均可以制备出性能与东丽T300碳纤维相当的碳纤维产品,但2种原丝进行预氧化处理时,预氧化温度存在明显差异。通过傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、光学显微镜等分析手段对2种原丝的组成、性能进行了分析。结果表明,原丝组分不同是导致纤维预氧化温度存在差异的根本原因,在碳化处理之前预先分析原丝的性能,有利于工艺制定的合理性、准确性。

为了探究三维浅交弯联芳纶1414纤维增强环氧树脂(Kevlar/EP)装甲材料在弯曲载荷下的力学响应,借助Pro/Engineer绘图软件,建立材料及弯曲压头的几何结构模型;利用ANSYS有限元软件,分析材料在0.5mm弯曲位移载荷下的力学响应。结果表明,当三维浅交弯联Kevlar/EP装甲材料长度尺寸较小时,材料在弯曲载荷作用下,剪切破坏是导致材料失效的主要因素。在剪切位置处,经纱、纬纱的应力分布均为:上层>中间层>下层。经纱起主要承载作用,纬纱次之,树脂只起辅助作用。材料破坏的主要模式是树脂的碎裂、纤维与树脂的严重脱粘等。

以噁三唑稠环为基本骨架,以C、H、O、N、F元素作为能量修饰基团和改性基团设计出一系列含能分子结构,运用Gaussian软件在B3PW91/6-31G(d,p)基组水平下进行构型优化,得到最稳态结构,采用量子化学方法计算目标化合物的生成焓、理论密度,获取其爆速、爆压等能量性能,预测撞击感度等安全性能,进行分析比较,得到能够兼顾能量水平与安全性能的新型含能化合物3-硝基-7-三氟甲基-[1,2,3,5]噁三唑并[3,2-b][1,2,3,5]噁三唑与3-硝基-7-二氟甲基-[1,2,3,5]噁三唑并[3,2-b][1,2,3,5]噁三唑。

以废旧亚麻织物为原料,利用微波辐射-超声浸渍-磷酸法制备亚麻基活性炭纤维。探讨了磷酸浓度、超声浸渍时间、微波辐射功率及时间对亚麻基活性炭纤维性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等方法测试了亚麻基活性炭纤维的孔隙结构和表面化学性质。结果表明:在磷酸浓度为20%,超声浸渍60min,微波辐射功率400W,微波辐射10min的工艺条件下,制备的亚麻基活性炭纤维得率为38.15%,碘吸附值可达1092.66mg/g,亚甲基蓝吸附值可达260mg/g,亚麻基活性炭纤维孔隙结构丰富,表面富含羟基、羧基及酯基等官能团。在制备过程中,微波辐射-超声浸渍的应用对活性炭纤维孔隙的形成、发展和调控具有重要作用。

以双酚A型环氧树脂、甲基四氢邻苯二甲酸酐和二甲基苄胺为主要原料,制备了不同二甲基苄胺(促进剂)含量的环氧固化物,研究了促进剂含量对环氧固化物耐热性能和力学性能的影响。结果表明,促进剂含量增加有利于提高环氧固化物的耐热性能,当促进剂含量大于0.5份时,环氧固化物的起始分解温度(T_5%)大于350℃;当促进剂含量为0.5份时,环氧固化物拉伸强度和硬度达到最大值,分别为76.84MPa和92.5D;环氧固化物颜色随着促进剂含量的增加由黄色逐渐变为深棕色。

以八水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·8H₂O]为相变材料,膨胀石墨(EG)为吸附骨架,采用多孔吸附法制备了膨胀石墨/八水合氢氧化钡复合相变材料,并对其过冷度及热循环稳定性进行了研究,并考察了5％、7％、10％、15%和20%这5种不同含量的膨胀石墨对复合相变材料过冷度及热循环稳定性的影响。结果表明:调整膨胀石墨的含量有利于改善膨胀石墨/八水合氢氧化钡复合相变材料的过冷度和热循环稳定性。7%膨胀石墨可将膨胀石墨/八水合氢氧化钡复合相变材料过冷度降低至1℃,且经100次、300次、400次、500次热循环后,其过冷度变化小于5℃,热循环稳定性良好。

