NiO_x与活性炭协效催化聚丙烯成炭及燃烧性能

利用不同价态的镍的氧化物(Ni Ox)为脱氢催化剂,活性炭(AC)为成炭促进剂,制备出了高效成炭阻燃材料,并研究了Ni的价态和AC含量及配比对聚丙烯(PP)催化成炭中PP自身成炭的影响。实验结果表明,Ni O与AC协同具有显著的催化成炭效果,其成炭率最高可达到32.3%;热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)、热重分析表明PP/NiO/AC复合材料的HRR、MLR等燃烧特征参数均有所降低,具有较明显的阻燃性能和热稳定性;扫描电镜、高倍扫描电镜、透射电镜显示成炭结构为稳定的多壁碳纳米管(CNTs);X射线衍射结果表明NiO_x高温下还原成金属Ni,Ni作为活性中心催化PP脱氢裂解。     

膨胀型阻燃聚丙烯/La_2O_3复合材料的阻燃性能及机理EI北大核心CSCD

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配成膨胀型阻燃剂,氧化镧(La2O3)为阻燃协效剂,制备了阻燃性能良好的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料(PP/IFR)。研究了La2O3用量对PP/IFR体系阻燃性能的影响及阻燃协同作用机理。结果表明,添加少量的La2O3可显著提高PP的阻燃性能;当La2O3质量分数为1%时,PP/IFR的氧指数高达31.0%。热重分析(TGA)、红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(LRS)分析和电子扫描显微镜(SEM)观测结果表明,添加La2O3能促进残炭转化为聚芳烃结构,形成更多的结晶碳,提高炭层的强度,并催化IFR的酯化交联反应,形成更多的P-O-P和P-O-C交联网络结构。     

膨胀型阻燃聚丙烯/La2O3复合材料的阻燃性能及机理

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配成膨胀型阻燃剂,氧化镧(La2O3)为阻燃协效剂,制备了阻燃性能良好的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料(PP/IFR)。研究了La2O3用量对PP/IFR体系阻燃性能的影响及阻燃协同作用机理。结果表明,添加少量的La2O3可显著提高PP的阻燃性能;当La2O3质量分数为1%时,PP/IFR的氧指数高达31.0%。热重分析(TGA)、红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(LRS)分析和电子扫描显微镜(SEM)观测结果表明,添加La2O3能促进残炭转化为聚芳烃结构,形成更多的结晶碳,提高炭层的强度,并催化IFR的酯化交联反应,形成更多的P-O-P和P-O-C交联网络结构。     

苯甲酸功能化石墨烯-Al(OH)3协同阻燃聚丙烯

以氧化石墨（GO）为原料,制备了苯甲酸功能化石墨烯（BFG）,采用IR和XRD对BFG结构进行了表征。再将BFG作为阻燃协效剂添加到Al（OH）₃/聚丙烯（PP）中,研究不同质量比的BFG与Al（OH）₃对PP材料阻燃和力学性能的影响。通过对阻燃BFG-Al（OH）₃/PP复合材料进行极限氧指数（LOI）测试、热失重分析、锥形量热分析、拉伸测试及残炭SEM分析,考察BFG-Al（OH）₃/PP复合材料的阻燃性能和力学性能。研究结果表明,与其他阻燃PP相比,1.5wt% BFG-38.5wt% Al（OH）₃/PP的阻燃和力学性能最佳,LOI可达到24.6%,拉伸强度为20.64 MPa,且其热释放速率峰值和总热释放量比纯PP分别降低了51.5%和18.6%。     

硼酸锌对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了MPP/PEPA质量比和硼酸锌(ZB)用量对PP阻燃和力学性能的影响。结果表明:MPP/PEPA质量比为3∶2时,复配效果最好;添加少量的ZB即可显著提高材料的阻燃性能;当MPP/PEPA/ZB添加量分别为12%、8%和2%时,阻燃PP的氧指数高达35%,并具有较好的力学性能。TGA结果表明:添加ZB可以起催化MPP/PEPA酯化,促进成炭的作用;SEM分析表明,ZB可以起到稳定炭层,增加炭层厚度的作用。     

