炭黑/PDMS光热超疏水涂层的制备及防冰除冰性能

通过在基材表面喷涂环氧树脂作为黏合剂,然后喷涂炭黑纳米粒子、聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)的共混液制备了一种炭黑/PDMS光热超疏水涂层.炭黑纳米粒子提供光热性能并使涂层具有微纳粗糙结构,结合PFDTES较低的表面能使涂层获得超疏水性能.制备涂层表面的水滴接触角高达161?,滚动角低至1.4?,呈现优异的超疏水性能,从而使水滴在玻璃表面结冰的时间由30 s延迟到160 s.涂层中炭黑所提供的光热转换效应使其表面的冰在太阳光照射下能迅速融化,并随自重自动脱落.此外,涂层的自清洁性能可防止表面在户外应用时遭受污染,有利于保护涂层的光热转换性能和长期光热除冰功能.     

聚芴醚酮超疏水喷涂纸及其性能

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)和纳米SiO2掺杂聚芴醚酮(PFEK),采用溶液喷涂法在纸张表面构筑了耐用的超疏水涂层.考察了PDMS和SiO2用量(以PFEK和N-甲基吡咯烷酮的质量为基准,下同)对纸张水接触角的影响.结果表明,当PDMS和SiO2用量均为2％时,纸张表面的水接触角达到最大值170?,滚动角最小值为1?,聚合物将SiO2固定在纸张纤维上,使其表面呈现微纳米粗糙结构.超疏水性源于这种疏水粗糙表面下积蓄的空气对液滴浸润的抑制.制得的PFEK/PDMS/SiO2喷涂纸经过40个摩擦周期或12次对折测试后,其水接触角仍达到150°以上,能够维持超疏水性能,并具有较好的机械稳定性.拉伸测试表明,涂层将普通纸张的拉伸强度从10.1 MPa增强到37.8 MPa,在水中浸泡15 min后,该喷涂纸的拉伸强度为25 MPa,仍具有较好的力学性能.另外,PFEK/PDMS/SiO2喷涂纸能够抵抗黏稠泥土的污染,表现良好的自清洁性能.     

高强度PVDF/CB/PDMS复合薄膜的制备以及光热性能研究

通过浸渍喷涂法制备了聚偏二氟乙烯/炭黑/聚二甲基硅氧烷（PVDF/CB/PDMS）复合光热薄膜，并对其光热转换性能、蒸发性能以及循环性能进行了研究。结果表明：PVDF/CB和PVDF/CB/PDMS均可以吸收90%的太阳光，表面温度达到48℃。PVDF/CB-0.25/PDMS上层疏水下层亲水结构可以有效提高蒸发性能，1 h内蒸发量达到1.89 kg/m2。在模拟海水淡化实验中，PVDF/CB-0.25/PDMS的蒸发量达到1.82 kg/m2。PDMS的加入，使PVDF/CB-0.25/PDMS在多次循环下仍能保持稳定的蒸发性能，增加经济效益。因此，制备的PVDF/CB/PDMS光热膜可以有效地用于海水淡化领域。     

纳米杂化耐磨超疏水环氧树脂涂层的构筑及性能

采用层层组装法通过十八烷基胺（C18-NH2）、正硅酸乙酯（TEOS）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）合成出长链烷基改性纳米粒C18-NH2/570@SiO2,将其引入有机硅改性环氧树脂,制备得到耐摩擦性能优异的超疏水环氧树脂涂层C18-NH2@SiO2/DE51。采用FT-IR、XRD、XPS、TEM、AFM等对纳米粒子的结构以及涂层的成膜形貌进行表征。结果表明,长链烷基纳米粒成功引入聚合物链段中,并且涂层表面喷涂C18-NH2/570@SiO2后表面粗糙度明显提高。通过接触角、透光率、自清洁、耐酸碱和耐摩擦测试表明,当喷涂质量分数为0.8%的纳米粒子时,改性后的环氧树脂涂层接触角可以达到150.6±0.6°,滚动角可达到7.8±0.4°,透光率可达到91.98%,拥有良好的自清洁、耐酸碱和耐摩擦性能并且摩擦次数可达到1500次以上。     

