插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料的制备

以蔗糖和蛭石为原料,在超声辅助条件下采用溶液插层法制备插层型蔗糖/蛭石纳米复合材料。X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）分析表明,蔗糖/蛭石复合物样品的d001值为1.852nm;样品的红外谱图中出现甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1。将蔗糖/蛭石复合物在氮气氛下碳化后,样品的XRD（d001=1.247nm）和红外光谱结果（甲基和亚甲基特征峰2761cm-1和2969cm-1消失）表明,碳/蛭石复合材料层间夹有碳,进一步证实得到插层型蔗糖/蛭石复合材料。同时,确定了优化插层反应工艺条件,超声功率为400W,物料配比为蛭石：蔗糖=1：2.5,超声水化时间为0.5h,超声反应温度为70℃,反应时间为2.5h,静置时间2h。     

碳-蒙脱石二维纳米复合粉体制备与提纯

以聚乙烯醇、钙基蒙脱石为原料,通过溶液插层、碳化和气流粉碎工艺和技术制备碳-蒙脱石二维纳米粉体。物相和粒径分析结果表明:在钙基蒙脱石、聚乙烯醇、水的质量比为5∶5∶90的反应体系中,获得层间距d(001)=2.11 nm的聚乙烯醇-蒙脱石插层型复合粉体;400℃碳化该复合粉体获得具有三明治结构特征的碳-蒙脱石复合粉体(d(001)=1.56 nm);将碳-蒙脱石复合粉体气流粉碎可得含碳质量分数为6%左右,平均片径约为2μm,厚度小于30 nm的碳-蒙脱石二维纳米粉体,以管状、单片和多片层堆积等形态存在于体系中。通过梯度离心分离法可以提取不同片径的碳-蒙脱石二维纳米复合粉体。     

聚乳酸/蒙脱石纳米复合材料的制备与表征

对纳基蒙脱石(MMT)有机改性后,采用溶液插层薄膜塑造工艺制备蒙脱石/聚乳酸(PLA)纳米复合物,采用X-Ray粉晶衍射(XRD)、综合热分析(TGA&DSC)、红外吸收光谱(IR)等方法对复合材料进行表征,讨论了蒙脱石对插层结果的影响.结果表明,PLA能够插入MMT层间;MMT的层间距由1.40nm增大到2.16nm;复合材料的热稳定性能得到改善.     

TiO_2/硅柱撑蒙脱石复合材料的制备及其光催化性能

利用溶剂化作用,将十二胺和正硅酸四乙酯同时插层进入十六烷基三甲基有机阳离子改性蒙脱石层间,在十二胺的碱性催化作用下,正硅酸四乙酯在蒙脱石层间原位水解得到硅酸及有机物混合插层蒙脱石,将此混合插层化合物在550℃煅烧后得到具有介孔的硅柱撑蒙脱石载体。用此载体负载TiO2在低温下制备得到了TiO2/硅柱撑蒙脱石纳米复合材料,用XRD、TEM和N2低温吸附-脱附等技术对所制备的载体及复合材料进行了表征。以五氯酚钠的光催化降解为探针反应,考察了复合材料的光催化性能。实验结果表明:复合材料的光催化性能较原始钙钠基蒙脱石负载的催化剂光催化性能有较大提高,柱撑蒙脱石和TiO2在光催化反应中存在较大的协同效应。     

氯丁橡胶/蒙脱石纳米复合材料的研制

以蒙脱石、氯丁橡胶为原料,采用聚合物溶液插层法研究了反应温度、时间和蒙脱石用量对制备氯丁橡胶/蒙脱石纳米复合材料的影响.以X-粉晶衍射法、透射电镜为手段研究了在氯丁橡胶基中有机蒙脱石的插层剥离行为及工艺条件.通过对样品进行分析表征,结果表明,在反应时间72h、温度65℃、蒙脱石含量为4%的条件下,可得到剥离型氯丁橡胶/蒙脱石纳米复合材料.经过混炼硫化,对改性橡胶的力学性能进行测试,结果表明,氯丁橡胶的邵尔A硬度、拉伸强度、定伸应力有明显提高.     