以自制乙烯基杂化二氧化硅纳米微球(VSNPs)为交联剂,丙烯酸(AA)为单体,通过自由基共聚法合成了PAA基纳米复合水凝胶。研究了VSNPs含量对水凝胶溶胀性能的影响。实验表明,当VSNPs含量为0.7%时,水凝胶较在50℃去离子水中溶胀率高达5000g/g。同时,还探讨了该水凝胶在不同浓度的盐和尿素溶液,以及不同pH溶液中的溶胀性能。并采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描透镜和扫描电镜技术对其进行了表征。

在不同环境下(氩气环境与空气环境)碳化金属有机框架(MOFs)材料中的ZIF-67晶体,制备了磁性Co/C和CoO/C复合材料,并将其用于水体中U(Ⅵ)的吸附。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱、热重分析对碳化前后的材料微观变化进行了讨论,并考察了焙烧温度、吸附时间、吸附pH等因素对U(Ⅵ)的吸附影响。结果表明:在400℃空气焙烧条件下,CoO/C-400对铀的吸附性能较好;工艺条件为U(Ⅵ)浓度为10mg/g、温度为25℃、CoO/C-400投加量为0.005g、溶液pH=6时,CoO/C-400的平衡吸附量达到63.1mg/g;CoO/C-400对铀溶液的吸附符合拟二级动力学方程,表明该吸附过程为化学吸附。

以硫代硫酸钠、三氯化锑为反应原料,采用微波法合成了硫化锑微纳米材料。利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征。考察了表面活性剂种类、用量、反应时间、反应体系pH对硫化锑微纳米材料形貌的影响。结果表明,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有利于形成硫化锑微米棒;随着CTAB浓度的增加,硫化锑微米棒的长径比逐渐减小(由9.85减小至4.77);随着反应时间的增长,长径比先增加至峰值(15min),然后逐渐减小。酸性条件有利于形成棒状结构,碱性条件易形成颗粒状结构。总之,利用微波法合成硫化锑微纳米材料极大地缩短了反应时间,并且通过控制反应条件可得到具有不同长径比的硫化锑微米棒。

采用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成树状型β-环糊精三硬脂酸酯-g-聚乙烯吡咯烷酮(β-CD-3COOC₁₇H₃₅-g-PVP)乳化剂,以硬脂酸和氢氧化钙为原料,制备了乳化剂包覆的自分散硬脂酸钙粉体,进一步加水分散可制得稳定的硬脂酸钙乳液。通过考察反应温度和反应时间对硬脂酸钙粉体中硬脂酸含量的影响,乳化剂用量与乳化分散时搅拌速率对硬脂酸钙乳液性能的影响,对硬脂酸钙及其乳液的制备工艺进行了优化。结果表明:乳化剂用量为4%时,在80℃下反应80min,可制备乳化剂包覆的硬脂酸钙粉体,加水分散制得固含量达50%,黏度为99mPa·s,分散性呈二级的硬脂酸钙乳液。

采用光还原法将AgCl中的Ag⁺还原为Ag⁰,同时将其负载于钛酸盐BaTiO₃的表面,制备了具有高催化性能的三元复合型光催化剂BaTiO₃/Ag/AgCl。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱等手段对复合光催化剂的物相结构和形貌、元素价态、光学性能等进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B(Rh B)溶液,对复合光催化剂的性能进行了探究。结果表明:以AgNO₃为银源,HCl为沉淀剂,得到AgCl并将其负载到BaTiO₃表面,当n(AgNO₃)∶n(BaTiO₃)=20∶100,光还原时间为30min时,所得到的20% BaTiO₃/Ag/AgCl复合光催化剂光催化性能最佳,在可见光照射75min后,对Rh B的降解率达到98.1%,捕获剂实验表明O^-₂为主要活性物种。

夜光纤维是一种蓄能型的发光材料,可被激发光照射后在黑暗中发出不同颜色的光。由于其独特的发光性能,夜光纤维逐渐走进大众的视野,被应用于多个领域。介绍了夜光纤维的光色性能以及发展过程,重点阐述了各光色夜光纤维的发光机理和研究进展,为之后多光色夜光纤维的研究提供参考。

