用膜相渗透化学镀法制备NiCo/PTFE磁性复合膜

为促进金属粒子在膜孔中生成,采用膜相渗透和化学镀结合的方法,研究了化学镀NiCo/PTFE磁性复合膜的工艺.在正交试验结果基础上探讨了主盐离子浓度比、NaOH浓度、N2H4浓度、反应温度和反应时间对NiCo/PTFE复合膜中金属含量和磁性能的影响.本工艺最佳配方为:0.14 mol/L CoCl2·6H2O,0.06 mol/L NiCl2·6H2O,0.90 mol/L NaOH,0.45 mol/L C4H4O6KNa·4H2O,0.45 mol/L N2H4·H2O;最佳参数为:70～75℃,75 min.结果表明,相对于传统的双面金属化处理,引入膜相渗透的单面活化有助于镍钴金属粒子在膜孔内原位生成.     

纳米Ni粒子/PTFE复合磁性膜的制备及表征

采用双向膜相扩散控制原位化学沉积方法,在聚四氟乙烯(PTFE)膜孔道中及膜面上原位化学沉积、生长磁性纳米Ni粒子,制得纳米Ni粒子/聚合物磁性复合膜.探讨了制备条件对复合膜磁性能的影响,并用XRD和SEM等手段对磁性复合膜的结构、组成进行了表征.结果表明,复合膜膜孔中及膜表面上均有纳米级Ni粒子生成,且膜孔中的Ni粒子对复合膜磁性能具有显著影响.     

聚酯基炭分子筛复合膜的制备及气体分离性能研究

以双酚A（BPA）和均苯三甲酰氯（TMC）为单体通过界面聚合的方法在卷式炭膜上合成聚酯,制备了聚酯基炭分子筛复合气体分离膜,考察了界面聚合工艺条件如界面聚合反应时间、有机相及水相单体浓度、热处理时间、不同有机相溶剂及聚合反应次数对复合膜气体分离性能的影响,确定了最佳制备工艺条件.并通过热重（TG）、红外光谱（IR）及扫描电子显微镜（SEM）分析手段对复合膜的热稳定性、分离层的化学结构和表面形貌进行表征与分析.以最佳工艺条件下界面合成制备的聚酯膜经炭化制备了聚酯基复合炭膜,并测试其气体渗透性能,研究表明,在最佳工艺条件下制备的聚合物复合膜,其O₂和N₂的渗透通量分别为6.59×10^-10mol/（m²·s·Pa）和2.92×10^-10mol/（m²·s·Pa）,O₂/N₂的分离系数为2.25;炭化后制备的复合炭膜其O₂和N₂的渗透通量分别增加为3.71×10^-9mol/（m²·s·Pa）和1.19×10^-9mol/（m²·s·Pa）,O₂/N₂的分离系数则提高到3.1 2.     

用于C3H6/C3H8分离的ZIF-8混合基质炭膜

以ZIF-8为掺杂剂，通过对混合基质聚合物膜高温炭化制备了混合基质炭膜.通过XRD、SEM、N₂吸附等表征方法探究了ZIF-8高温热解前后微观形貌和孔结构特征对炭膜微孔结构和炭结构的影响，并考察了ZIF-8掺杂量与炭化温度对混合基质炭膜C₃H₆/C₃H₈渗透分离性能的影响.结果表明，ZIF-8经550℃热处理后仍能够部分保持其微观形貌和孔结构，同时ZIF-8热解衍生多孔炭的引入增加了炭膜具有筛分功能的极微孔含量，因而显著提高了混合基质炭膜对C₃H₆/C₃H₈的分离选择性.在ZIF-8掺杂质量分数1%和炭化温度550℃下，所制备ZIF-8混合基质炭膜的C₃H₆渗透系数高达174 Barrer, C₃H₆/C₃H₈分离选择性为14.4,与未掺杂的纯炭膜相比(C     

TiO2-PTFE对6063铝合金微弧氧化膜层的影响

为了探究TiO₂和聚四氟乙烯(PTFE)对6063铝合金微弧氧化膜层的影响,在Na₂SiO₃基础电解液中添加TiO₂和PTFE固体纳米微粒,采用微弧氧化技术(MAO)在6063铝合金上制备了微弧氧化复合膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、摩擦磨损试验机以及电化学工作站研究了微弧氧化陶瓷膜层的形貌、相组成、元素分布以及耐磨性和耐蚀性。结果表明：加入4 g/L TiO₂和10 mg/L PTFE制成复合添加剂制备的复合膜层其表面孔径尺寸明显降低,膜层厚度增加,结构致密;摩擦系数由0.9降到0.5,耐磨性最好;电化学试验测得复合膜层的自腐蚀电位最大,为-0.18 V;自腐蚀电流密度最小,为1.09×10^-8 A/cm²。     