喷涂法制备硅藻土/Al2O3超疏水涂层的研究

以微米级硅藻土和纳米级氧化铝粒子为原料，构筑具有一定粗糙结构的表面，以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMOS）为低表面能改性剂，以环氧树脂为粘接剂，制得硅藻土/Al2O3基复合超疏水涂层。首先，通过HDTMOS水解液对硅藻土和氧化铝粒子进行表面改性，再加入环氧树脂溶液获得悬浮液，采用喷涂法将上述悬浮液喷涂于基底表面，经加热固化后得到超疏水涂层。通过单因素实验筛选出最佳制备工艺（ V(HTDMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1；m(硅藻土)∶m(Al2O3) =1.5∶0.8；m(E51)∶m(丙酮) =1∶5），其表面水静态接触角高达163.4°，扫描电镜观察其表面呈粗糙度均匀的微观分级结构。涂层适用于滤纸、木块、不锈钢板等多种基底，均可表现出优异的超疏水性能。同时，该涂层经过100次的循环磨损实验后，其表面水静态接触角仍高达146.3°。     

PDMS改性蓖麻油基水性聚氨酯的制备及防污性能

本研究以低成本的二甲基二甲氧基硅烷为主要原料，通过水解缩合反应制备合成了聚二甲基硅氧烷（PDMS），进而将其引入蓖麻油基水性聚氨酯（CWPU-SOP）中制备了具有防污性能的蓖麻油基水性聚氨酯(PDMS/CWPU-SOP)。结果表明，当PDMS引入量为8%时，与CWPU-SOP薄膜相比，PDMS/CWPU-SOP薄膜接触角提高了25?，达110?，PDMS/CWPU-SOP薄膜的吸水率下降了7%，为15%；PDMS提高了薄膜疏水性和耐水性。PDMS/CWPU-SOP薄膜在不同酸碱性的液滴在其表面可自由滚落且不留痕迹，具有一定的防污性能。     

碳黑/PDMS超疏水涂层的制备及防冰性能 (急)

固体表面冰的形成和累积引起了一系列的安全问题同时造成了巨大的经济损失。因此，防冰对减少冰灾和经济损失具有重要意义。通过喷涂方法在基质上喷涂碳黑纳米粒子、聚二甲基硅氧烷 (PDMS)以及十七氟葵基三乙氧基硅烷 (PFDTES)的混合液制备了一种具有防冰性能的碳黑/PDMS超疏水涂层。碳黑使涂层具有微纳粗糙结构，PDMS作为粘合剂增加涂层的牢度，PFDTES赋予表面较低的表面能。所制备的涂层具有优异的超疏水性能，使水滴在表面结冰的时间延迟到160 s，是普通玻璃结冰时间的5倍多。同时，冰的粘附强度也大大的减小。此外，涂层还展现出优异的自清洁性能、耐酸、碱、盐腐蚀和耐紫外灯照射性能。     

PDA/SiO2改性聚氨酯制备含结构色复合材料

采用改良St?ber法制得187、245、274 nm 3种粒径的SiO2微球，使用聚多巴胺（PDA）对SiO2微球进行包覆，制备了蓝色、绿色、红色3种不同颜色的非晶光子晶体PDA/SiO2（APCs）；将非晶光子晶体PDA/SiO2引入聚氨酯（PU）制得复合材料PDA/SiO2/PU 。利用FT-IR、CA、SEM、TEM、UV-Vis、DLS及万能试验机对PDA/SiO2及复合材料PDA/SiO2/PU的结构与性能进行表征分析。结果表明：APCs的颜色取决于SiO2微球的粒径；通过调节PDA的包覆量可调整APCs的色彩饱和度；APCs引入PU后可得到呈暗红结构色聚氨酯，其最大拉伸强度可达40.28 MPa，水接触角达113°，使得聚氨酯具有结构生色性和优异的机械性能与疏水性。     

CNCs增强相分离法构建PVDF/PDMS超疏水表面

采用非诱导相分离法，通过将纤维素纳米晶（CNCs）与两种聚合物（聚偏二氟乙烯和聚二甲基硅氧烷）进行结合，利用CNCs之间的静电排斥力及其高比表面积特性，有效降低相分离过程中聚合物的聚集，减小了颗粒尺寸，增强了颗粒分散性，在棉布、木板和玻璃表面构造了精细均匀的微纳米粗糙结构。采用FTIR、SEM、AFM、接触角测量仪、3D光学轮廓仪对CNCs和超疏水表面的形貌、结构和超疏水性进行表征。研究发现，棉布、木板和玻璃表面的水接触角分别最高可达158 °、156.8 °和153.8 °，滚动角最低分别为2 °、2.7 °和3.4 °，呈现出明显的超疏水特征。经过机械摩擦（500余次）、酸碱处理（pH 1～13）、温度变化（–40～40°C）以及紫外光照射（0～320 h）后，基材表面仍具有较好的超疏水性。此外，基材具有优异的自清洁性和油水分离效率，超疏水棉布的最高分离效率可达98.4%。     

