掺硼金刚石薄膜表面高分散镍纳米颗粒的制备

化学气相沉积制备掺硼金刚石薄膜因具有电化学势窗口宽、化学稳定性高和抗污能力强等特征,在电化学领域中有广阔的应用前景。用高分散金属纳米颗粒对掺硼金刚石（BDD）薄膜进行表面修饰,可显著提高其比表面积和活性位点,提升掺硼金刚石薄膜的电化学性能。采用混合酸对掺硼金刚石薄膜进行表面改性,获得亲水性表面,继而生长镍金属框架材料（Ni-MOFs）,热处理后获得镍纳米颗粒。借助接触角测定仪对薄膜表面终端进行分析,并通过扫描电子显微镜对纳米镍颗粒修饰的BDD薄膜进行表征。结果表明：BDD表面从以氢端基为主的H-BDD转变为以氧基团为主的O-BDD表面,接触角由70 °减小为33.7 °;纳米镍颗粒分散均匀,粒径大小为5—12 nm,颗粒密度约为3.5×10⁶ cm^-2。     

表面活性剂组合使用对纳米金刚石在水介质中分散行为的影响

探讨了纳米金刚石在水介质中稳定分散的问题, 利用粒度检测、光电子能谱、表面电性分析和红外光谱分析等手段, 对表面活性剂的组合使用在纳米金刚石表面改性中的作用机理进行了讨论。研究发现, 加入单一的表面活性剂往往不能使纳米金刚石在介质中稳定分散, 而组合使用离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂, 可以对纳米金刚石进行表面化学修饰改性, 从而得到稳定分散的体系。     

后处理对爆轰纳米金刚石表面官能团的影响

分别在高锰酸钾与浓硫酸的混合溶液、空气、氢气、真空以及氩气中对爆轰纳米金刚石进行后处理,研究了后处理方法对其表面官能团的影响。采用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和差示扫描量热仪对后处理前后纳米金刚石的微观结构、性能和表面状态进行了研究。结果表明:纳米金刚石颗粒形状为球形或椭球形,平均粒径约为5 nm,在空气中的起始氧化温度约为550 ℃,在氢气、真空和氩气中的石墨化温度分别约为284 ℃、1 146 ℃和1 184 ℃。纳米金刚石在后处理前表面含有大量的官能团,如-OH、-CH₃、-CH₂、CO₂、-C==O、-COOH和-C-O-C等。在氢气中对纳米金刚石进行处理,可使部分官能团从表面解吸而由氢取代,悬键与氢结合可有效防止二次吸附,是去除爆轰纳米金刚石表面官能团的低成本、高效方法。     

纳米金刚石团聚体在白油介质中的解聚与分散

采用机械化学方法, 对爆轰法合成的纳米金刚石团聚体进行表面改性, 实现了纳米金刚石在白油体系中的解团聚和稳定分散。采用红外光谱等分析, 对几种聚合物分散剂在纳米金刚石表面的吸附机理进行了研究。利用适当用量的聚合物分散剂进行机械化学改性, 可以得到良好分散的体系。在白油体系中, 分散剂吸附产生的空间位阻作用是纳米金刚石分散稳定的主要机制。     

爆轰产物法合成纳米金刚石研究现状

介绍了爆轰法合成纳米金刚石在理论、制备及合成技术研究的现状，指出了影响纳米金刚石生产成本及制约其工业应用的关键在于爆轰产物的纯化和分散。强调改变工艺条件和对金刚石表面改性可得到不同需要的纳米金刚石产品。     

硬脂酸和十八胺在纳米金刚石表面的吸附行为研究

对非极性体系(石油醚)中硬脂酸和十八胺在纳米金刚石表面的吸附行为进行了研究, 结果表明, 硬脂酸和十八胺的吸附过程均遵循Lagergren二级动力学模型; 二者均呈单分子层在颗粒表面吸附, 等温吸附线与Langmuir模型严格吻合; 硬脂酸和十八胺同时在纳米金刚石表面吸附时, 具有显著的正协同效应, 共吸附后, 颗粒表面药剂吸附密度显著增大, 且共吸附层仍呈单分子层形态。红外光谱表征证实, 硬脂酸和十八胺在金刚石表面形成了化学吸附, 二者共同作用时吸收峰明显增大, 且彼此间存在明显的相互作用。     

纳米金刚石硬团聚体的超细粉碎机械化学解聚研究

利用超细粉碎机械化学法进行了纳米金刚石硬团聚体的解聚研究，测试了2种优化助磨剂对解聚的活化指数，分析了2种助磨剂加入粉碎前后及随后化学机械分散处理成悬浮液后纳米金刚石表面官能团的变化和表面电性、最终悬浮液的粒度、粉碎前后纳米金刚石的晶体结构。最终制得了粒度分布100nm以内、平均40nm可长期稳定的水介质纳米金刚石悬浮液。     