环保型无卤阻燃聚丙烯的研制

目前一些发达国家已开始禁止使用含各种卤素阻燃剂的塑料制品。随着我国环保标准的提高，减少使用或不使用卤素阻燃剂必将成为塑料行业的趋势，因此研制无卤、低烟的环堡型阻燃聚丙烯（PP）有着十分重要的现实意义。江苏技术师范学院应用材料研究所周健采用几种不同类型的无卤阻燃剂研制环保型阻燃聚丙烯（PP）。结果表明，Mg（OH）2复合阻燃体系和氮磷复合阻燃体系对PP均有良好的阻燃效果；研制的Mg（OH）2复合阻燃PP具有良好的阻燃性能和力学性能，并具有实际应用价值。     

β-环糊精-聚磷酸铵对黄麻/聚丙烯复合材料阻燃性能的影响

将黄麻纤维和聚丙烯纤维（PP）通过梳理、铺网和针刺的方式形成黄麻/PP复合材料毡,采用表面撒粉工艺,将阻燃剂β-环糊精（β-CD）、β-CD与聚磷酸铵（APP）复配热压后在黄麻/PP复合材料表面形成阻燃层,采用FTIR、极限氧指数测试仪、水平燃烧测试仪、锥形量热测试仪、热重分析测试仪、SEM及万能试验机等检测黄麻/PP复合材料阻燃性能、力学性能、成炭性能及样品表面微观形貌。结果表明:β-CD与APP复配后在黄麻/PP复合材料表面热压成膜可以显著提高复合材料的阻燃性能和热稳定性。当β-CD-APP复配阻燃剂质量分数为20wt%、β-CD与APP的质量比为1∶2时,黄麻/PP复合材料水平燃烧58 s后自熄,极限氧指数（LOI）值达到26.6%,根据日本JISD 1201—77标准,属于第三难燃等级材料,此时热释放速率和有效燃烧热值最小,700℃时的残炭量增加了11.68%。力学性能测试表明,在黄麻/PP复合材料表面增加阻燃层后,弯曲强度增加而拉伸强度不受影响。      

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的应用研究

以三氯硫磷、无水乙醇、对苯二胺为原料所合成的新型含磷、硫、氮的膨胀型阻燃剂(IFR),1,4-(O,O-二乙基硫代磷酰亚胺基)苯(DTPB)对聚丙烯(PP)进行阻燃,用热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)对阻燃PP的热性能进行了研究,利用氧指数仪测定了阻燃PP的极限氧指数(LOI)值,当阻燃剂含量为28%,LOI值为37.8%,并应用扫描电镜(SEM)对阻燃聚丙烯(FRPP)的残炭结构进行了研究,结果表明,该阻燃剂能够促进PP的成炭性,具有优良的阻燃PP性能。     

负载型金属氧化物在聚丙烯(PP)/氢氧化铝(ATH)阻燃体系中的协效催化阻燃作用

为解决氢氧化铝(ATH)阻燃聚丙烯(PP)存在高添加量低阻燃效率问题,文中采取了在PP/ATH体系中引入硼酸锌(ZnB)/负载型金属氧化物(WMS)复合协效剂的方法。研究结果表明,ZnB的引入解决了PP/ATH阻燃材料的阴燃问题,WMS的引入显著提高了PP/ATH体系的残炭率,降低了材料的热释放速率、总热释放量和质量损失速率,因而降低了材料的火灾危险性。而ZnB与WMS的协同使用则显著改善了材料的阻燃性能。WMS对PP/ATH阻燃体系的协效催化阻燃作用归因于其具有促进基体树脂PP大分子链自身参与凝聚相成炭的作用。     

膨胀阻燃剂对石蜡/聚丙烯相变材料热降解及相变储能性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭发泡剂(CFA)作为石蜡/聚丙烯定形相变材料(PCM)的膨胀阻燃剂。采用热重分析仪(TGA)分析阻燃石蜡/聚丙烯定形相变材料的热解特性,揭示了此体系的热稳定性,并以差示扫描量热仪(DSC)研究阻燃PCM的相变储能性能。结果表明:随着膨胀阻燃剂(CFA和APP)的添加,PCMs起始分解温度降低,残炭量由0.4%增加到17.1%,有效的提高了材料的阻燃性能和热稳定性。膨胀阻燃剂基本不影响相变材料的储能性能,但与聚丙烯(PP)的含量有关,PP含量越高,储能量越低,相变温度越滞后。     

Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4铁氧体的制备及其电磁损耗性能

以Zn(NO3)2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O和Fe(NO3)3.9H2O及柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,在1 200℃下煅烧3 h合成ZnFe2O4和Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体粉体。利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和红外光谱等测试手段对产物进行分析和表征。结果表明:ZnFe2O4和Ni0.5Zn0.5Fe2O4属于立方晶系尖晶石结构,结晶完整,晶粒大小在100 nm左右。在0.2~1.8 GHz的频率下对产品进行了电磁损耗性能测试,发现Ni0.5Zn0.5Fe2O4具有较好的电磁损耗特性。     

三元层状正极材料的制备与电化学性能研究

采用机械活化-高温固相法制备了锂离子电池正极材料LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2,研究了烧结时间与球磨时间对合成产物结构与性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌及电化学性能进行了表征。研究结果表明,优化实验条件下制得的材料具有良好的循环性能,在2.7～4.6V电压范围内,充放电电流值为20mA/g时,初始放电比容量为210.76mAh/g,30次循环后容量保持率为91.98%。     

纳米CdS对聚丙烯膨胀型阻燃剂的协同效应

将单组分膨胀型阻燃剂新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐(NPM)和纳米硫化镉(CdS)加入聚丙烯中进行阻燃处理,应用氧指数和热重分析评价了该体系的阻燃性能和纳米CdS的阻燃协同效应,当纳米CdS加入量达到1.0 phr时,可以观察到明显的协同效果.采用红外光谱、扫描电镜和X射线衍射对纳米CdS协同机理进行了分析,结果表明,纳米CdS能促进炭层的生成,并通过催化和交联作用而影响炭层结构.     

介孔氧化镍微球的水热-热分解法制备及其在血红蛋白直接电化学检测中的应用

以聚乙二醇-6000为模板剂,Ni(NO3)2.6H2O为镍源,通过微波水热法合成了Ni(OH)2前驱体微球,再采用热分解法最终获得介孔氧化镍微球,并对样品XRD、SEM、TEM和N2吸-脱附等结构表征。利用涂布法以离子液体为粘合剂,制备了固定血红蛋白(Hb)的复合工作电极,并对吸附于膜内的Hb电化学行为进行了研究。结果表明采用水热-热分解法可以获得直径为2.0μm颗粒堆积介孔氧化镍微球,该氧化镍微球具有高的比表面积(234m2/g)和窄的孔径分布(3.25nm)。循环伏安实验表明,在pH值=7.0的磷酸缓冲溶液中,Hb表现出一对峰型良好的准可逆氧化还原峰,为Hb Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰,对其直接电化学行为进行了研究,求出电位为-0.278V(vs Ag/AgCl),电子转移数为1.104,电荷传递系数为0.476,表观异相电子转移速率常数为0.775s-1。     

Highly dispersed PVP-supported Ir–Ni bimetallic nanoparticles as high performance catalyst for degradation of metanil yellow

Bimetallic nanoparticles, a new class of materials for catalysis, were intensively investigated. Highly dispersed Ir–Ni bimetallic nanoparticles with varying mole fractions were synthesized by modified polyol reduction method from the solution of iridium trichloride and nickel chloride in ethylene glycol, which acts as both solvent and reducing agent. The particles were characterized for their size, morphology and composition using various techniques like UV–Vis, Fourier transform infrared (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray photo electron spectroscopic (XPS) techniques. The synthesized nanoparticles were in pseudo-spherical morphology and utilized as catalyst for the degradation of dyes. The feasibility of degradation of an azo dye i.e., metanil yellow (MY) in aqueous alkaline medium by hexacynoferrate (III) ions using Ir–Ni bimetals as catalyst, prepared in different molar ratios, was investigated. Results show that Ir–Ni (2:1) bimetals have good catalytic activity and degradation as compared to Ir–Ni (1:2) due to their small size and high stability for the oxidation of MY.     

Synthesis and field electron emission properties of hybrid carbon nanotubes and nanoparticles

Hybrid ZnO-carbon nanotubes as well as nanodiamond-carbon nanotubes were synthesized via a straightforward process of plasma enhanced chemical vapor deposition. For the former, ZnO nanoparticles were instantly coated on the tube surface in the final growing process of carbon nanotubes, while for the latter diamond nanoparticles were grown using pretreatment of a silicon substrate with Ni(NO(3))(2)·6H(2)O/Mg(NO(3))(2)·6H(2)O alcohol solution prior to deposition and a high H(2)/CH(4) gas flow ratio in the deposition process. The morphology and microstructure of the obtained hybrid materials were characterized by transmission electron microscopy. Both hybrid ZnO-carbon nanotubes and nanodiamond-carbon nanotubes exhibited excellent field emission properties.     

