含开放金属位点MIL-101(Cr)掺杂的混合基质膜制备及其CO2分离性能

以结构中含有开放金属位点的MIL-101（Cr）作为填料与3种不同的聚合物复合制备了混合基质膜,从填料结构、聚合物性质及填料-聚合物界面状况等角度对混合基质膜的CO₂分离性能进行了分析。结果表明,由于MIL-101（Cr）较大的孔道尺寸以及结构中开放金属Cr（Ⅲ）位点与CO₂分子间的Lewis酸碱作用,其掺杂能够同时显著提高PSF膜的CO₂通量及分离因子。而当聚合物渗透性及选择性较高时,MIL-101（Cr）的掺杂仅提高了气体通量,CO₂分离因子则略有降低。当聚合物分子链柔性较大时,MIL-101（Cr）的表面孔道会被分子链堵塞,造成混合基质膜气体通量的显著下降。     

无针熔体静电纺丝的研究进展

无针熔体静电纺丝由于其不使用溶剂,并且有很高的纺丝效率,是目前纳米纤维绿色批量化制备的一种有效的工艺路线。介绍了无针熔体静电纺丝基本原理、工艺特点及研究的重难点,概述了国内外关于无针熔体静电纺丝的装置及工艺研究,并介绍了笔者团队的熔体微分静电纺丝技术,最后提出了几点对未来无针熔体静电纺丝研究重点的看法。以期增进对无针熔体静电纺丝在超细纤维绿色批量化制造的认识,并在此基础上有装置、工艺或理论上的新认识。     

基于空间限域强制组装法制备环氧树脂导热层压复合材料

目前,电子设备的散热方法已经不能满足日益增长的需求,严重影响了设备的稳定性和使用寿命。电子设备内部将积累大量的热元素,因此,制备具有高导热性的层压复合材料对于提高散热能力十分重要。为了解决该问题,将环氧树脂(EP)作为基体、氮化硼(BN)作为导热填料、玻璃纤维布(GFs)作为增强材料。BN被3-氨基丙基三聚硅氧烷(APTES)改性,更好地提高复合材料热导率。通过空间限域强制组装法制备EP/GFs/BN层压复合材料,作为导热复合材料应用。EP/GFs/BN-30层压复合材料的最高热导率为1.139 W/(m·K),与纯EP相比,提高了5倍。EP/GFs/BN层压复合材料还具有较好的力学、电绝缘和介电性能。     

(NH4)2HPO4浸渍处理对碳布性能与结构的影响

以人造棉布为原料,经(NH4)2HPO4浸渍后炭化、石墨化处理制备柔性的碳布材料。研究了浸渍液对人造棉布炭化历程的影响,以及碳布收率、电阻率、拉伸强度、断裂伸长率的变化规律。结果表明,经过(NH4)2HPO4的浸渍,碳布的炭化收率从11.3%提高到31.3%;电阻率有明显下降,石墨化后碳布的电阻率降为0.068Ω.cm;断裂伸长率为14.7%。同时具有良好的透气性能和一定的强度,可用于燃料电池气体扩散层材料。     

聚丙烯熔体微分离心静电纺丝工艺初探

高速离心纺丝是高效制备超细纤维的有效途径,离心纺丝与静电纺丝结合纺丝效率高,纤维直径细,但目前基于绿色无溶剂的熔体法离心静电纺丝研究几乎空白。设计了一种基于熔体微分的熔体离心静电纺丝装置,选取聚丙烯作为研究对象,成功制备了聚丙烯超细纤维,并探究在一定转速下,高压静电电压和离心盘熔体温度对纤维直径的影响。试验结果表明:高压静电的施加和熔体温度的提高,都有助于纤维的细化。     

低温等离子体表面强化技术研究进展

简要介绍等离子体的相关概念和分类,根据等离子体电极结构、放电特性不同将等离子体分为热等离子体和温和等离子体,并对比两种等离子体表面强化技术的异同点.在此基础上,从当前研究进展和存在的关键科学技术问题两个角度,梳理热等离子体喷涂技术在制备热障涂层、耐磨涂层、梯度功能材料等领域的应用,对温和等离子体表面强化技术(等离子体物理气相沉积、等离子体化学气相沉积以及冷等离子体)在纳米纤维改性、高压绝缘、生物医学等领域的应用进展进行了综述.最后,从等离子体产生技术、表面强化技术应用以及微观-宏观过程控制三个角度分析了等离子体表面强化技术的未来发展方向,对等离子体表面强化技术的多学科发展融合和综合利用提供一定的参考.     

