纳米TiO_2/交联淀粉复合微球的合成研究

在反相微乳液体系中通过原位聚合,制备了纳米TiO2/交联淀粉复合微球.通过红外光谱、扫描电镜、粒度分析等对复合微球的结构进行了表征.结果表明:复合微球形态圆整,平均粒径为21.2μm,表面多孔;N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与淀粉发生交联共聚,纳米TiO2粒子与淀粉发生羟基键合;复合微球的结晶度由于TiO2的存在显著降低.     

聚合物/无机纳米粒子复合微球化学制备的研究进展

聚合物/无机纳米粒子复合微球,具有良好的可设计性、流动性、热稳定性、功能基表面特性等优良的综合性能.聚合物/无机纳米粒子复合微球的形貌、粒径及分布、表面结构等可根据制备方法发生显著变化,从而影响其理化性能.本文综述了乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、两步复合法、自组装法、物理诱导和模板辅助法等化学方法在制备聚合物/无...     

SiO_2空心纳米微球的合成

为了改善聚合物粒子与SiO2粒子之间的亲和力及SiO2粒子在聚合物粒子表面的吸附,首先使用共单体4-乙烯基吡啶(4VP)功能化苯乙烯(PS)粒子,合成了聚(苯乙烯-共-4-乙烯基吡啶)(P(St-4VP))粒子。然后在NH4OH/乙醇介质中,将溶胶-凝胶法生成的SiO2粒子包覆在P(St-4VP)粒子表面,聚合物核被溶解得到SiO2空心纳米微球。随着P(St-4VP)粒子中共单体4VP含量以及正硅酸乙酯(TEOS)用量增加,SiO2空心纳米微球的壳层厚度增加,且壳层表面变得粗糙。随着PVP用量增加,SiO2空心纳米微球的平均尺寸下降,其壳层从松散粗糙变得致密光滑。NH4OH用量增加对SiO2空心纳米微球尺寸和形态的影响不大。     

SiO2/聚合物复合粒子研究进展

从 SiO2/聚合物复合粒子的界面作用机理、不同结构(核壳结构、微胶囊结构和杂化互穿网络结构)复合粒子的制备方法等方面综述了国内外最新研究进展,介绍了 SiO2/聚合物复合粒子在高性能涂料、中空微球制备等领域的应用,同时指出其目前存在的问题及发展前景。     

纳米TiO2表面接枝甲基丙烯酸甲酯的聚合反应

利用表面接枝的方法,在纳米TiO2上接枝偶联剂-γMPS(3-(三甲氧硅基)丙基异丁烯酸)形成"杂化"单体,通过加入引发剂引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)在粒子表面发生自由基聚合,形成PMMA/γ-MPS/TiO2纳米复合粒子。通过IR、元素分析、TGA等方法表征了PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的结构,定量研究了TiO2/-γMPS单体接枝率和转化率,PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的接枝率及其相应的影响因素。结果表明:PMMA以化学键的形式连接在纳米TiO2粒子表面并具有较高的接枝率。     

双亲性纳米TiO2复合粒子的制备与研究

采用疏水型硅烷偶联剂KH570表面接枝改性纳米TiO2,引入化学键结合的不饱和双键,再通过无皂乳液聚合法合成双亲性聚丙烯酸(PAA)-g-硅烷偶联剂KH570-g-纳米TiO2复合粒子.研究了偶联剂用量对纳米TiO2粒子分散性以及聚合条件对聚合物接枝率变化和微观形态的影响.红外光谱和热重测试分析结果表明,纳米TiO2表面偶联剂接枝率为7.62％,聚合物接枝率达61.3％;透射电镜观察表明,偶联剂处理使纳米TiO2的亲油性和分散性均提高,聚合物接枝后的复合粒子能够在有机溶剂中分散均匀且粒径增加至30nm左右.     

水热法制备SiO_2@Ag果莓状复合微球及其催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂和稳定剂,通过一步高温水热法,直接在SiO_2微球表面上沉积Ag纳米粒子,制备果莓状SiO_2@Ag纳米复合微球。采用TEM、XRD、UV-Vis和FT-IR对SiO_2@Ag纳米复合微球的形貌与结构等进行表征。以碱性有机染料罗丹明B(RhB)为降解物,NaBH_4为还原剂,研究了所制备的纳米复合微球在常温、可见光条件下的催化性能。结果表明:通过水热法可以有效地将Ag纳米粒子直接沉积到SiO_2微球表面,得到果莓状SiO_2@Ag纳米复合微球,其中Ag纳米粒子粒径为10nm左右。该纳米复合微球对有机染料RhB的降解具有很好催化效果,降解率为85.17%。     

