聚酰亚胺/银复合薄膜的制备及表面微结构表征

聚酰亚胺(PI)是一种具有优异性能的聚合物材料,广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域。近年来,对聚酰亚胺材料的研究正朝着高性能化、多功能化和低成本化方向发展。其中聚酰亚胺/银(PI/Ag)复合薄膜是近年来研究异常活跃的领域,表面银层的存在使复合薄膜获得优异的光学性能、电性能和磁性能。本文采用离子交换技术制备聚酰亚胺/银(PI/Ag)复合薄膜。首先,PI薄膜在氢氧化钾(KOH)溶液的作用下进行表面化学刻蚀,然后在硝酸银溶液(AgNO)的作用下进行离子交换,在3PI薄膜表面形成了含有Ag+的复合层。最后,附有Ag+的PI薄膜经过热处理后重新亚胺化使Ag+形成Ag。对复合薄膜分别进行了扫描电镜测试(SEM)、原子力显微镜测试(AFM)、X射线衍射(XRD)性能表征。SEM的测试结果表明复合薄膜表面银层的致密程度随着AgNO3处理时间和浓度的增加而增加,但是当AgNO3处理时间和浓度继续增加到一定程度时反而减少;AFM的测试结构表明随着Ag NO3处理时间的增加,薄膜表面银层平整度增加,对于AgNO3处理浓度而言,取0.04M左右为宜。XRD测试表明薄膜表面纳米Ag颗粒的结晶性能良好,均为面心立方结构。     

用于光催化生产过氧化氢的聚氯乙烯复合材料的制备及其性能研究

光催化生产过氧化氢(H₂O₂)在将太阳能转化为化学能方面具有广阔的应用前景。然而传统的粉末催化剂面临回收困难，二次污染等问题。文章在聚氯乙烯(PVC)薄膜上负载ZnO光催化剂制备了用于光催化H₂O₂生成的PVC/ZnO复合薄膜，并对其光催化性能、催化机理以及稳定性进行研究。结果表明：PVC/ZnO-0.4复合薄膜表现出最佳的光催化性能，60 min内H₂O₂累计浓度达到165.15μmol/L。催化机理研究表明，二电子氧还原生成H₂O₂。循环稳定性研究表明，PVC/ZnO复合薄膜具有优异的循环性能以及稳定性。制备的PVC/ZnO复合光催化薄膜可以有效避免催化剂损失，从而提高光催化材料整体的催化性能。     

高导电纳米银/聚酰亚胺复合薄膜的制备及其性能研究

通过对聚酰亚胺(PI)薄膜进行碱溶液水解、离子交换和热处理制备出具有表面导电性的聚酰亚胺银复合薄膜,并研究了影响聚酰亚胺银复合薄膜导电性的因素。结果表明,一定的薄膜厚度、碱溶液处理时间、合适的固化时间和固化温度都有利于制备出高导电性的复合薄膜。该复合薄膜保持了聚酰亚胺薄膜的基本力学性能,并且银原子与聚合物之间有良好的黏附性能。该制备方法简单,成本低,易于大规模生产。     

水热合成二氧化钛薄膜及光催化反应器的研究

采用水热合成法制备纯二氧化钛薄膜,并且利用石英螺旋管自制光催化反应器。在紫外光的照射下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物。确定了水热合成高催化性能二氧化钛薄膜的适宜水热合成条件及自制光催化反应器最佳工艺参数:在紫外光照射下,水热合成反应温度为160℃,反应时间为6 h,原料TiCl4的浓度为1 mol/L时,制备的TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到了27.5%。自制光催化反应器的最佳工艺参数为:亚甲基蓝溶液p H值为7.7,反应器长度45cm,反应器亚甲基蓝溶液进入速率10 r/min,反射面距反应器距离5 cm,该条件下的自制光催化反应器的降解率为45.5%。     

Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性.实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化.对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论.     