介绍了一种深海用碳纤维耐压壳体表面阻水涂层的施工工艺,讨论了不同清洗溶剂对基材的影响及施工过程中温度、固化温度等对漆膜的影响。

针对机场填缝材料综合性能不足,易造成水分下渗进而损坏道面的问题,制备了一种碳纤维改性聚合物水泥复合填缝材料。对5种不同碳纤维掺量的聚合物水泥复合填缝材料试件进行拉伸试验,通过测量试件的拉伸强度、变形、能耗性能指标,分析了碳纤维掺量与填缝材料拉伸强度、拉伸模量、拉伸峰值应变、断裂伸长率、拉伸韧度的关系,研究了碳纤维对聚合物水泥复合填缝材料综合拉伸力学性能的影响。结果表明:碳纤维通过复合材料机理和纤维桥连作用提高聚合物水泥复合填缝材料的整体性,进而增强聚合物水泥复合填缝材料的综合拉伸力学性能;随着碳纤维掺量的增大,聚合物水泥复合填缝材料的拉伸变形性能逐渐降低,拉伸强度性能不断增强,拉伸能耗性能先升高后降低;碳纤维掺量为0.10%时,聚合物水泥复合填缝材料的综合拉伸力学性能最佳。

作为可穿戴电子器件的核心部分,柔性压力传感器备受学术界与工业界的关注。由于碳纳米材料具有优异的导电性能和机械性能,且价廉易得、形态丰富,以碳纳米材料为敏感活性材料的柔性压力传感器一直是人们研究的热点。综述了各种碳基柔性压阻式压力传感器的研究进展,包括炭黑、碳纳米管、石墨烯和复合碳材料,指明复合碳材料的协同效应利于高效构建空间导电网络,有助于人们在敏感活性材料制备工艺和柔性传感器器件性能等方面取得进一步突破。

设计并制备了功能复合材料吸波蜂窝夹层结构完好试样和含直径为30mm的板-芯脱粘缺陷试样,利用风动打磨工具按1∶15的斜率去除了缺陷试样板-芯脱粘区域处面板,缺陷去除后铺贴J-116A胶膜和QW280/5429预浸料补片进行胶接修理,并使用热补仪对试样的修理区域加热固化。对修理前后的试样进行了超声无损检测、1～18GHz带宽范围内电磁波反射率测试以及平拉和弯曲强度力学性能测试。结果表明:挖补胶接修复后的试样平均有效吸波带宽恢复率达到96.8%,平拉强度恢复率达到85.5%,弯曲强度恢复率达到95.1%,试样修理区域的胶膜、预浸料补片以及板-芯胶接质量良好。

温度作为一种重要的物理参数,广泛存在于自然科学领域和人类的日常生活中,因此寻求高效、准确的温度探测方法具有深远意义。镧系金属有机框架材料(Ln-MOFs)具有优异的发光性质以及丰富多样的拓扑结构,在温度探测领域展现出巨大的潜力。以过渡金属构筑的单一荧光发射金属-有机框架材料(MOF)材料作对比,重点阐述了Ln-MOFs双发射强度比率传感器在温度探测方面的优势,总结了近年来国内外报道的重要研究成果,并对未来发展趋势进行了展望。

剪切增稠液(STFs)作为智能材料的一种,在施加剪切应力或提高剪切速率条件下表观黏度显著增加,可增大几倍至几十倍。实验室常见的STFs通常以无机氧化物作为分散相,乙二醇或聚乙二醇作为连续相,与部分添加剂混合制作而成。作为一种能快速感应外部刺激并做出响应的材料,STFs可在施加冲击后的毫秒级时间内,由液体向固体进行转变。STFs具有响应迅速、出力大、反复可逆等优点,但流变效应的不稳定性和剪切增稠作用机理研究的滞后仍阻碍着其在现代工业中的广泛应用。重点对STFs的最新理论模型、流变特性、流变特性影响因素等进行综述,为后续研究奠定基础。

为了提高聚硫橡胶(PSR)的机械性能和耐腐蚀性,采用疏水性二氧化硅气凝胶(SA)对其进行改性,制备了SA/PSR复合材料。探究不同SA添加量对复合材料力学性能、耐溶剂性和耐热性能等的影响。结果表明,SA的加入能够显著提升PSR的综合性能。尤其当SA的添加量为3%(wt,质量分数)时,复合材料的力学性能最佳,其断裂伸长率为539.4%,较纯PSR提高了207%;拉伸强度为1.32MPa,较纯PSR提高了103%。

钒酸铋在光催化降解废水领域具有很大的应用前景,介绍了钒酸铋的制备方法及光催化处理焦化废水的应用,总结分析了钒酸铋基光催化性在光催化降解废水领域的研究现状及存在的问题,为制备复合钒酸铋光催化材料提供依据,对日后提高焦化废水的处理效果具有重要的意义。