TiO2/SiO2复合薄膜的制备及其自清洁性能

利用热陈化法得到的纳米TiO2粒子及SiO2聚合物胶粒通过浸渍-提拉技术制备了具有自清洁功能的TiO2/SiO2复合薄膜。考察了SiO2的复合比例对薄膜的表面形貌、透光率、光致亲水及自清洁性能的影响。随着SiO2复合体积分数的增大,薄膜的表面粗糙度、可见光透过率、光致亲水及自清洁性能显示了相似的变化规律。即在V(SiO2)=25%左右时,薄膜的各项特性或性能达到最大值或最小值。该薄膜在室外放置28天后,仍能显示超亲水性能。     

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子 ,在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜 ,经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征 ,发现TiO2 以 12 .6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为 2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验 ,两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～12 0个 /g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 .2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和 3 3 .3 %～ 83 .3 %。     

锂离子电池正极材料LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2的制备与性能

采用Co2+浓度递增的金属离子混合溶液分次共沉淀方法制备Ni1/2Co1/6Mn1/3(OH)2,以其为前驱体,通过高温固相反应得到具有Co含量梯度的层状LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2,探讨了焙烧温度及Co含量梯度对材料的结构和电化学性能的影响. 通过X射线衍射、扫描电镜、热重分析及恒电流充放电测试对合成的样品进行了表征. 结果表明,700℃合成产物即具有类LiNiO2的六方层状结构,800和850℃合成产物阳离子排列有序度高,层状结构显著. 材料结晶度好,粒度均匀,粒径在亚微米级. 合成温度800℃的梯度材料具有最佳的电化学性能, 2.5~4.2 V, 0.1 C倍率充放电50次后,梯度材料的容量仍保持在171.2 mA×h/g. 相同的焙烧温度,梯度材料比均匀材料的电化学性能更加优异.     

SiO_2/环氧树脂纳米超疏水材料的制备及其性能研究

利用十六烷基三甲氧基硅烷为改性剂直接对SiO_2进行改性,使硅烷中的甲氧基和带亲水性羟基的SiO_2反应,破坏纳米SiO_2中的羟基,改变其亲水性,使其同时具备亲油性和疏水性,同时以环氧树脂作为复合材料的骨架,使其成为可以有固定形状且具有涂抹性和吸附性的超疏水材料。     

Nanostructured Al-ZnO/CdSe/Cu2O ETA solar cells on Al-ZnO film/quartz glass templates

ABSTRACT: The quartz/Al-ZnO film/nanostructured Al-ZnO/CdSe/Cu2O extremely thin absorber solar cell has been successfully realized. The Al-doped ZnO one-dimensional nanostructures on quartz templates covered by a sputtering Al-doped ZnO film was used as the n-type electrode. A 19- to 35-nm-thin layer of CdSe absorber was deposited by radio frequency magnetron sputtering, coating the ZnO nanostructures. The voids between the Al-ZnO/CdSe nanostructures were filled with p-type Cu2O, and therefore, the entire assembly formed a p-i-n junction. The cell shows the energy conversion efficiency as high as 3.16%, which is an interesting option for developing new solar cell devices.PACS: 88.40.jp; 73.40.Lq; 73.50.Pz.     

Optimal synthesis and new understanding of P2-type Na2/3Mn1/2Fe1/4Co1/4O2 as an advanced cathode material in sodium-ion batteries with improved cycle stability

A sol-gel method with ethylene diamine tetraacetic acid and citric acid as co-chelates is employed for the synthesis of P2-type Na_2/3Mn_1/2Fe_1/4Co_1/4O₂ as cathode material for sodium-ion batteries. Among the various calcination temperatures, the Na_2/3Mn_1/2Fe_1/4Co_1/4O₂ with a pure P2-type phase calcined at 900 °C demonstrates the best cycle capacity, with a first discharge capacity of 157 mA h g^?1 and a capacity retention of 91 mA h g^?1 after 100 cycles. For comparison, the classic P2-type Na_2/3Mn_1/2Fe_1/2O₂ cathode prepared under the same conditions shows a comparable first discharge capacity of 150 mA h g^?1 but poorer cycling stability, with a capacity retention of only 42 mA h g^?1 after 100 cycles. Based on X-ray photoelectron spectroscopy, the introduction of cobalt together with sol-gel synthesis solves the severe capacity decay problem of P2-type Na_2/3Mn_1/2Fe_1/2O₂ by reducing the content of Mn and slowing down the loss of Mn on the surface of the Na_2/3Mn_1/2Fe_1/4Co_1/4O₂, as well as by improving the activity of Fe³⁺ and the stability of Fe⁴⁺ in the electrode. This research is the first to demonstrate the origin of the excellent cycle stability of Na_2/3Mn_1/2Fe_1/4Co_1/4O₂, which may provide a new strategy for the development of electrode materials for use in sodium-ion batteries.     

纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3的催化性能

In order to minimize the pollution of ferrous sulfate, a by-product of titanium dioxide, and increase the yield of synthetic ester, the SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid has been produced by chemical precipitation and its micrographs was determined by SEM. The effect of preparation conditions of SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid on catalysis synthesis butyl acetate and synthesis conditions of butyl acetate were studied. From experimental data, as compared with liquid acid, SO4^2-/Fe2O3 nanosolid superacid showed higher catalytic performance in catalytic synthesis of butyl acetate, and the yield of butyl acetate was obviously increased in the same reaction time.     

二氧化硅/聚噻吩复合吸附剂处理Pb2+和Cd2+

绿色环保、高效等特点是吸附剂发展的趋势。以溶胶-溶剂热法合成了SiO₂,再与聚噻吩反应合成了SiO₂/聚噻吩复合材料。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)以及Zeta电位对复合材料进行了表征分析。SiO₂/聚噻吩是表面粗糙的球形,且表面带有负电荷。SiO₂/聚噻吩复合材料用于吸附Pb²⁺和Cd²⁺离子,改变吸附过程中的变量来研究吸附过程的影响因素,通过探讨动力学和等温线模型来研究其吸附机理。研究结果表明,pH通过改变SiO₂/聚噻吩表面的电荷数来影响吸附性能,吸附容量与吸附剂的量不呈正相关。同时得知,SiO₂/聚噻吩吸附剂吸附Pb²⁺和Cd²⁺的过程符合拟二级动力学模型及Langmuir等温线模型。根据研究结果提出吸附机理:SiO₂/聚噻吩表面的负电荷吸引带有正电荷的重金属离子,以单分层的化学吸附为主吸附过程。     

Preparation of magnetic α-Fe2O3/ZnFe2O4@Ti3C2 MXene with excellent photocatalytic performance

The high conductivity Ti₃C₂ MXene with the unique lamellar nanostructure can effectively improve photoelectrocatalytic ability of composite as cocatalyst. In this paper, the magnetic α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄ heterojunctions were obtained using one-step hydrothermal synthesis. And α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄@Ti₃C₂ MXene photocatalyst can be easily obtained by ultrasonic assisted self-assembly approach for dispersing magnetic α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄ heterojunctions on Ti₃C₂ MXene surface. Due to the improving photoelectron ability, the α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄@Ti₃C₂ MXene was found to exhibit the higher photocatalytic ability than the α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄ heterojunctions in eliminating Rhodamine B (RhB) pollutant and toxic Cr(Ⅵ) in water. Even more important, as a magnetic composite, the 10 wt% α-Fe₂O₃/ZnFe₂O₄@Ti₃C₂ MXene photocatalyst exhibited the excellent reusability. The terrific photocatalytic ability is due to the numerous heterostructure interfaces, the increase of visible light harvesting and high conductivity.     

Al_2O_3/金属多相材料研究进展

阐述了Al2 O3 /金属多相材料的研究进展状况 ,对目前已经研究的体系、制备工艺、显微结构与性能以及目前存在的问题和发展趋势等进行了概括 ,重点对其功能化进行了比较详细的阐述。此外 ,也介绍了我们在功能化方面所得到的一些有用的结果。     

Electrochemical incineration of chloranilic acid using Ti/IrO2, Pb/PbO2 and Si/BDD electrodes

The electrochemical oxidation of chloranilic acid (CAA) has been studied in acidic media at Pb/PbO₂, boron-doped diamond (Si/BDD) and Ti/IrO₂ electrodes by bulk electrolysis experiments under galvanostatic control. The obtained results have clearly shown that the electrode material is an important parameter for the optimization of such processes, deciding of their mechanism and of the oxidation products. It has been observed that the oxidation of CAA generates several intermediates eventually leading to its complete mineralization. Different current efficiencies were obtained at Pb/PbO₂ and BDD, depending on the applied current density in the range from 6.3 to 50 mA cm⁻². Also the effect of the temperature on Pb/PbO₂ and BDD electrodes was studied.UV spectrometric measurements were carried out at all anodic materials, with applied current density of 25 and 50 mA cm⁻². These results showed a faster CAA elimination at the BDD electrode. Finally, a mechanism for the electrochemical oxidation of CAA has been proposed according to the results obtained with the HPLC technique.