MXene@PEI/IL复合膜的构建及气体分离性能研究

膜分离技术具有绿色、高效、环保等优点成为气体分离领域研究的热点.本研究先将MXene纳米片与PEI相结合,之后在MXene@PEI膜的上表面旋涂不同负载量的IL,形成高性能的MXene@PEI/IL复合膜.通过SEM、TEM、AFM、FTIR、XRD和TGA测试研究了MXene纳米片和MXene@PEI/IL复合膜的形貌、内部结构和热稳定性.结果表明,PEI的正电荷和MXene的负电荷通过静电作用增强了膜的相容性.此外,通过系统研究IL的负载量、温度和操作时间对MXene@PEI/IL复合膜分离性能的影响.在25℃、0.1 MPa条件下MXene@PEI/IL复合膜分离CO₂/N₂时的最大CO₂渗透量为481.78 GPU,分离CO₂/CH₄时的最大CO₂渗透量为333.21 GPU.同时,MXene@PEI/IL复合膜对CO₂/N₂(35.30)和CO₂/CH₄(32...     

硅纳米线的制备及其生长条件探究

Si纳米材料自问世以来便受到研究者的重视，其不同于宏观块体材料的特殊性质可使其应用于各个领域。如何制备形貌较好且具有良好光电性能的纳米材料是在纳米材料应用前必须解决的问题。以Ni膜作为催化剂直接在Si衬底上制备了密集的Si纳米线，获得了Si纳米线较强的蓝紫波段的发光，研究了退火温度、退火气氛N₂流速、Si膜厚度等制备条件对Si纳米线形貌、光致发光强度的影响，并讨论了双层膜制备Si纳米线形成和生长机理。实验结果显示，退火温度、N₂流速对Si纳米线的生长起到关键性的作用，N₂流速能够影响Si纳米线的光致发光强度，且较大的N₂流速能够使Si纳米线定向生长。而在Ni膜催化剂上预沉积一层适当厚度的Si膜也有助于Si纳米线的生长，且有效改善了Si纳米线的光致发光强度。     

氧化亚氮基单元复合推进剂的燃烧热性能研究

为了研究氧化亚氮基单元复合推进剂的燃烧热性能,以几种典型推进剂配方为研究对象,利用Hess定律对燃烧热进行了理论计算。采用全自动绝热量热仪(氧弹)和恒温式爆热量热仪(爆热弹)对燃烧热进行了实验,探讨了不同添加剂与容器几何尺寸对部分配方燃烧热的影响规律。结果表明：相同条件下,N₂O/C₂H₄、N₂O/C₃H₈、N₂O/NH₃的燃烧热依次减小;随着CO₂含量的增加,N₂O/C₂H₄的燃烧热逐渐减小;随着C₃H₈含量的增加,爆热弹中N₂O/NH₃的燃烧热先增大、后减小,C₃H₈质量分数为3.8%时,燃烧热最大;容器几何尺寸增大,燃烧热呈增大趋势。     

金属钯修饰PAn／PTFE复合膜的制备及其氢气响应性的研究

以聚四氟乙烯多孔膜为基膜，采用膜相渗透原位化学氧化聚合法制备了PAn／PTFE复合膜；在该复合膜表面通过电化学沉积金属钯微粒，得到了Pd／PAn／PTFE复合膜，通过测定复合膜在空气中和一定浓度氢气气氛中的V-I特性，表征复合膜对氢气响应性能。实验考察了电沉积过程中沉积时间、氯化钯浓度和盐酸浓度对复合膜性能的影响，当氯化钯浓度为2mol／L、盐酸浓度为0．5mol／L、沉积时间为6min时，复合膜在吸氢前后表现出最大的电流变化值，通过扫描电镜和X射线衍射仪对复合膜进行了表征。初步讨论了该复合膜对氢气表现出电流响应性的机理。     

乳液涂敷制备硅橡胶富氧膜

实验制备了聚二甲基硅氧烷/聚砜（PDMS/PS）富氧膜,并考察其富氧性能,分别制备了溶剂型羟基硅橡胶富氧膜和乳液型羟基硅橡胶富氧膜,评价其渗透速率Q和分离系数α（O₂/N₂）,得出了二者在性能上的差异,发现溶剂型富氧膜渗透速率Q（O₂）是乳液型富氧膜Q（O₂）的3～4倍,而乳液型富氧膜的分离系数α（O₂/N₂）比溶剂型富氧膜略好,并且以水代替有机溶剂,采用硅橡胶水乳液作为涂敷材料进行乳液涂敷,制备的乳液型富氧膜相对于传统的溶剂型富氧膜,具有环保、安全和经济等特点.该方法制备的富氧膜同时也具有较好的富氧效果,其氧气渗透速率Q（O₂）在113 GPU左右,分离系数α（O₂/N₂）能达到2.0.     

