纳米Ag和载Ag材料的灭活病菌作用评述

已有的研究工作显示纳米Ag和载Ag材料具有灭活病毒的作用。本文梳理了国内外相关的研究进展,从纳米Ag和载Ag材料的灭活病毒机制,以及生物安全性等几个方面进行评述。对于载Ag钢铁材料的灭活病菌作用,以及Ag对力学性能和耐腐蚀性能的影响也作了归纳。在作者研发的银合金化在不锈钢和铸铁、纳米Ag珐琅层铸铁的应用表明了灭活病菌的效果。     

二维层状Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究

采用水热反应制备出β-Ni(OH)2,然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能,基础油为PAO6。摩擦试验后,采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪(EDS)研究磨斑表面化学元素的组成,探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明:Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能,显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比,添加0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH)2两部分结构特性,在摩擦过程中,复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用。     

氙离子辐照后Hastelloy N合金的纳米硬度及其数值模拟

利用纳米压痕仪的连续刚度测量模式测试了常温氙离子辐照后Hastelloy N合金的纳米硬度。结果表明,辐照样品的纳米硬度均大于未辐照样品的纳米硬度,且辐照剂量在0.5～3.0 dpa这一范围内时,辐照样品的纳米硬度处于饱和状态。在Nix-Gao模型的基础上,分离出未辐照样品和辐照样品的压痕尺寸效应,并通过VLM (volume law of mixture)模型来模拟实验测得的纳米硬度。由于随着压头压入深度的增加,塑性影响区中将同时包含辐照损伤层与基体,在VLM模型中引入"界面参数"(χ)以修正基体的形变量,改进后的模型能够更好地模拟纳米压痕的实验结果。     

新型纳米平板陶瓷膜在纸箱生产废水回用中的工程应用

采用混凝沉淀+水解酸化+MBR+活性炭吸附组合工艺来回用纸箱厂废水。MBR膜采用的是新型纳米平板陶瓷膜。介绍了各处理段的工艺特点、构筑物的设计尺寸、设备选型等,并对新型纳米平板陶瓷膜的清洗进行了介绍。系统运行一年,出水水质稳定,优于≤城市污水再生利用城市杂用水水质≥GB/T 18920-2002表1中的城市绿化排放标准,即BOD5≤20 g/L,浊度≤10 NTU,色度≤30,并分析了本工程的处理成本及所产生的经济效益。     

微量Al3+掺杂纳米CoFe2O4深度处理造纸废水

通过溶胶-凝胶法制备微量Al~(3+)掺杂的纳米CoFe_2O_4,并对制备的催化剂进行了表征,将其应用于非均相UV/Fenton反应体系中处理造纸废水生化出水。结果表明,微量Al~(3+)掺杂纳米CoFe_2O_4能够高效催化H_2O_2,从而有效降低造纸废水生化出水的COD。当CoFe_(2-x)Al_xO_4的x=0.15时所得催化剂粒径小、比表面积大,催化效果为佳。在初始pH为3、H_2O_2投加量7.68 mmol/L及催化剂用量1 g/L时,催化降解30 min时废水的COD从(122.9±0.1) mg/L下降到(72.91±0.10) mg/L,去除率为40.7%,达到GB 3554-2008排放标准(80 mg/L),150 min达到最大去除率49.3%。催化剂在反应过程中具有很低的金属离子溶出率,当回用4次后,仍有很高的去除率。     

氧化钨（WO3）薄膜光电催化性能的改善及应用

半导体WO₃具有较小的禁带宽度和良好的稳定性，对可见光具有较强的吸收，在光催化和光电催化领域具有广泛的用途。然而，单一WO₃薄膜仍然存在着光生电子-空穴复合率高、光电催化活性与能量转换效率偏低等问题。本文从WO₃薄膜光电催化性能的改善及应用两个方面对近年来的研究进行了综述。在WO₃薄膜光电催化性能的改善方面，分别从有序纳米结构的构建、离子掺杂与表面修饰进行总结。同时，也归纳总结了WO₃薄膜作为光电极在分解水制氢、光电催化还原CO₂和降解有机污染物等方面的应用，并提出了WO₃薄膜在光电催化过程中存在的问题，指出WO₃有序纳米异质结的构建是提高WO₃薄膜光电催化活性的有效方法。WO₃薄膜光电极的规模制备、廉价助催化剂的使用、光电极的稳定性与耐蚀性是其实际应用过程中需要解决的问题。     

六方氮化硼中缺陷态发光体的定向制备

二维半导体材料及其异质结构为纳米尺度上光与物质相互作用研究和应用提供了良好的平台,而其中的缺陷结构也成为一个新的单光子发射源载体。研究了离子束辐照、硅纳米小球凸起引入局域应变、以及两种方式相结合的手段在石墨烯-六方氮化硼-石墨烯纳米异质结中产生缺陷态发光体的方法,制备了具有不同发光频谱的缺陷态发光体,且在大气环境中具有较好的发光稳定性和电场调控特性。这为开发固态单光子源器件应用提供了较为有效便捷的发法。     

纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究

本文通过sol-gel法制备了粒径可控的纳米SiO2,最小粒径为35 nm,最大粒径为350 nm.采用比表面积测试仪、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)以及红外光谱(FTIR)表征了纳米SiO2的物理化学特性,研究了不同粒径纳米SiO2对其表面化学修饰的影响机制.结果表明,sol-gel法制备纳米SiO2用水量显著影响粒径尺寸,粒径小于80 nm时,SiO2表面呈粗糙和不规则球形.粒径小于80 nm的SiO2表面的羟基主要以孤立的羟基存在,而粒径大于180 nm时,其表面的羟基以氢键结合的状态为主.纳米SiO2表面的羟基结合状态决定了其表面与硅氧烷化学反应活性,氢键结合的羟基基团不利于硅氧烷的化学修饰,孤立存在的羟基基团有利于纳米SiO2与硅氧烷反应.这一研究结果对指导纳米二氧化硅的表面处理和化学修饰具有重要意义.     

纳米NiO掺杂Carbores'P对Al2O3-C耐火材料力学性能的影响

为提高低碳铝碳耐火材料的力学性能,以≤1 mm的棕刚玉、Si粉和Carbores’P为原料,外加纳米NiO为催化剂,制备Al2O3-C基质试样,利用XRD、SEM、激光拉曼光谱研究纳米NiO对Carbores’P炭化产物的影响。以棕刚玉(粒度为5~3、3-1、≤1 mm)、电熔白刚玉粉、Si粉、鳞片石墨、Carbores’P、纳米NiO为原料制备低碳Al2O3-C试样,研究纳米NiO掺杂Carbore’P对试样力学性能的影响。结果表明:1400℃埋碳热处理后,添加纳米NiO能提高基质的石墨化度,促进碳纳米管和SiC晶须的生成;正是由于它们的生成,提高了Al2O3-C试样的致密度、常温强度和断裂前的位移量,使试样韧性增强。