多面体低聚倍半硅氧烷研究的最新进展

多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是目前研究相当活跃的一类有机—无机杂化结构的纳米粒子。通过官能化POSS直接聚合或利用化学反应将POSS结合到聚合物中以及作为纳米添加剂与其他材料共混,可制备多种多样的聚合物/POSS纳米复合材料。POSS的引入能有效降低材料的介电常数,改善材料的热性能、机械性能、耐火性、防水防油性、加工性能、牢固度和透明度等;因此,POSS被认为是一种优良的纳米构筑材料。本文对POSS研究的近况进行了简要概述。     

射频磁控溅射法制备FC/ZnO杂化材料及其基本性质

采用射频磁控溅射法,首先以聚四氟乙烯（PTFE）为靶,氩气为载气,在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上沉积氟碳（FC）膜;然后以金属锌为靶,氩气为载气,氧气为反应气体,在FC膜上再沉积一层ZnO膜而形成FC/ZnO有机-无机纳米杂化材料。用AFM、XPS、UV以及静态接触角测定仪对杂化材料的基本性质进行了研究。结果表明,该法制得的杂化材料是由纳米粒子组成的岛状结构,岛的表面起伏不平。其生长模式是一种依附于有机核的沉积-扩张生长。杂化材料具有较好的紫外吸收特性,这是由于其分子结构中含有π-π共轭双键、表面的不平整性以及纳米氧化锌粒子对紫外光的吸收共同作用的结果。静态水接触角均大于90°,呈现出良好的疏水性。     

锌片基体ZnO纳米棒-纳米片多级阵列结构的制备及其光催化性能研究

采用简单的水热法在锌片基体上获得均匀排列的Zn O纳米棒阵列,在此基础上通过柠檬酸三钠辅助二次生长获得Zn O纳米棒-纳米片多级阵列结构。通过XRD和FE-SEM表征所得Zn O纳米棒和Zn O纳米棒-纳米片多级阵列结构的晶体结构和微观形貌。光催化降解亚甲基蓝溶液的结果表明,与Zn O纳米棒阵列相比,Zn O纳米棒-纳米片多级纳米阵列结构表现出更优异的光催化活性,紫外辐照下其光催化效率达到88.1%。     

钒酸镧纳米棒的水热合成、表征及光学性能

采用水热法和模板导向法结合的方法合成钒酸镧纳米棒,通过XRD、SEM、TEM对产物的物相、结构和形貌进行表征,并测试了其光学性能。结果表明,产物为纯净的单一四方锆石型结构的钒酸镧纳米棒,其长度为1￣2μm,直径为80￣120 nm。与钒酸镧纳米颗粒相比,钒酸镧纳米棒的发光强度有明显改善,同时四方相钒酸镧纳米棒和四方相钒酸镧纳米颗粒比单斜相钒酸镧纳米颗粒的光学性能明显提高。     

碳纳米杂化材料的分散性及分散稳定性研究

将酸化石墨烯、羟基化多壁碳纳米管通过超声离心等物理方法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料以及用化学多步法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料,按照0.1 mg/m L分别分散于四氢呋喃溶剂中超声72 h制备碳纳米材料的分散液,并将分散液静置24 h。通过紫外光谱证明所用碳纳米杂化材料已成功合成,同时通过紫外光谱、显微镜扫描和沉淀实验表征碳纳米材料的分散性及分散稳定性。结果表明,相比于碳纳米管、石墨烯和物理法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料,化学多步法合成的碳纳米管/石墨烯杂化材料具备更优异的分散性及分散稳定性,这要归因于分散好的碳纳米管先与聚丙烯酰氯反应,以初步抑制碳纳米管的团聚,其次将其再与石墨烯反应,这样碳纳米管和石墨烯就通过聚丙烯酰氯连接在一起,构建出三维结构,抑制碳纳米管的重新团聚和石墨烯片层的叠加。     

溶胶-凝胶法制备纳米SiO2/环氧树脂杂化材料

采用溶胶凝胶（Sol-Gel）法,以正硅酸乙酯（TEOS）为无机先驱体,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）为偶联剂,氨水为催化剂,制备了纳米SiO2／环氧树脂杂化材料以有效控制纳米粒子在基体树脂中的分散。考察了共溶剂乙醇对溶胶-凝胶过程的影响,通过力学性能测试研究了TEOS和KH-570用量对杂化材料性能的影响并通过扫描电镜（SEM）对杂化材料的微观结构进行了表征。结果表明：TEOS质量分数为3％,KH-570质量分数为2％时杂化材料拉伸强度和弯曲强度分别提高9％和10％。杂化材料断口形貌有明显的波纹状,表现为韧性断裂。该方法能够实现无机成分和有机环氧树脂在分子级别上的复合,制备出高性能杂化材料。     

纳米SiO2/有机硅原位杂化材料的研究

通过溶胶-凝胶法原位生成纳米SiO2/有机硅树脂杂化材料,试验考察了有机硅树脂与纳米二氧化硅以不同比例杂化得到的杂化材料对涂膜耐磨性能、附着力和固化时间的影响,确定有机硅树脂与纳米二氧化硅的最佳杂化比例为纳米二氧化硅在有机硅树脂中的质量分数为35%;通过红外、SEM、TG等检测手段对杂化材料进行表征。从化学结构和微观结构推测杂化材料可能具有的优势。     

四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的制备及其非线性光学性能研究

利用非共价π-π堆积作用自组装合成了一种四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料,通过红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱方法对产物进行了表征。并通过紫外可见光谱、荧光光谱研究了复合材料的光物理性能,证明了卟啉与聚吡咯之间具有π-π作用和较强的电子或能量转移效应。用Z扫描技术在4 ns、532 nm激光脉冲下测试聚吡咯、四苯基卟啉以及四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性光学性能。结果表明,四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性性能比两种前驱体有所增强。     

POSS/聚合物复合材料的制备以及在尼龙中应用的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)是一种具有独特中空刚性结构的纳米级材料,作为无机-有机的新型杂化材料,其可设计的分子杂化结构使得POSS能够在聚合物基体中达到分子水平或纳米级别的良好分散,有效提升材料的表面性能、热性能、介电性能和力学性能等,极大地拓宽了在聚合物中的应用领域。本文主要针对POSS的合成制备方法、功能化改性方法、POSS形貌与性能的关系、POSS/尼龙复合材料的制备方法等进行综述。主要介绍POSS的合成方法、官能化方法及POSS/尼龙复合材料的制备方法及结构与性能的关系。未来随着POSS官能化方法的改进必然能够将POSS引入更多的聚合物基体内并实现更好的分散,POSS在聚合物中的应用范围将不断扩大。     

Nb2C/MnO2复合材料的制备及吸波性能研究

二维过渡金属碳化物（MXenes）由于其多层结构、优异的导电性和较大的层间距,在电磁波吸收领域具有广阔的发展前景。本采用静电自组装法制备了一种多层结构的Nb2C纳米片和一维纳米棒形貌的MnO2组成的复合体系。通过研究发现,Nb2C/MnO2复合材料质量比为1∶1时,最小反射损耗值在16.98GHz处可达到-29.22d...