液相还原两步法合成纳米铜的工艺研究

目的研究液相还原步法制备铜纳米颗粒过程中,工艺参数对铜纳米颗粒形貌尺寸的影响。方法在水体系下,先用葡萄糖将铜离子预还原为氧化亚铜,再使用次亚磷酸钠将氧化亚铜还原成纳米铜颗粒。分别改变反应过程中的PVP添加量、次亚磷酸钠的浓度以及加热温度,用场发射扫描电镜对所得的产物进行形貌观察。结果 PVP添加量与次亚磷酸钠浓度的提高,都使得铜纳米颗粒的尺寸逐渐减小,并且过量的PVP会造成铜纳米颗粒的团聚;然而随着温度的提高,铜纳米颗粒的尺寸先减小再增大。结论实验的最佳工艺参数为:PVP添加量为2 g,次亚磷酸钠浓度为1.2 mol/L,反应温度为60℃。此条件下所制备出的铜纳米颗粒分散性好、尺寸分布均匀,粒径为400 nm左右。     

纳米ZnO颗粒的制备及其对颗粒污泥硝化反应的影响

通过溶胶凝胶法制备纳米氧化锌颗粒。利用XRD、红外光谱和SEM图谱对制备的纳米氧化锌的物相和形貌进行表征,在实验溶液中检测纳米氧化锌的溶解,通过SEM观察ZnO对污泥形态的影响,同时也研究ZnO对污泥硝化反应的影响。结果表明,实验制备的六方纤锌矿ZnO粉末纯净,结晶性良好,而且ZnO颗粒为纳米颗粒且分散性良好。在实验溶液中,随着纳米ZnO颗粒添加量增加,SBR溶液内的Zn~(2+)含量逐渐增加,反应时间为270 min时,添加10、20和60 mg/L纳米ZnO颗粒的SBR系统中Zn~(2+)含量分别为9.6×10~(-3)、16.3×10~(-3)、36.1×10~(-3)mg/L。通过SEM观察到纳米ZnO颗粒添加后,污泥表面发现明显的纳米颗粒团聚物,污泥表面存在许多粉末状物质,很难找到黏膜状的胞外聚合物。ZnO颗粒添加量为0 mg/L的时候,颗粒污泥对氨氮的去除率可以达到96.4%,当ZnO颗粒添加量增至10和60 mg/L时,颗粒污泥对氨氮的去除率降为82.1%和59.6%。     

常压回流条件下拉锰矿的合成及其影响因素

MnSO₄与NaClO溶液常压回流反应制备纳米尺寸的拉锰矿, 采用X射线衍射、扫描电镜和比表面仪等表征产物的晶体结构、微观形貌和比表面积等物理化学性质, 探讨了反应温度、时间和盐酸添加量等对产物晶体结构、微观形貌和收率的影响. 结果表明, 60℃回流反应12 h产物为纳米颗粒, 并出现团聚现象, 温度升高, 颗粒粒径增大; 反应体系中添加盐酸, 颗粒粒径变小, 团聚体减少; 在100℃反应体系中添加盐酸, 首先形成粒状纳米拉锰矿, 在酸性环境中经溶解再沉淀反应转化为针状, 添加盐酸其针状形态的均一性增强, 且团聚结块趋势减弱. 低温加酸有利于形成高比表面积的拉锰矿, 可达66.32 m²/g. 产物收率随温度升高和盐酸添加量增大表现出先增加后减少的趋势, 最佳收率为97.5%.     

静电纺PLA/PCL复合纳米纤维膜的制备及性能研究

为了减轻溢油事件给生态环境和人们生产生活带来的影响，以天然可降解聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)为材料，采用静电纺制备不同共混比的PLA/PCL复合纳米纤维膜用于疏水吸油。利用扫描电子显微镜观察纤维表面形貌，并测试不同共混比PLA/PCL纤维膜的直径、拉伸性能、水接触角、吸油倍率和保油率。研究结果表明，随着PCL添加量的增加，纤维直径减小，断裂强度减小，而纳米纤维膜的断裂伸长率则从原来的72.53%增加到了118.45%,具有良好的韧性；共混后的PLA/PCL纳米纤维膜的水接触角最高可达140.56°,相比纯PLA纳米纤维膜水接触角增加了2.66°,对机油、花生油和菜籽油的最大吸油倍率分别为47.10g/g、41.13g/g和37.93g/g,对机油的保油率最高可达76.16%,具有良好的疏水亲油性能。     

Cu/纳米ZrO_2复合电刷镀层的耐磨与耐蚀性

为了提高纯铜件表面的耐磨、耐蚀性能,又保证其导热性,以紫铜板为基材,采用电刷镀方法制备了Cu/纳米ZrO2复合镀层,对镀层的表面形貌、耐磨性及耐蚀性进行了分析,并与未添加纳米ZrO2制备的普通快速铜镀层进行比较。结果表明:纳米ZrO2颗粒的加入显著改变了快速铜镀层形貌,在镀液中纳米ZrO2颗粒含量为30g/L时,复合镀层表面平整度和致密性最佳;硬质纳米ZrO2颗粒的嵌入改变了铜基镀层的黏着磨损,表现为显微切削磨粒磨损;在3.5%NaCl溶液中,纳米ZrO2颗粒的加入,使复合镀层的腐蚀电位显著正移,经10%醋酸溶液浸泡复合镀层的腐蚀速率比普通快速铜镀层小1个数量级,耐蚀性得到了提升。     

