辊式涂布法构建纸基牢固超疏水表面

采用辊式涂布的方法在纸基材料上构建超疏水表面，并对超疏水表面的牢固性、自清洁性和疏水性能进行评价。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（POTS）对微米级和纳米级两种尺寸的TiO₂粒子进行疏水改性处理，然后将改性后的微/纳米TiO₂涂布在纸基材料表面。采用红外光谱（FTIR）对改性后的微/纳米TiO₂的化学组成进行了分析，采用扫描电镜（SEM）对涂布纸表面结构进行了表征，通过接触角、耐磨性和自洁净测试评价了涂层表面的超疏水性、牢固性和自清洁性。改性TiO₂的FTIR分析显示在1000～1500cm^-1之间出现多个C—F键的伸缩振动峰，表明POTS通过化学键与TiO₂表面发生了结合。涂布纸表面的SEM分析可以看出，纸基材料表面上均匀分布了微米和纳米尺寸的TiO₂颗粒，具备了类似荷叶表面微-纳结构的粗糙表面。涂层表面的水接触角为153°±1.5°，滚动角为3.5°±0.5°，水滴在涂层表面呈球形，极易滑落，涂层在水中浸泡7天后，接触角没有发生明显变化，表明纸张表面具备了优异的超疏水性能，且疏水稳定性较好。涂层表面经过10次循环磨损试验后，接触角仍能达到150°，滚动角为9°，表明机械摩擦没有对涂布纸表面的化学成分和粗糙结构造成明显的破坏，超疏水表面的牢固性较好。自洁净测试表明，涂布纸表面具有良好的自清洁和防污性能。该工艺过程操作简单，易于实现工业化生产，为在纸基表面构建综合性能优异的超疏水表面提供了一种新的便利途径。     

红层砂岩胶结颗粒料坝特性的试验研究

近些年来,中国水利水电科学研究院提出了胶结颗粒料坝技术,在全国开展推广应用。因环保等因素,胶结颗粒料坝砂砾石材料缺乏,阻碍胶结颗粒料坝技术在我省使用。为探索红层砂岩加工骨料掺入砂砾石混合材料修建胶结颗粒料坝技术,在金鸡沟水库胶结颗粒料坝开展了红层砂岩胶结颗粒料坝特性的试验研究。结果表明,胶结体随着砂岩骨料掺配比例的增加,粗粒径骨料集中现象越明显,骨料嵌合程度越低,胶结程度越差,密实程度也就相对较低;砂岩与砂卵石混合骨料混合分布越均匀,胶凝材料包裹率越高,胶结坝体密实度越高。     

海绵负载纳米Al2O3复合吸附剂去除水中硒研究

研究制备了海绵负载纳米Al2O3微球的复合吸附剂(NAS),并用于对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的吸附。结果表明,合成的纳米Al2O3微球(NAO)的平均尺寸为200~400 nm,在海绵上负载NAO会使其分散性更好。当NAO负载量分别为80 mg/g和60 mg/g时,NAS对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的吸附性能为佳,分别需要60、120 min达到平衡,适应pH为2~5;两者均符合准2级动力学模型;NAS对Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)的最大吸附容量分别为137.2、143.9 mg/g,能很好地与Freundlich模型拟合,说明NAS表面不均匀,且属于多层吸附。经过2次的循环,对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的去除率有所降低,但均仍保持在一定的水平,说明NAS可再生循环利用。NAS作为一种新型吸附剂去除水中Se具有较好的应用前景。     

纳米红磷的制备及其光降解性能的研究

采用水热-研磨的方法处理商业红磷(C-RP)获得纳米级RP光催化剂。选择罗丹明B(RhB)考察该催化剂的光催化活性。研究结果表明C-RP经水热后选择研磨处理,其光催化活性显著提高。当研磨2h时,光催化剂体现出最高的光催化活性,其光降解速率常数是3.16×10^-2 min^-1,是C-RP的8.25倍。系列表征结果表明C-RP水热-研磨处理后提高其光催化活性的主要原因是:粒径变小,具有更多的活性位点,提高光生电子和空穴的迁移和分离。另外,通过捕获剂实验,最终确定在光降解反应过程中起主要作用的是光生空穴(h^+)和超氧基自由基(O2^·-)。     

改性淀粉-纳米SiO_2脱色絮凝剂

采用自由基水溶液聚合法,以硝酸铈铵为引发剂,在m(纳米SiO_2)∶m[γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷]为2.5∶1.0,n(丙烯酰胺)∶n(二甲基二烯丙基氯化铵)∶n[二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰氨基丙基)溴化铵]为84.5∶15.0∶0.5的条件下,可制备生物降解的改性淀粉-纳米SiO_2脱色絮凝剂(PASDD-SiO_2),并将其用于对印染污水活性艳红(X-3 B)的处理。结果表明:在反应温度为40℃,pH值为6,PASDD-SiO_2质量浓度为110 mg/L的最佳条件下,X-3 B去除率高达87.1%,絮凝效果显著。     

新型的纳米材料在体育器材中的应用及性能研究

针对目前纳米SiO2和纳米ZnO来改性不饱和聚酯,把改性材料应用到球场用挡风抑尘板上并对其物理性能进行了研究,有效地解决了不饱和聚酯挡风抑尘板老化速度快、寿命短的问题,并提高了材料的拉伸性能和抗冲击的性能,为挡风抑尘板企业提供一定的理论支持。将修饰后的纳米SiO2和纳米ZnO加入不饱和聚酯树脂中,制备了体育场用纳米改性不饱和聚酯挡风抑尘板,通过纳米ZnO和纳米SiO2改性后板材的力学性能研究,表明当纳米SiO2的含量占树脂量的1%时材料的力学性能最优,其拉伸强度和冲击强度分别为103.2MPa和56.7kJ/m2,SiO2与UV-9的联合使用使得板材具有良好的抗老化能力。     

温度对碳纳米管增强纳米蜂窝镍力学性能的影响

选取含质量分数为5.22‰碳纳米管(CNT)为代表,通过分子动力学(MD)研究了温度对纳米蜂窝镍(NNHC)和CNT增强纳米蜂窝镍(CRNNHC)在径向拉伸、径向压缩、轴向拉伸和轴向压缩下力学性能的影响。结果表明,NNHC和CRNNHC的弹性模量(E)和最终应力(σu)对温度较为敏感,都随温度升高呈近似线性下降。相比于NNHC,不同温度下CNT的添加对CRNNHC径向力学性能的增强效果并不明显,而对其轴向力学性能则起到了良好的增强作用。CRNNHC轴向拉伸与压缩时的弹性模量提升幅值分别为6.4%～10%与9%～12%,最终应力提升幅值分别为1.5%～5.3%与10%～14%。研究表明,不同温度下CRNNHC沿轴向变形的力学性能普遍要优于沿径向变形的力学性能,也预示着轴向变形时CNT被破坏前吸收的能量相对较多。     

纳米级超声造影剂的理论研究进展

为了克服超声造影剂中微米级气泡尺寸较大的局限性,大量研究人员对超声应用的替代造影剂(纳米级造影剂)进行了研究。随着生物纳米技术的飞速发展,纳米级超声造影剂在诊断与治疗领域有着广阔的发展前景。与超声造影剂中的微米级气泡相比,纳米级造影剂粒径较小,渗透能力极强,可以通过血管内皮间隙,进而可以实现血管外病变部位的显影。文中详细论述了超声造影剂在超声作用下的行为以及2种主要的纳米级造影剂:纳米气泡和纳米液滴造影剂,对其理论研究进展进行了总结,并提出了目前仍存在的一些问题及其未来的研究方向。