纳米氧化锌的表面改性

在新开发的纳米氧化锌应用中,大多是将氧化锌直接混入有机物中,而把氧化锌直接添加到有机物中有相当大的困难,因此必须对纳米氧化锌进行表面改性。以自制纳米氧化锌为原料,采用钛酸酯偶联剂为改性剂对其进行了表面改性处理。试验发现,改性剂用量是影响改性效果的最重要影响因素,且其用量远远超出普通粉体用量,最后找出了最佳改性条件。借助于TEM、IR等测试手段,对纳米氧化锌粉体改性前后的变化进行了表征与分析。试验结果表明,最佳改性条件为:改性剂用量为40%,改性时间约为30min。     

金刚石表面真空蒸镀铬钛工艺及其效果的研究

采用日立ＨＵＳ－５ＧＢ真空镀膜机在金刚石表面进行了铬、钛蒸镀，对蒸镀工艺进行了全面摸索．对表面改性后的金刚石制品，研究了其力学性能和使用效果，结果表明，二者均有一定程度的改善．     

纳米碳酸钙合成-改性一体化工艺研究

利用连续鼓泡法在Ca（OH）2-CO2体系中合成了粒径为50～80nm的粒状、方解石型纳米碳酸钙粉体，合成过程中用硬脂酸钠及硬脂酸对纳米碳酸钙进行表面改性处理，实现了合成和表面改性一体化工艺。对合成的纳米碳酸钙改性粉体进行了活化度和吸油率的测定。结果表明．用硬脂酸钠改性的纳米碳酸钙比用硬脂酸改性的分散性、亲油性更好。     

表面改性对注射成型粘结NdFeB磁体性能的影响

注射成型粘结NdFeB磁体是粘结NdFeB磁粉与高分子材料混合而制成的复合材料,其中使用的高分子材料主要是尼龙12、PPS树脂。研究了不同表面改性处理工艺、改性剂添加量等对NdFeB磁粉抗氧化性、磁性能、流动性能的影响。结果表明,NdFeB磁粉经过表面改性处理,在300 ℃经过150 min后测试氧化增重率,经磷化-KH792复合处理及磷化处理后的氧化程度最低,抗氧化效果最好,增重率分别为-0.05%、0.08%;KH560及KH550处理后的磁粉氧化程度居中;而抗氧化性最差的则是没有进行任何表面改性处理的原粉。对NdFeB磁粉而言,表面处理KH550用量优选为1%。KH550改性粉塑磁颗粒的流动性能明显好于未改性粉塑磁颗粒。     

煤矸石烧结滤料TiO2改性及其光催化特性

对以煤矸石为主要原料制备的球形水处理滤料采用液相沉积法进行表面纳米TiO_2改性。对热处理后的TiO_2薄膜表面形貌、矿物相、晶粒结构、元素成分等特性进行了分析,并考察了比表面积和空隙率两项理化性能指标。结果表明,常温下制得的TiO_2薄膜表面均匀,感光性强,纳米TiO_2平均粒径30～50 nm,经表面纳米TiO_2改性后的煤矸石烧结滤料,其比表面积由改性前的4．0 m~2/g提高到8．1 m~2/g,表现出良好的光催化活性。以有机酚和细菌为处理对象,其对微污染水中有机酚的去除率可达到98%、细菌灭除率可达到75%。曝气、pH值、流量是影响纳米TiO_2薄膜光催化性能的主要影响因子。     

纳米凹凸棒石表面硅烷偶联剂改性研究

利用硅烷偶联剂(LM-N308)对纳米凹凸棒石表面进行有机改性.红外光谱和高分辨透射电镜照片表明,约有占改性产品质量6.1%的LM-N308以化学键的形式结合在在纳米凹凸棒石的表面,形成有机包覆层.表面改性后的纳米凹凸棒石的表面性质由亲水性变成了疏水性,用于复合材料中能同时提高其强度和韧性.     