过渡金属离子掺杂对磷酸铁锂性能的影响

以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵、葡萄糖为原料,添加不同的过渡金属乙酸盐(乙酸锰、乙酸钴、乙酸镍、乙酸锌),在氩气保护下采用高温固相法制备LiFePO4/C复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、同步热分析、恒电流充放电、电化学阻抗、循环伏安等方法研究掺杂金属离子及掺杂量对LiFePO4/C晶体结构和电化学性能的影响.结果表明,LiFe0.9M0.1PO4/C(M=Mn、Co、Ni、Zn)样品的晶体结构均与橄榄石型LiFePO4相同.掺杂过渡金属阳离子可以提高LiFeP04/C的还原电位,降低氧化电位,缩小氧化还原峰间距,提高化学反应的可逆性.掺杂后的样品在5C下的放电性能较好,以LiFe0.9Ni0.1PO4/C的放电容量最高,达到89 mAh/g.     

LiNi₁/₃Co₁/₃Mn₁/₃O₂-graphene composite as a promising cathode for lithium-ion batteries

The use of graphene as a conductive additive to enhance the discharge capacity and rate capability of LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2) electrode material has been demonstrated. LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2) and its composite with graphene (90:10 wt %) were prepared by microemulsion and ball-milling techniques, respectively. The structural and morphological features of the prepared materials were investigated with powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. Characterization techniques depict single-phase LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2) with particle sizes in the range of 220-280 nm. Electrochemical studies on LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2) and LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2)-graphene were conducted using cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge, and electrochemical impedance spectroscopy methods by constructing a lithium half-cell. Cyclic voltammograms show the well-defined redox peaks corresponding to Ni(2+)/Ni(4+). Charge-discharge tests were performed at different C rates: 0.05, 1, and 5 between 2.5 and 4.4 V. The results indicate the better electrochemical performance of the LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2)-graphene composite in terms of high discharge capacity (188 mAh/g), good rate capability, and good cycling performance compared to LiNi(1/3)Mn(1/3)Co(1/3)O(2). The improved electrochemical performance of the LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O(2)-graphene composite is attributed to a decrease in the charge-transfer resistance.     

Ni催化剂在N2O／N2／NH3中退火对碳纳米管表面结构及场发射特性的影响

研究在N2O/N2/NH3氛围中对Ni催化剂进行退火处理,旨在探讨退火处理对所生成碳纳米管的表面结构及其发射特性的影响.从表面结构及表面元素分析结果发现:Ni催化剂在N2O/N2/NH3氛围中退火处理之后,Ni催化剂的颗粒大小及催化剂的化学成分发生改变,进而影响所合成的碳纳米管的表面结构及场发射特性.扫描电镜显示:经过N2O退火前处理后,催化金属薄膜在成核时较易形成均匀性的金属颗粒,且金属颗粒较小.比较经N2O/N2/NH3氛围退火处理之后所合成的碳纳米管结果,经过N2O前处理可以有效抑制非品质碳的成长,使所成长出的碳纳米管数量最多、场发射电流最大.原因主要是因为N2O对催化剂镍膜金属前处理过程中分解出的氮原子及氧原子会活化及氧化催化剂Ni金属,并使所形成的Ni金属颗粒较小且更为均匀,造成表面型态上的显著改变,有助于使合成的碳纳米管场发射电流变大.     

富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2的Zn2+掺杂改性

采用高温固相合成法制备富锂锰基正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54-x)Zn_xO_2(x=0,0.03,0.06,0.10),Zn~(2+)掺杂对Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的表面特性和电化学性能都有影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱分析、充放电测试、倍率特性测试、循环性能测试,分析了该合成材料的晶体结构、形貌特征、微观结构和电化学性能。富锂锰基正极材料为a-NaFeO_2层状结构,R-3m空间群,结晶度高,结构稳定性好,其中Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.48)Zn_(0.06)O_2的电化学性能较好。掺杂Zn~(2+)可以提高富锂锰基正极材料的充放电比容量、倍率性能、循环性能等电化学性能。