Electroreduction of H2O2 by Co3O4 and NiCo2O4 nanowires and beta-Ni(OH)2 nanoplates grown on Ni foam

Nanowires (Co3O4 and NiCo2O4) and nanoplates (beta-Ni(OH)2) grown on Ni foam are successfully prepared by a template-free method and used as cathode electrodes for the electroreduction of H2O2, in an alkaline medium. Catalytic performance is investigated via cyclic voltammetry and chronoamperometry. The Co3O4 and NiCo2O4 nanowire electrodes exhibit much better catalytic activity, stability, and mass transfer properties for H2O2 electroreduction than pressed Co3O4 and NiCo2O4 nanoparticle/carbon/PTFE electrodes. A current density of 101.8 mA cm(-2) and 122.7 mA cm(-2) are respectively achieved on Co3O4 and NiCo2O4 nanowire electrodes at -0.4 V in 0.4 mol/L H2O2, and 3.0 mol/L NaOH solution at room temperature.     

明胶-铁氧化物纳米复合微粒的制备和性能

用微乳液法制备了明胶包裹的复合氧化铁纳米量级超细微粒。XRD,TEM,SEM和IR测试表明:微粒为明胶包裹球形超细微粒。微球的粒径为1.5 μm~3 μm,而微粒的粒径为20 nm。每个复合微球中约有35个~90个氧化铁粒子。该复合微粒的比饱和磁化强度σ_s=62Am2/kg,矫顽力Hc=187 Oe,剩磁r=10.18Am2/kg,具有硬磁体的性质。将其用于制备磁流变液,在低的磁场强度下有较大的MR效应,沉降稳定性优于用羰基铁粉制成的磁流变液。     

薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子的制备及电催化性能

通过胶体-化学镀法制备不同厚度薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子, 采用HRTEM、EDS、XPS和XRD手段对粒子的形貌、晶型和组成进行物理表征. 采用动电位、循环伏安法对其氧电还原和甲醇电氧化活性进行测试. 实验结果表明, 核壳结构Ni/Pt纳米颗粒基本为球形, 其中Ni₁-Pt_0.067平均直径为7 nm左右, 壳层厚度约1 nm. 与Pt/C相比, 核壳型Ni/Pt纳米粒子对氧电还原和甲醇电氧化的催化活性显著提高. 在所制备的不同壳层厚度催化剂中, Ni₁-Pt_0.067/C在0.5 mol/L H₂SO₄中氧电还原的最大峰电流密度可达到143.06 mA/mg, 是相同反应条件Pt/C峰电流密度的1.4倍; 而Ni₁-Pt_0.067/C在0.5 mol/L H₂SO₄+1.0 mol/L CH₃OH溶液中甲醇电氧化峰电流密度可达538.3 mA/mg, 是Pt/C峰电流密度的5.2倍. 若以1 mg贵金属Pt为基准, Ni₁-Pt_0.067/C的比质量活性相对Pt/C的提高了30倍.     

铜包裹碳化硅颗粒复合粉体的化学原位沉积制备与表征

以铜氨离子为铜源, 水合肼为还原剂, 在表面预氧化的SiC表面, 采用一步原位化学沉积法制备了均匀包裹Cu颗粒的SiC复合粉体. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位等测试表征手段研究了工艺条件对原位沉积反应的影响. 研究发现SiC表面预氧化形成的SiO2层能显著增强对铜氨离子吸附能力, 有助于原位还原生成单质Cu, 形成近乎连续包裹层. 控制反应体系中铜氨离子浓度和反应温度可以影响反应速率, 从而控制Cu颗粒的沉积速率和包裹效果. 对比研究表明, 在0.2 mol/L铜氨离子溶液中70℃反应, 在预氧化的SiC表面能够获得最佳包裹层.     

乙基纤维素/TiO2复合膜的制备及气体渗透性能

以乙基纤维素(EC)和正钛酸丁酯(TBT)为主要原料,通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了EC/TiO2复合膜。研究了TiO2粒子在复合膜中分布形貌、复合膜的结构变化及对气体渗透和分离性能的影响。结果表明,TiO2质量分数达到25%时,微米级的TiO2粒子均匀分散在复合膜中,复合膜形成有机-无机三维网络结构,测试气体在膜中的渗透行为主要受动力学因素控制,其中H2、O2透气系数分别增大至纯EC膜的1.8倍和1.3倍,H2/N2及O2/N2分离性能略有提高。     