非剥离型聚苯胺/蒙脱土碳纳米复合吸附材料的研究

采用原位插层聚合法制备非剥离型聚苯胺/蒙脱土纳米复合吸附材料,研究了过氧化环己酮、异辛酸钴的用量和反应时间,以及碳化温度对复合材料性能的影响。结果表明:引发剂的用量为3%,促进剂的用量为5%,聚合反应时间为1.5h,所得的聚苯胺/蒙脱土复合材料的层间距最大,达21.54;碳化温度为500℃,所得的碳纳米复合材料的比表面积最大,达52.39m2/g。利用XRD、FT-IR、TG和BET等手段对该条件下制备的纳米复合材料进行了表征。     

纳米孔硅铝层柱蒙脱石复合材料的制备和性能研究

以蒙脱石为原料、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷胺为结构导向剂,直接利用正硅酸乙酯和异丙醇铝混合物为层柱前驱体,合成了新型纳米孔径硅铝层柱蒙脱石复合材料。运用XRD、TG、FT-IR和N₂等温吸附-脱附等技术表征复合材料。结果表明:合成材料具有大通道(层间距为3.45 nm)、孔径较大且分布窄(平均孔径为2.0 nm)、高比表面积(S_BET=502.0 m2/g)和高热稳定性(大于750 ℃)。和硅层柱多孔粘土复合材料相比,铝的掺入对孔结构和热稳定性影响较小,但明显提高了酸性和酸强度。      

钛交联蒙脱石纳米复合材料的合成与物理性能

以经过精制的湖北钠基蒙脱石为基质材料,以钛酸正丁酯为钛源,制备了钛交联蒙脱石纳米复合材料(Ti-PILCs);并利用XRD、TG-DSC、FT-IR、N2吸附脱附等分析手段对材料进行了结构性能表征.结果表明:Ti-PILCs的层间距从钠基蒙脱石的1.28nm最高可增加至3.74nm;Ti-PILCs的热失重比精土大,且在970℃之前具有较好的热稳定性;比表面积从精土的31.6m2/g增大到Ti-PILCs的S60℃=415.1m2/g;Ti-PILCs以中孔孔径为主;同时还具有Ti-O键和Ti-O-Si键的红外振动峰.     

利用蒙脱石层间域制备纳米银、氧化锌初探

以银氨和硝酸锌作为插层体,采用原位干法还原(非水介质下还原)成功制备出Ag/蒙脱石和ZnO/蒙脱石插层复合物.XRD表明,纳米银和氧化锌在蒙脱石层间粒度很小,氧化锌将蒙脱石层间距由1.32nm撑大到1.85nm.TEM直观地表现了Ag/蒙脱石和ZnO/蒙脱石插层复合物的形貌特征.两个实验的证明了在蒙脱石层问采用原位干法还原合成纳米金属是可行的,避免了因液态还原剂将纳米金属置换出来的问题.     

原位聚合制备不饱和聚酯树脂/高岭土纳米复合材料及性能表征

利用超声法制备了高岭土-DMSO插层复合物前驱体,采取二步取代,原位聚合制备了不饱和聚酯树脂/高岭土纳米复合材料,并用XRD、FT-IR等手段对材料结构进行了表征,研究了纳米复合材料的阻燃性能。结果表明:当DMSO分子插入到高岭土层间时,d(001)值由0.717 nm增大到1.12 nm,插层率为91%,而不饱和聚酯树脂取代DMSO进入高岭土层间后,表征层状结构的d(001)特征衍射峰完全消失,高岭土内表面羟基吸收特征峰(3651 cm-1)和DMSO两个甲基的对称和反对称伸缩振动的吸收特征峰消失。燃烧实验表明这种材料相比纯树脂具有更好的阻燃性能。     

真空浸渍制备膨胀石墨基C/C复合材料及其甲醛吸附性能

以蔗糖为炭源, 磷酸为活化剂, 采用真空浸渍法经炭化、活化制得膨胀石墨基C/C复合材料。采用SEM、氮气吸脱附法、TG和TEM等测试手段, 研究了磷酸/蔗糖质量比(X_p)、蔗糖浓度对复合材料孔结构和比表面积的影响, 利用FTIR和Boehm滴定法对复合材料表面的化学官能团进行表征, 并考察了C/C复合材料对甲醛的吸附能力。结果表明: 膨胀石墨基C/C复合材料含有大量的微孔、一定量的介孔和大孔, 表面含有丰富的含氧官能团, 有利于对甲醛极性分子的吸附。在 X_p=1.0、蔗糖溶液浓度为30%(质量分数)时所制得的膨胀石墨基C/C复合材料比表面积最高, 达到2112 m²/g, 孔容为1.08 mL/g, 其对甲醛的吸附量为854 mg/g, 较同工艺制备的活性炭提高了26.9%。     