有机-无机杂化静电纺纳米纤维水净化膜

当前,工业制造过程中产生的含有有机污染物和有毒金属离子的工业废水对环境的污染越来越严重。而且金属离子和有机物在水中不能自发降解,这对人类的生命健康构成巨大的威胁。与此同时,针对水体净化和污染物去除的研究也已经取得了丰硕的成果。静电纺丝纳米纤维由于其可调控的纤维直径、高孔隙率以及高比表面积在水净化领域具有独特优势,引起了广泛的研究兴趣。综述了有机-无机杂化静电纺丝纳米纤维膜材料近年来在污染物吸附、抗菌、光催化及超疏水等水净化领域的应用研究进展,阐明了各种有机-无机杂化纳米纤维膜对污水净化的优势和效果等,并对其在未来水净化方面的发展趋势进行了展望。     

淀粉/NaAA/CR吸水复合材料的性能在去离子水和盐溶液中的差异

采用机械共混法制备了淀粉/丙烯酸钠(NaAA)/氯丁橡胶(CR)吸水复合材料,考察了去离子水和3.5%(质量分数)NaCl溶液两种吸水介质对其力学性能和吸水性能的影响,并且观察了复合材料吸水前后的微观形貌。结果表明浸水后,随吸水量的增加,材料力学性能的降低;复合材料在盐溶液中的吸水率远小于在去离子水中的吸水率;在反复使用过程中,能够很好地保持其原有的吸水性能,具有优异的反复使用性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料吸水前后的微观形态结构,吸水组分聚NaAA颗粒吸水干燥后表面发生褶皱。     

超重力预混+动态水热法制备ZSM-5分子筛——水热过程影响机制

ZSM-5分子筛作为一种重要的催化剂,被广泛应用于石油化工行业,其制备工艺一直是分子筛研究的热点。传统静态水热法制备ZSM-5分子筛存在产物粒度分布不均、晶化时间长等问题,本文提出开展超重力预混+动态水热法制备ZSM-5分子筛,考察了晶化过程中晶化方式、搅拌釜转速、晶化时间和晶化凝胶体积对ZSM-5分子筛粒径的影响规律,获得了较优的操作条件;并针对较优条件下制备的产品进行了系统表征。结果表明,相比于超重力预混+静态水热,动态水热更有利于合成粒径小且分布均匀、酸量大、比表面积大的多级孔ZSM-5分子筛,搅拌釜转速越大、晶化凝胶体积越小所制备的产品平均粒径越小,粒径分布越均匀。本文研究结果表明,水热过程参数对分子筛的粒径、结构和酸性具有重要影响。     

聚己内酯电纺直写支架纤维黏结性能研究

作为一种新型的微纳制造技术,电纺直写对于生物组织工程而言意义重大,而纤维间的黏结力直接影响最终组织支架的稳定性。本研究采用生物可降解材料聚己内酯(PCL),通过自行设计的熔体电纺三维可控成型设备进行直写电纺,探究了喷头温度、冷热纤维的搭接间隔时间以及环境温度对纤维黏结效果的影响,并用热重分析仪(TGA)进行表征。研究表明:随着喷头温度的升高,纤维间的黏结力先逐渐增大,在出现轻微波动后又呈减小趋势,其中在190~210℃区间内黏结效果最佳;随冷热纤维搭接时间间隔的延长,纤维间的黏结效果不断下降;此外,环境温度对纤维黏结效果的影响较大。