离子束注入对人造金刚石表面改性的实验研究

通过注入Ti 离子对人造金刚石进行表面改性, 利用X 射线衍射和SEM 观察金刚石改性前后的能谱变化和表面形貌变化,结果表明, 除碳峰值外其它峰值明显增强, 缺陷明显改善。用抗压强度仪测得改性后金刚石单晶抗压强度提高了18 %。将改性前后的金刚石工具在马弗炉和万能压机上进行测试, 结果表明, 改性后金刚石及其工具的寿命大大提高。离子注入法为提高金刚石和金刚石工具性能提供了一条有效的新途径。     

金刚石镀铜工艺研究

研究金刚石表面镀铜工艺，金刚石经净化、粗化、亲水化处理后，首先以盐基型胶体钯对其表面敏化活化，进行化学镀铜形成金属表层，然后以机械滚镀方式在其表面进行电镀加厚。镀铜后的金刚石抗压强度提高显著，表面理化性质大为改善，削弱了金刚石固有缺点可能产生的不利影响，为生产性能良好和高寿命的树脂结合剂和金属结合剂金刚石工具创造了前提条件     

热处理对坡缕石纳米材料制备及表面改性的影响

为使坡缕石矿的零维纳米化和表面改性取得理想的效果,对坡缕石粒子进行热处理,在QM-4H球磨机上使用干-湿法制备了零维坡缕石纳米材料,并用硅烷偶联剂对该材料进行表面改性,使用TEM对坡缕石纳米粒子尺寸及改性效果进行表征。考察了对含较多矿物水的坡缕石矿进行不同温度的热处理对坡缕石纳米化和表面改性的影响规律。研究结果表明:热处理后的坡缕石,使用干-湿式球磨法制备坡缕石纳米材料可以获得较高的纳米化程度,经表面改性后具有较好的分散效果。     

基于并流沉淀法研究纳米氧化锌的表面改性

本研究在应用并流沉淀法成功制备纳米氧化锌的基础上,利用超声波和微波技术研究纳米氧化锌的表面改性。通过表面改性剂种类的选择及分散介质、改性时间和温度、超声时间和功率等的试验研究,确定了表面改性纳米氧化锌制备的工艺条件。用XRD、SEM和IR对产品纳米氧化锌的形貌、粒度进行表征。结果表明所制取的纳米氧化锌呈类球形,其表面成功包覆了有机物。     

硅烷偶联剂改性纳米高岭土的研究

采用硅烷偶联剂对纳米高岭土进行表面改性,研究了改性刑用量、改性时间、改性温度等因素对改性效果的影响,并采用沉降体积、IR、XPS等手段研究了改性效果以及改性剂与高岭土之间的相互作用.结果表明,改性的最佳实验务件为:改性剂用量为1%～2%,改性温度为90℃;纳米高岭土经过改性处理后,在液体石蜡中的分散性和稳定性均得到明显改善;偶联剂与高岭土之间以化学键合作用为主.     

无添加剂纳米晶聚晶金刚石块体合成及表征

以圆葱碳(OLC₁₁, 1 100 ℃及1 Pa条件下退火处理纳米金刚石所得)为原料, 在500～1 400 ℃/4～6 GPa/5～30 min条件下烧结合成无添加剂纳米晶聚晶金刚石(NPCD)块体。XRD、HRTEM、FESEM、维氏硬度等分析表明, 高温高压烧结后, OLC₁₁转变为金刚石, 同时金刚石颗粒长大连接形成D-D型NPCD块体。NPCD主要由金刚石组成, 还含有石墨和少量无定形碳。NPCD内存在大量纳米孪晶。烧结温度对NPCD的晶粒尺寸、密度、维氏硬度影响较大, 烧结压力的影响较小。1 200 ℃/5.5 GPa/15 min合成的NPCD平均晶粒尺寸、密度和维氏硬度指标较好, 分别为10.7 nm、2.70 g/cm3和32 GPa。烧结过程中, 高温高压使得OLC₁₁石墨层由内而外破裂形成金刚石颗粒, 相邻OLC₁₁通过悬键连接形成金刚石大颗粒, 再通过D-D键键合形成NPCD块体。     

载Au纳米SiO_2催化剂的自组装制备及光谱研究

采用表面改性方法将硅烷偶联剂(MPTMS)接枝在纳米级SiO2表面,实现表面巯基化修饰。通过金硫键实现金纳米颗粒在SiO2载体上的自组装,高温固化得到Au/SiO2纳米复合结构催化剂。运用红外光谱、热分析仪、透射电镜、X射线衍射、原子吸收光谱和紫外-可见光谱等对其进行表征。结果表明,所得Au/SiO2纳米复合物结构稳定,金纳米颗粒均匀分布在SiO2表面,粒度小且无团聚现象。根据紫外-可见吸收光谱中吸收峰的位置和强度能够对复合催化剂中Au组分的粒径大小及含量进行快速、准确的定性及定量分析。在实验负载量范围内,Au/SiO2催化剂在520nm的吸光度与纳米金的负载量成线性关系,线性相关系数为0.997。