Ag-TiO_2空心复合微球制备及其光催化性能

为了提高空心TiO2的光催化活性和拓展其对可见光的响应,以聚苯乙烯为模板合成TiO2空心微球,再通过KBH4还原AgNO3,制备了TiO2空心壳层表面载有Ag单质粒子的复合微球。利用SEM、TEM、XRD和EDS对Ag-TiO2空心微球的形貌结构和组成进行表征,并以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究该复合微球的光催化性能。在紫外光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球2h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高23.8%;在可见光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球在6h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高28.2%。结果表明,壳层表面载有适量Ag单质粒子的空心TiO2复合微球,其光催化活性和对可见光的响应显著高于纯空心TiO2微球。     

Pickering细乳液法制备无机聚合物复合中空微球

采用有机胺催化水解正硅酸乙酯生成SiO_2纳米粒子,经硅烷偶联剂改性后,获得了两亲性的SiO_2纳米粒子。以其作为Pickering乳化剂,成功制备了稳定的Pickering细乳液并合成了无机聚合物复合中空微球。通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜和热重分析等测试手段对复合中空微球进行了表征。结果表明:引发剂为偶氮二异庚腈、交联剂用量为0.2%时合成了直径在1.5~2μm之间的复合中空微球。采用低温引发剂有利于合成均一粒径的中空微球;交联剂的用量能够改变微球的粒径大小;不同的单体类型会影响微球的粒径分布。     

纳米塑料包装材料的开发应用

一、纳米塑料有着优异的性能 纳米塑料是无机纳米粒子（硅酸盐、碳酸钙、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、云母、石英粉等）以纳米级尺寸（一般为1～100nm）均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料,也被称为聚合物基纳米复合材料。根据母体树脂不同可分类为纳米尼龙、纳米聚烯烃、纳米聚酯、纳米聚甲醛等。由于纳米粒子尺寸和彼此间距离非常近,     

二维和零维纳米材料协同增强的高性能纳米复合材料

将二维蒙脱土和零维纳米TiO_2共同复合到环氧树脂中,成功地制备出一种高性能有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。力学性能测试和热分析显示,该复合材料在拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、玻璃化转变温度、热分解温度上都明显优于纯环氧树脂,也优于有机蒙脱土/环氧树脂复合材料和纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。XRD检测和透射电子显微镜观察显示,在有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料中,蒙脱土被完全剥离为纳米单片,和纳米TiO_2交错分布于环氧树脂中。选择适宜的两种维度的纳米材料复合于聚合物中,是制备新型高性能复合材料的成功思路。     

复合材料添加剂对改性PTFE的摩擦转移膜的形成和稳定作用

采用金属铜的微米粒子和纳米粒子作为聚四氟乙烯(以下记为:PTFE)的改性添加剂,研究了改性后PTFE的摩擦学性能和摩擦转移膜的形成和稳定性。实验揭示了金属微米粒子和纳米粒子对聚合物摩擦转移膜的形成具有不同的机制,分析表明:单独使用微米添加剂或纳米添加剂在提高PTFE复合材料的摩擦学特性方面都具有各自的优势和不足。      

Thermal conductivity of polymer composites with close-packed structure of nano and micro fillers

Thermal conductivity of polymer composites with nano and micro fillers has been investigated numerically and experimentally. The nano fillers used were multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) and alumina nanoparticles, and the spherical alumina particles were selected as the micro fillers. A periodic unit cell with a random close-packed structure was created using a packing algorithm that treat the micro filler as spheres. Finite element analyses were also performed to predict the potential of nano fillers to enhance thermal conductivity of the composites and to analyze the effect of microstructure of micro fillers. Additionally, the polymer composites with nano and micro fillers were made and the thermal conductivity of the composites were measured. The results showed that the addition of MWNTs to the matrix lead to a large increase in thermal conductivity of the composites. The proposed thermal model predicted a thermal conductivity in good agreement with experiment.     

钒铁掺杂TiO_2微球的制备及其光催化性能研究

采用水热法在不使用模板剂的条件下合成了在水中分散良好、粒径为300～800nm、规则的锐钛矿型TiO2微球.用NH4VO3和FeC2O4按原子分数为0%、0.8%、1.6%、2.4%进行V5+、Fe3+掺杂;当TiO2质量浓度为0.134g/L、pH值为9时进行可见光降解20mg/L亚甲基蓝实验.结果表明,V掺杂的降解效果与P25粉接近,Fe掺杂有抑制光催化的效果,钒铁共掺杂则呈现出短期降解能力优于未掺杂微球,并且比P25粉沉淀得更彻底、更迅速.通过XRD、FTIR、SEM分析发现,TiO2微球是由粒径约为10nm的晶粒组成,V5+进入TiO2的晶格,Fe3+则以QFe2O3形式存在于微球中.     

