纳米复合含能材料的制备方法、复合体系及其性能的研究进展

纳米复合含能材料是目前世界各国军事领域重点发展的新型含能材料。纳米复合含能材料的特征主要体现在纳米级到原子级上的反应性组分的紧密混合,其具有比表面积大、化学反应活性高、扩散距离短、反应物之间接触面积很大等优点,促进了复合含能材料的快速燃烧和高效能量释放。纳米复合含能材料的高能量密度以及高能量释放速率吸引了研究人员的广泛关注,因此纳米复合含能材料的制备研究发展迅速。常用的制备方法有溶胶-凝胶法、高能球磨法、溶剂-非溶剂法、喷雾干燥法、超临界流体法等;新型的制备方法有喷雾闪蒸、两步法、自组装法等。另外,将多种制备工艺相结合以制备性能更优异的纳米复合含能材料也是一种途径。纳米复合含能材料体系主要有四种:(1)单质炸药/氧化剂分散在连续介质中的纳米复合材料;(2)亚稳态分子间复合物(MICs);(3)碳纳米管基复合含能材料;(4)纳米多孔硅/氧化剂复合含能材料。根据不同复合体系的反应物特点,需要选用适宜的制备方法,同时,不同的复合体系也有其适合的应用领域。本文从纳米复合含能材料的制备方法、纳米复合含能材料的复合体系及其性能两方面,详尽地介绍了纳米复合含能材料的常规制备方法和新型制备方法,并归纳了四类主要复合体系的组分特点及典型配方性能。     

复合材料领域中的纳米技术进展

纳米技术是当代制备材料的新技术,本文作者概要地叙述了纳米粒子的结构特征,并介绍了五种纳米复合材料制备技术——直接分散法、 原位聚合法、前驱体法、 原位插入聚合法、sol-gel技术的机理和特点,及所制备材料的性能,并对纳米复合高聚物进行前途展望。      

激光-感应复合加热法制备（纳米）粉体技术及其应用

本文介绍了一种具有高产率和高产量的激光-感应复合加热法制备（纳米）粉体技术的基本原理,以及利用这一技术制备出的（纳米）粉体材料在含能材料、宫内节育器、气敏传感器、聚合物基有序纳米复合材料和氧化铝基陶瓷复合材料制备等领域应用情况。     

基于Fe3O4纳米粒子的磁性荧光复合材料研究进展

以磁性Fe3O4纳米粒子为切入点,综述了Fe3O4纳米粒子与发光量子点、镧系稀土离子掺杂化合物以及有机荧光材料复合而得到的纳米复合微粒的制备方法、复合方式、性能特点等;总结了基于Fe3O4纳米粒子的磁光双功能复合材料在材料科学与生物医学等方面的应用,并展望了磁光纳米复合材料的应用前景。     

有机/无机纳米复合材料的研究进展

近年来纳米科技得到了迅速发展,由无机纳米粒子与聚合物复合制备的有机/无机纳米复合材料成为现代材料科技发展的重要方向.概述了有机/无机纳米复合材料的制备方法和性能特点;介绍了有机/无机纳米复合材料的应用领域,最后对它的发展前景进行了展望.     

石墨烯基超级电容器电极材料研究进展

石墨烯基纳米复合材料是制备超级电容器电极的重要原料之一,也是当下的研究热点。首先介绍了石墨烯/导电聚合物、石墨烯/金属氧化物两类二元纳米复合材料的特点及其制备方法;再介绍了三种不同结构类型的石墨烯/导电聚合物/金属氧化物三元纳米复合材料,并通过分析其结构特点,说明其优势与不足;最后简要介绍了石墨烯与金属硫化物、贵金属粒子以及其他碳材料复合的研究现状。通过分析可知,目前石墨烯基纳米复合材料仍存在较多不足之处,寻求快速、绿色、经济的方法制备能有效提高超级电容器电化学性能的石墨烯基纳米复合材料,将是未来的发展方向。     

溶胶-凝胶法制备Ag纳米粒子镶嵌的TeO2-SiO2 玻璃及其非线性光学性能研究

通过将银纳米粒子分散在TeO_2-SiO_2复合凝胶中制备了镶嵌型Ag/TeO_2-SiO_2复合凝胶玻璃材料。在水溶液体系中以二氧化碲和正硅酸乙酯为先驱体制备TeO_2-SiO_2复合溶胶,避免使用醇溶液体系,溶胶体系稳定性好。首先用抗坏血酸还原AgNO3的方法制备纳米银粒子,然后将其与TeO_2-SiO_2复合溶胶混合,再经老化成型即得到镶嵌型Ag/TeO_2-SiO_2复合凝胶玻璃材料。SEM显示Ag纳米粒子呈球形,直径为50~100nm,均匀分散在TeO_2-SiO_2凝胶基质中。采用Z扫描技术测试了复合材料的非线性光学吸收性能,结果表明该复合材料具有良好的非线性光学特性。分析认为,这种镶嵌型结构以及TeO2的三角双锥体结构是该材料表现出良好非线性光学性能的重要原因。     

聚合物／石墨纳米复合材料的研究进展

简介了石墨的结构特征；阐述了聚合物／石墨纳米复合材料的研究意义；综合评述了聚合物／石墨纳米复合材料的制备方法，其中，特别详细叙述了插层复合技术；介绍了若干知名学者在聚合物／无机粒子／石墨纳米复合材料方面所做的工作，并指出，作者在上述成果的基础上研发出的“反胶束模板—原位聚合纳米复合技术”，能使独特的结构特征和优异的综合性能完美地结合起来，使材料刚柔并济，并将其性能提高到空前的高度。最后，作者展望了本研究领域的发展前景。     

La掺杂纳米ZnO/硅藻土复合材料的制备及其对甲醛气体的降解性能

用两相界面法合成一系列不同含量的稀土La掺杂的ZnO纳米粒子,然后用三氯乙酸对ZnO纳米粒子进行表面活化并与酸处理后的硅藻土混合,用溶胶凝胶技术制备了改性ZnO/硅藻土复合材料。使用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等手段对所制备的材料进行表征,研究了改性纳米ZnO/硅藻土复合材料对甲醛的降解性能。结果表明:与纯ZnO材料相比,La掺杂使ZnO复合纳米材料在可见光区域降解甲醛的性能大幅度提高。     

纳米Al2O3/尼龙复合材料的制备及性能表征

为了提高单体浇铸尼龙6的高温性能,用纳米Al2O3对单体浇铸尼龙尼龙进行填充增强,采用原位聚合技术制备了纳米Al2O3/尼龙复合材料(简称NA/MCN),用万能材料试验机测试了复合材料的拉伸强度,用扫描电镜观察了断口形貌特征,通过动态热机械分析仪对材料的热机械性能进行了表征,并与微米Al2O3增强铸型尼龙复合材料进行了对比分析,研究了粒子的粒径、粒子含量对复合材料拉伸强度和热力学性能的影响.采用傅里叶红外光谱研究了复合材料的结构.结果表明,复合材料的拉伸强度和玻璃化温度比尼龙基体明显提高,而储能模量的变化不大,纳米粒子增强尼龙复合材料的拉伸强度和玻璃化转变温度明显高于微米粒子增强尼龙复合材料;并且纳米氧化铝与尼龙基体之间存在化学相互作用.