选用不同含氢量的含氢硅油,研究了含氢量和硅氢比对加成型硅橡胶印模材料固化时间和硬度等性能的影响,并通过使用高低黏度乙烯基硅油复配等方法,提高了硅橡胶的力学性能,得到了可商业化应用的硅橡胶印模材料,其操作时间为60s,固化时间为5min,固化后硬度为66A,拉伸强度为1.86MPa,断裂伸长率为52.8%。

综述了蜂窝夹层结构蜂窝芯子、面板、胶黏剂等各部分组成的主要特点,并对蜂窝夹层结构成型及力学性能研究的进展进行了总结。

从多尺度微观粗糙结构构建、低表面能物质改性等方面综述了环境友好型超疏水/超双疏材料制备的研究现状,主要包括基于价格低廉天然纳米材料或可降解材料的微观粗糙结构构建、低氟及无氟低表面能物质改性、以水为溶剂的绿色超疏水/超双疏涂层体系等。价格低廉的环保材料、绿色反应体系及简单的制备方法是未来超疏水/超双疏表面的一个重要研究方向。

利用热磺化工艺和热处理工艺将废弃的涤纶面料转变成硬碳并作为负极材料,制备了锂离子电池。通过热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分析手段证实了涤纶面料变成了非晶态硬碳材料。热磺化工艺将聚酯(PET)链上的部分H原子转化为磺酸基(SO₃H)基团,热处理工艺将大部分杂质去除以生成大孔隙的碳。采用恒流充放电法对组装的锂离子电池进行测试,在0.1A/g的电流密度下,电池首次比容量达到437mAh/g,循环50次后,比容量保持在220mAh/g左右。利用废弃涤纶面料制备的锂离子电池负极材料电化学性能良好且制作成本低,为废弃聚酯回收再利用提供了新的思路。

在多元复合材料中异质结的存在是提高光催化活性的有效途径。因此,人们对构建异质结的设计和电子-空穴分离的机理进行了广泛的研究。目前,被广泛应用于科学研究的异质结体系复合光催化剂种类主要包括半导体/半导体型、贵金属/半导体型、半导体/金属/半导体型。综述了异质结体系复合半导体光催化剂的结构特点,Type1型、Type2型、p-n型、Z-型和肖特基型异质结中光生电子-空穴的转移机理、光催化机理及应用成果。未来的研究方向仍将是为实现更宽的光谱响应范围、提高光诱导电子-空穴对分离效率和太阳能利用效率,对异质结体系复合光催化材料进行设计和优化。

利用聚合物对水泥进行改性提高水泥基材料的力学性能,已成为近年的研究热点。聚合物掺入水泥后,能细化水泥基材料的微观结构,改善水泥基材料的凝结时间、流动性、力学性能和耐久性。综述了近年来丁苯乳液、聚氨酯、环氧树脂、羟丙基甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺等聚合物在水泥基材料中的研究进展,介绍了聚合物使用过程中存在的问题,指出加强无机-有机原位增韧改性水泥基材料及其耐久性研究,制备性能优异的环境友好型水泥基材料将是未来的研究方向。

氧化铈是一种n型半导体,由于其独特的晶体结构和Ce³⁺、Ce⁴⁺间的可逆转变,具有优异的储氧和放氧能力,使其成为一种重要的光催化材料。近年来,氧化铈作为光催化剂在环境治理和能源利用等方面的应用研究已引起广泛地关注。从氧化铈的结构、基本性质及光催化基本原理入手,阐述了氧化铈通过负载、掺杂和半导体复合等手段提高氧化铈光催化性能的方法,对近年来氧化铈在光催化降解有机污染物、光催化二氧化碳还原、光解水制氢和光催化固氮方面的应用研究进展进行了总结。最后,对氧化铈在光催化应用领域未来的发展前景提出了展望。

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由金属中心和有机配体通过配位连接而成的有机-无机多孔材料。在众多MOFs材料中,铁基有机骨架材料(Fe-MOFs)由于Fe元素来源充足且无毒,基于Fe³⁺/Fe²⁺的电子传输容易催化活性高,以及结构多样、稳定性好等优点,在水环境污染治理方面备受关注。综述了2019年以来Fe-MOFs在吸附和芬顿降解水中环境污染物中的最新研究进展,为Fe-MOFs材料在环境污染物治理中的应用研究提供借鉴。