多层次微观复合陶瓷的力学性能和优化分析研究

研究了不同层次微观复合陶瓷的力学性能随纳米和微米颗粒含量变化的影响。结果表明材料强度与韧性的改善与两种弥散相含量及其相对比例有关。优化分析可表征临界裂纹长度的变化规律, 当纳米SiC_n 含量为3～ 12vo l% , 材料内部的裂纹长度较小且随微米SiC_P 含量增加而略有增大。达到最大韧性时弥散相的优化体积分数(9. 7vo l% , 9. 7vo l% ) 要高于达到最大强度时的弥散相含量(7. 9vo l% , 7. 9vo l% ) , 表明韧性与强度最大值的组成点不一致, 其原因在于瓷体内部缺陷对其敏感程度不同。      

A device for the fabrication of multifunctional particles from microbubble suspensions

A novel V-junction microfluidic (VJM) device has been used to generate several types of particles from the break-up of bubbles. The flow rates of selected solutions and the gas pressure were adjusted in order to successfully generate monodisperse polymer coated microbubbles, which serve as a platform for particle generation. Uniform particles in both the nano and micro size ranges with different shapes were spontaneously generated from bubbles and have the potential to be used in several advanced technological applications.     

Solution Combustion Synthesis of TiO2 and Its Use for Fabrication of Photoelectrode for Dye-sensitized Solar Cell

Three different types of TiO2 nano powders were synthesized by a solution combustion synthesis (SCS) method using three different fuels and for comparison, another type of TiO2 nano powder was synthesized by calcination of titanyl hydroxide. These TiO2 nano powders were used to fabricate photoelectrodes for the dye-sensitized solar cell (DSSC) and their performance was compared to that of the DSSC fabricated with Degussa P25 TiO2. The results showed that the SCS TiO2 could work well as photoelectrode for DSSC. The SCS TiO2 contained impurities of C and/or S, thus exhibiting visible light absorption and reduced band gap. The open circuit voltage and the fill factor both varied little among the various TiO2 and thus both had little effect on the photoelectrical conversion efficiency (η). However, the variation of η was seen to be in quite a good agreement with that of the short circuit current (Isc), suggesting that η was dominated by Isc. Isc was found to be enhanced by light scattering effect due to the presence of large particles but reduced by high impurity content due to an increase in electron transfer resistance. In addition, the specific surface area of the powders was found to be an important factor affecting the Isc and thus the η.     

纳米TiO2微粒对2214铝合金微弧氧化膜微观结构及耐磨性能的影响

在含有不同浓度纳米TiO_2微粒的硅酸盐体系电解液中对2214铝合金进行微弧氧化处理,以在2214铝合金表面制备包含TiO_2的复合陶瓷膜。分别使用SEM、EDS、激光共聚焦显微镜、XRD、维氏硬度计、划痕仪和球盘式摩擦磨损试验机对复合陶瓷膜的微观结构、表面粗糙度、相成分、硬度、粘结强度、耐磨性能进行分析。结果表明:复合陶瓷膜主要由γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3、莫来石、锐钛矿型TiO_2和金红石型TiO_2组成,且随着电解液中TiO_2微粒浓度的增加,复合陶瓷膜表面的微孔数量显著减少,微孔尺寸显著减小。与不含TiO_2成分的微弧氧化陶瓷膜相比,复合陶瓷膜通过更低的摩擦系数和更小的磨损率展示了更好的耐磨性能。     

ATRP法在纳米TiO_2表面接枝PS及其对SBS的改性

通过溶胶-凝胶法制备金红石型纳米二氧化钛(TiO_2),再利用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米TiO_2表面接枝聚苯乙烯(PS),并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行改性。红外光谱、X射线光电子能谱及透射电镜测试结果表明,PS大分子链成功地接枝到纳米TiO_2粒子表面。力学性能、动态力学分析及热重分析测试结果显示,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能与热稳定性均明显优于纯SBS及SBS/TiO_2复合材料。经紫外光老化后,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能保持率最高。     

纳米TiO_2在液相中的分散性研究

探讨了纳米TiO2颗粒在水分散介质中的分散工艺,研究了机械搅拌、无机电解质、表面活性剂等对TiO2分散性的影响。研究结果表明,以水作分散介质,通过机械搅拌并加入无机电解质Na4P2O7·10H2O、(NaPO4)6和表面活性剂山梨醇、三乙醇胺、OP-10、SDBS,以及选择合适的pH值可制备出分散稳定性良好的纳米TiO2分散体系。