乙基纤维素/C60复合膜制备及气体分离性能研究

为制备C60含量不同的乙基纤维素(EC)/C60复合膜,采用UV-可见光谱、AFM和XRD等手段对紫外光辐照前后复合膜结构进行表征,并考察其对气体分离及渗透性能的影响.结果表明,复合膜经紫外光辐照后,C60在膜表面的分布由独立的簇状结构转变为连续平缓的丘陵状结构,膜表面更加致密光滑;复合膜分子链间距未发生明显变化,但对N2、CO2、H2的渗透性能和H2/N2、CO2/N2分离性能产生明显影响.当C60添加量达到1.6%时,未经紫外光辐照的复合膜对CO2及H2的透气系数较纯EC膜分别提高了30%和40%,分别达到61.29Barrer和78.88Barrer,对H2/N2,CO2/N2理想分离系数增至纯EC膜的1.47和1.38倍,分别达到9.979和12.84;经紫外光辐照后,高C60含量的EC/C60复合膜能够保持纯EC膜对CO2和H2的透过水平,而对H2/N2和CO2/N2的分离性能增至纯EC膜的2.30和2.43倍,分别达到17.49和25.60.     

One-dimensional SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrite nanofibers and enhancement magnetic property

SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrite nanofibers of diameters about 100 nm with mass ratio 1:1 have been prepared by the electrospinning and calcination process. The SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrites are formed after calcined at 700 degrees C for 2 hours. The composite ferrite nanofibers are fabricated from nanosized Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 and SrFe12O19 ferrite grains with a uniform phase distribution. The ferrite grain size increases from about 11 to 36 nm for Ni(0.5)Zn(0.5)Fe12O4 and 24 to 56 nm for SrFe12O19 with the calcination temperature increasing from 700 to 1100 degrees C. With the ferrite grain size increasing, the coercivity (Hc) and remanence (Mr) for the SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrite nanofibers initially increase, reaching a maximum value of 118.4 kA/m and 31.5 Am2/kg at the grain size about 40 nm (SrFe12O19) and 24 nm (Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4) respectively, and then show a reduction tendency with a further increase of the ferrite grain size. The specific saturation magnetization (Msh) of 63.2 Am2/kg for the SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrite nanofibers obtained at 900 degrees C for 2 hours locates between that for the single SrFe12O19 ferrite (48.5 Am2/kg) and the single Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 ferrite (69.3 Am2/kg). In particular, the Mr value 31.5 Am2/kg for the SrFe12O19/Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 composite ferrite nanofibers is much higher than that for the individual SrFe12O19 (25.9 Am2/kg) and Ni(0.5)Zn(0.5)Fe2O4 ferrite (11.2 Am2/kg). These enhanced magnetic properties for the composite ferrite nanofibers can be attributed to the exchange-coupling interaction in the composite.     

KOH活化法制备气体分离用炭分子筛膜

选用KOH为活化剂,利用化学活化法制备炭分子筛膜,考察在热塑性酚醛树脂(PFNR)涂膜液中添加不同质量分数的KOH对炭分子筛膜的影响.结果表明,在炭化过程中,KOH的加入可促进炭分子筛膜孔径的均匀分布,使炭分子筛膜具有发达的孔隙结构.当KOH在PFNR中的添加量从0％增加到4％时,H2的渗透速率由23.68×10-10 mol·m-2·s-1·pa-1提高到28.6×10-10 mol·m-2·s-1·Pa-1;但H2/N2和H2/CH4的分离系数明显下降,分别从471.3下降到147.5、540下降到270.CO2/CH4和O2/N2的分离系数只有轻微下降.     

Ambient temperature synthesis of fine metal particles in montmorillonite clay and their magnetic properties

Nanostructured, amorphous metallic particles containing some boron have been produced at ambient temperatures in the montmorillonite clay matrix by a reduction of the ion-exchanged M²⁺-montmorillonite (M = Fe, Co and Ni) with sodium borohydride. The products have been characterized by X-ray powder diffraction, chemical analysis, Transmission Electron Microscopy and SQUID magnetometer measurements. The Ni-B particles are 10–30 nm in size while the Co-B and Fe-B particles are 50–200 nm. The Co and Ni systems exhibit superparamagnetic behavior, while the Fe system shows ferromagnetism. The differences in magnetic properties among the three systems are explained on the basis of the changes in magnetic anisotropy energy that arise from compositional inhomogeneities; the compositional inhomo geneities are related to the ease with which the three M²⁺ ions can be reduced.     

乙二胺改性Co3O4-NiO复合粒子的制备及其超级电容性能研究

利用简单液相共沉淀法制得中间产物Ni(OH)2-Co(OH)2,再经煅烧得到Co3O4-NiO复合粒子;用乙二胺对Co3O4-NiO复合粒子进行改性,改性后Co3O4-NiO微粒分散性提高,形貌为片状,片与片之间相互交叉形成疏松的介孔结构。电化学测试表明Co3O4-NiO电极材料在改性后表现出优良的电化学性能,在电位窗口为0～0.4V时,单电极比电容可达1202F/g,相比改性前提高了171F/g。