微乳液调控制备ZnO微米花薄膜及其光催化性能

与粉体催化剂相比,薄膜催化剂具有操作简单、回收便利、可重复利用等特点。实验分别利用微乳液法和蒸发诱导自组装法在锌箔基底上制备了ZnO多级结构微米花以及ZnO微米棒2种结构薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对其物相、形貌进行了表征。以罗丹明B溶液为研究体系,采用荧光分光光度计和高效液相色谱仪考察了2种薄膜催化剂对罗丹明B溶液的光催化性能。实验表明:微乳液法制备的ZnO多级结构微米花薄膜催化剂与蒸发诱导自组装法制备的ZnO微米棒薄膜催化剂相比具有更好的光催化性能。在紫外光(300W)照射下,微米花薄膜催化剂3h可使罗丹明B溶液的降解率达到97%,远高于微米棒薄膜催化剂的87%,微米花薄膜催化剂重复使用5次后,其降解率只从最初的97%降到90%,具有较好的光催化稳定性。     

ZSM-5/MCM-41复合分子筛的制备及对乙醇脱水的催化活性

以微孔ZSM-5分子筛为母体,采用NaOH溶液对其进行预处理,再在水热条件下以十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）为模板剂制备了ZSM-5/MCM-41介微孔复合分子筛,考察了预处理温度、晶化温度等因素对复合分子筛结构和形貌的影响。进一步考察了该复合分子筛催化剂在乙醇脱水反应中的催化活性。结果表明,ZSM-5分子筛在2.0 mol/L NaOH溶液中于110℃预处理20 h,再于110℃水热晶化20 h制备的分子筛具有良好的介微孔复合结构;该复合分子筛经NH4NO3溶液离子交换制备的氢型催化剂在乙醇脱水催化反应中表现出良好的性能。当乙醇WHSV=0.5 h-1时,最佳反应温度为240～255℃,乙醇转化率〉99%,乙烯选择性〉96%。     

一种共聚型聚酰亚胺的合成条件探究与性能表征

采用溶液缩聚合法制备了聚酰亚胺(PI)薄膜,讨论了反应时间、反应温度、固体质量分数等对PI性能的影响。以共聚合的方式在溶液中进行缩聚合得到聚酰胺酸(PAA),PAA经过高温酰亚胺化得到PI薄膜。结果表明:反应时间、反应温度、固体质量分数的改变对PI的结构和性能均有明显的影响;在低温,反应时间为48 h,固体质量分数为20%时,合成的PI性能更优;PI薄膜在20℃及固体质量分数为10%时的结晶性能更好,热膨胀系数最低,为15.26μm/℃。     

电泳法制备二氧化钛/多壁碳纳米管薄膜及其光催化降解罗丹明B的性能

用电泳沉积法在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃上制备了TiO2/多壁碳纳米管(MWCNTs)纳米复合薄膜。对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行表征。以罗丹明B为模拟污染物对薄膜的光催化活性进行测定,讨论了罗丹明B溶液的pH值、通入气体以及不同辐射光波对薄膜光催化性能的影响。结果表明:制备的TiO2/MWCNTs薄膜是粒子结合紧密、粒径和孔径分布均匀的介孔纳米复合薄膜。该薄膜具有较高的光催化活性,以卤钨灯光照120min,对罗丹明B的降解率达到92.4%,是TiO2薄膜的1.2倍。复合薄膜光催化活性的提高,主要归因于膜层中形成TiO2/MWCNTs异质结和良好的碳纳米管电子通道,以及薄膜对O2和激发电子还原反应的催化作用。     

P-Mo-V/TiO_2膜状光催化剂的性能及光催化动力学

以钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂,二乙醇胺为抑制剂,采用溶胶—凝胶法,制备了玻璃片负载P-Mo-V杂多酸/TiO_2膜状光催化剂,分别在紫外光和太阳光下用中性红溶液进行光催化降解实验,研究了掺杂量对二氧化钛薄膜光催化性能的影响。实验结果表明:在太阳光和紫外光下,掺杂P-Mo-V/TiO_2膜比纯TiO_2薄膜光催化活性好,掺杂降低了光催化降解活化能;拟合紫外光下两种光催化膜降解中性红为一级反应,并求得活化能分别为E=38241.07J/mol,52576.07J/mol。制备的两种薄膜光催化剂可以重复利用。     