基于病毒模板的一维纳米金材料对卷烟烟气中CO的影响研究

以烟草花叶病毒(TMV)为模板,在溶液中进行纳米金的生长,制备得到一维TMV-纳米金复合材料.将TMV-纳米金复合材料以其悬浮液的形式加入肯塔基参比卷烟的滤嘴中,以吸烟机对其进行CO释放量的检测,结果表明,在TMV-纳米金复合材料添加量很低的情况下(约0.25mg/支),即可降低20.40%的卷烟CO释放量,透射电镜、紫外-可见吸收光谱、热重分析表征结果表明,TMV模板可对纳米金进行有效的粒径控制和高效负载,这也是TMV-纳米金复合材料在添加量很低的情况下即可有效降低卷烟CO释放量的原因所在.     

无机颗粒增强聚合物基复合材料耐磨性能影响因素研究进展

为了更好地指导无机颗粒增强聚合物基耐磨复合材料的优化设计,全面回顾了复合材料各组分对复合材料耐磨性能的影响。根据复合材料组成,将无机颗粒增强聚合物基复合材料耐磨性能影响因素分成5类:纳米/微米无机颗粒填充量、纳米/微米填充颗粒粒径、不同粒径无机颗粒的级配、无机颗粒与纤维的协同增强和无机颗粒表面处理。从能量角度,即各因素对材料内部结合键的断裂所吸收的外部冲击功和摩擦功的影响,分析了各因素对复合材料耐磨性能的影响。在回顾前两个因素对复合材料耐磨性影响时,发现都存在使材料耐磨性能最佳的最佳颗粒填充量和最佳颗粒粒径。对于微米颗粒(粒径50μm),颗粒填充量比粒径对复合材料耐磨性能影响更大,应尽可能提高颗粒最佳填充量。对于纳米颗粒,颗粒粒径则是影响材料耐磨性能的关键因素,应尽可能降低最佳颗粒粒径。另外,颗粒的表面改性和级配都能通过提高颗粒最佳填充量和综合力学性能来提高复合材料的耐磨性能。无机颗粒与纳米纤维的混杂填充使复合材料同时具备最优的耐磨性能、摩擦系数以及优异的变载荷适应性。     

超高分子量聚乙烯基复合材料导热性能研究

采用纳米铜作为子颗粒,利用颗粒复合化系统,以机械冲击的方法将纳米铜颗粒嵌入式包覆于超高分子量聚乙烯颗粒(UHMWPE)表面,利用热压成形技术制备导热型复合材料。采用导热系数测定仪测试其导热系数,分析纳米铜添加量对导热效果的影响。结果表明:在相同的实验条件下,当纳米铜添加质量分数为6.8%时,复合材料的导热系数达到了0.85 W/(m.K),比纯UHMWPE提高了124%。     

颗粒含量对含污染物油润滑条件下纳米复合电刷镀层摩擦学性能的影响

研究了电刷镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量对复合镀层中纳米颗粒含量、镀层表面形貌、显微硬度以及摩擦学性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加,镀层组织细化,显微硬度提高,镀层在含细沙油润滑条件下的耐磨性比不加纳米颗粒的快速镍镀层提高了80％。当镀液中Al₂O₃含量为20 g/L时,镀层具有最佳的耐磨性,进一步提高镀液中的纳米颗粒含量,镀层性能反而下降。      

碳包覆纳米铜颗粒/硫化硅橡胶导热复合材料的制备及性能

选用实验室自制的碳包覆纳米铜颗粒(Cu@C)为导热填料,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基体,采用机械共混法制备了碳包覆纳米铜颗粒/室温硫化(Cu@C/RTV)硅橡胶导热复合材料。通过透射电子显微镜、BET法、热导率测试仪、热重分析仪、万能材料试验机及邵氏硬度计等方法和手段,完成Cu@C纳米颗粒填料的微观形貌分析和比表面积测定,并研究了Cu@C填料在低填充量下(30%)(质量分数,下同)对于Cu@C/RTV硅橡胶导复合材料热导率、热稳定性及力学性能的影响。结果表明,Cu@C纳米颗粒为球形、包覆型核壳结构,平均粒径在50 nm左右,其比表面积为69.66 m2/g。Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料的热导率随着Cu@C纳米颗粒填充量的增加而增大;填充量为30%时,复合材料的热导率可达2.41 W/m K;加入Cu@C纳米颗粒填料能够将RTV硅橡胶的热分解起始温度提高到422℃,并延缓其最终分解温度至625℃;随着Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料中Cu@C纳米颗粒填充量的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势,而100%定伸应力和硬度则呈增大趋势。