兼具导电及抗原子氧性能的复合薄膜制备及性能

聚酰亚胺薄膜因其良好的耐热性和绝缘性在航空航天应用广泛,但其容易在低地球轨道受到原子氧的侵蚀,使其各项优异性能退化至丧失。首先采用原位自金属化法对聚酰亚胺薄膜进行开环刻蚀、离子交换和热还原后,制备出PI/Ag的复合薄膜,基于PI/Ag的复合薄膜结合刮涂的方式在表面引入抵抗原子氧侵蚀的含硅聚酰亚胺,从而制备出两种浓度的PI/Ag/Si-PI复合薄膜。并对其进行XPS,SEM和抗原子氧辐照测试等表征,结果发现PI/Ag/Si-PI复合薄膜具有优良的抗原子氧性能,且较高浓度的效果更佳。表层Si-PI在原子氧辐照过程中形成致密的SiO_2来进一步抵抗原子氧的侵蚀,从而保护与其紧挨着的下层及导电银层,从而保证了兼具导电及抗原子氧性能的复合薄膜。     

改性纳米TiO_2/纤维素氨基甲酸酯复合薄膜的制备及性能研究

向纤维素氨基甲酸酯溶液中掺杂不同含量的改性纳米TiO_2,采用流延法制得具有光催化功能的改性纳米TiO_2/纤维素氨基甲酸酯复合薄膜。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透光性能测试、热分析仪(TG)、拉伸性能测试及光催化降解性能测试等方法对复合薄膜的结构及性能进行表征。结果表明,改性纳米TiO_2成功负载到复合薄膜上,并且对复合薄膜的结构有一定的影响;随着TiO_2含量的增加,复合薄膜透光性变差,抗紫外光能力明显增强,热稳定性能降低,拉伸强度减小;当改性纳米TiO_2含量为2%时,复合薄膜对甲基橙溶液的光降解率最高,达到100%,薄膜光催化降解性能最好。     

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

聚酰亚胺/钛酸钡复合薄膜的制备及性能

将钛酸钡(BT)粒子与聚酰胺酸溶液共混,亚胺化后得到聚酰亚胺(PI)包覆的BT(PI@BT)粒子.分别以BT粒子和PI@BT粒子为改性填料,通过原位聚合法制备了PI/BT和PI/PI@BT复合薄膜,对比了两种复合薄膜的结构与性能.结果表明:PI@BT粒子具有明显的核壳结构,较BT在PI基体中分散更均匀,从而有效地提高了...     

聚酰亚胺/二氧化钛复合薄膜的制备及性能研究

以联苯四甲酸二酐(BPDA)与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备出高粘度的聚酰胺酸溶液,然后将钛酸丁酯-乙酰丙酮溶液逐滴滴加均匀分散至聚酰胺酸溶液中,将PAA在玻璃板上涂膜经过高温亚胺化处理,最后制备PI/Ti O2复合薄膜。利用扫描电镜、傅里叶红外光谱对复合薄膜的化学结构进行表征;通过拉伸试验对复合薄膜的力学性能进行研究;采用热失重(TG)测试,对复合薄膜的热学性能进行表征。最终结果表明,所制备的复合薄膜中存在纳米Ti O2的空间网络结构,并且纳米Ti O2在薄膜中均匀分布,在Ti O2含量为2%左右时,复合薄膜的综合性能最优。     

多孔玻璃管复合TiO2薄膜光催化清除乙烯的研究

通过分相、酸处理工艺制备多孔玻璃管,利用溶胶-凝胶方法在多孔玻璃管上复合TiO2薄膜.在紫外灯的照射下,使乙烯通过复合有TiO2薄膜的多孔玻璃管所组成的反应床,用气相色谱仪检测光催化清除乙烯的效果,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热分析仪对多孔玻璃管的表面形貌、TiO2的晶型结构、热处理过程中的热反应过程进行分析表征.结果表明,分相、酸处理为720℃/12h、2mol/LHCl/72h条件下制备的多孔玻璃管复合TiO2薄膜对乙烯的清除效果良好.     

La3+掺杂CdS/TiO2复合膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶和旋涂工艺在普通玻璃表面制备La3+掺杂CdS/TiO2薄膜,采用XRD和UV-VIS等测试手段研究了CdS复合量、La3+掺杂量、焙烧温度和镀膜层数对La3+掺杂CdS/TiO2薄膜的结构、光学性能及光催化性能的影响.结果表明,经过合理掺杂和复合技术制备的TiO2纳米复合膜具有比单独掺杂或复合薄膜更好的光催化能力.当CdS的复合量40%(CdS/TiO2摩尔比0.4)、La3+掺杂量0.5%(La3+/Ti4+摩尔比0.005)、焙烧温度600℃、膜层数为6时,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,在太阳光下4 h对0.4 mg·L-1甲基蓝溶液的降解率可达到60%以上.     

黄铜基底上铜/锌复合氧化物薄膜的制备及光电化学性能研究

通过草酸腐蚀和热氧化在α-黄铜基底上制备出铜/锌复合氧化物薄膜,探究了草酸质量分数(0.1%~15.0%)和加入少量(0.1%~5.0%)乙酸对复合氧化膜光电化学性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等手段分析了复合薄膜的形貌、结构和表面化学特性。在0.1 mol/L Na_2SO_4电解液中测试了复合薄膜在零偏压下的可见光光电流响应。结果表明,经60°C的10.0%草酸腐蚀及300°C热氧化可制备出光电化学性能较好的氧化物薄膜,零偏压下的阴极光电流密度为19μA/cm~2。氧化膜中有纳米片和微米颗粒两种组织结构。10.0%草酸+1.0%乙酸的溶液腐蚀后热氧化制备的样品中由于微米颗粒的裂解而增大了氧化膜的比表面积,因此在零偏压下的阴极光电流密度增大到42μA/cm~2。     

FTO薄膜表面激光诱导制备ZnO纳米结构

采用磁控溅射法在FTO(掺氟二氧化锡)玻璃基底表面沉积金属Zn层,再将其置于双氧水溶液中,通过纳秒脉冲激光对其表面进行辐照处理来实现ZnO纳米结构的制备。研究了激光能量密度和扫描速率对ZnO纳米结构的形成和得到的ZnO纳米结构复合FTO(Zn O/FTO)薄膜表面形貌和光电性能的影响。结果表明,当Zn层厚度为200 nm时,可保证FTO薄膜表面既出现完整的Zn O纳米结构,又仅有少量Zn剩余。当激光能量密度为0.80 J/cm2,扫描速率为15 mm/s时,FTO薄膜表面制备出了均匀一致性最好的ZnO纳米结构,此时ZnO/FTO薄膜有最佳的光电性能,其在400～800 nm波段的平均透光率为70.18%,平均反射率为7.10%,方块电阻为9.23Ω。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃的制备及其光催化降解甲基橙性能

以溶胶-凝胶法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2胶体,并通过浸渍提拉法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃。以光催化能力(即对5 mg/L甲基橙溶液的降解率)和透光率为指标,通过正交试验考察了制备工艺对其性能的影响。增加镀膜次数可以增强薄膜玻璃的光催化性能,但是透光性降低。最优工艺为:镀膜5次、烘烤温度100℃、煅烧温度550℃、烘烤时间25 min、煅烧时间0.5 h。所得薄膜玻璃对甲基橙的光催化降解率和透光率分别达到81.8%和78.7%。对比相同条件下制备的TiO_2薄膜玻璃,Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃具有更好的光催化能力和更小的水接触角,意味着亲水性更好。