碳／蒙脱石复合材料和硅藻土粉体表面改性方法的研究

以自制的碳／蒙脱石复合材料、硅藻土为原料，用十六醇作为改性剂，研究超声分散和常规搅拌两种方法对碳／蒙脱石复合材料、硅藻土效果表面改性的影响，通过分光光度计、接触角测定仪和扫描电镜进行表征，结果表明，两种方法处理过的碳／蒙脱石复合材料、硅藻土粉体均较未处理前分散性好；超声分散方法有利于硅藻土的表面改性，而碳／蒙脱石复合材料用搅拌的方法效果更好。将不同改性方法制得的粉体材料及未改性粉体填充到天然橡胶中，其力学性能得到了提高。     

碳化氧化石墨烯/壳聚糖超级电容器电极复合材料的制备及表征

采用Ar氛烧结碳化法在600℃、700℃、800℃及900℃下制备了基于氧化石墨烯（GO）/壳聚糖复合材料的超级电容器电极材料。通过XRD、SEM、FTIR及循环伏安等电化学手段,系统评价了碳化的GO/壳聚糖复合材料作为超级电容器电极材料的可能性。通过与文献报道的纯壳聚糖碳化材料的相关性能进行比较,结果表明：碳化GO/壳聚糖复合材料力学性能较纯壳聚糖碳化材料提高约67%,而且具有良好的电容器材料的性质。800℃碳化GO/壳聚糖复合材料样品的比电容达131 F/g,1 500次充放电后比电容保持率达97%。     

无应力氧化下C/SiC复合材料弹性性能模拟及验证

结合复合材料氧化质量损失率模型和混合率公式, 发展了单向C/SiC复合材料在无应力氧化下的弹性模量预测方法。对400~700 ℃和700~900 ℃两种氧化机制下C/SiC复合材料的弹性模量进行了预测, 分析了氧化温度、氧化时间和纤维体积含量对C/SiC复合材料弹性模量的影响。开展了单向C/SiC复合材料在650 ℃和800 ℃空气环境下的无应力氧化试验, 建立了复合材料质量损失率与氧化时间的变化关系, 得到了氧化后材料拉伸应力-应变曲线。同时, 将理论预测值与试验结果进行对比, 发现理论值与试验值基本吻合, 从而验证了该方法能够有效地预测无应力氧化下陶瓷基复合材料的弹性性能。     

阻燃聚酯/蒙脱土纳米复合材料的制备及燃烧性能

采用直接酯化法,将共聚型阻燃剂羧乙基苯基次磷酸(CEPP)和对苯二甲酸以及乙二醇混合后酯化,在酯化产物中加入经过有机改性的蒙脱土,缩聚制备了阻燃聚酯/蒙脱土纳米复合材料(PET/MMT/CEPP)。用FT-IR、CONE对制得的复合材料进行了分析和研究,结果表明阻燃剂和聚酯发生了聚合反应,但加入的阻燃剂和蒙脱土在一定程度上降低了聚酯的特性黏度;PET/MMT/CEPP中的蒙脱土和阻燃剂起到了良好的协同阻燃效果,复合材料的阻燃性能有明显提高。     

TiO_2/蒙脱土复合材料的制备及光催化降解苯酚性能

为了利用TiO_2优越的光催化活性和蒙脱土(MMT)的结构特性,首先,以MMT为载体、TiCl_4为原料、氨水为沉淀剂,采用水解沉淀法制备了TiO_2/MMT复合材料;然后,利用FTIR、XRD和SEM对TiO_2/MMT复合材料进行成分、晶型、结构和形貌表征;最后,在紫外光照射下,考察了不同TiO_2含量的TiO_2/MMT复合材料对模拟苯酚废水的光催化降解活性,并结合紫外-可见光谱对复合材料光催化降解苯酚的过程进行了跟踪实验。结果表明:所制备的TiO_2/MMT复合材料中TiO_2为锐钛矿相,在MMT上的晶粒尺寸为7.8nm。TiO_2/MMT复合材料中层间域内成分被钛柱取代,且柱撑反应在层间域内进行。因此MMT的基本骨架不变,且TiO_2分散在MMT的表面。当苯酚的初始浓度为10mg/L、苯酚溶液的pH为6且紫外光照射时间为150min时,37.5wt%TiO_2/MMT复合材料对苯酚降解率为63%,优于MMT(4.5%)和纯TiO_2(55%),说明MMT的负载提高了TiO_2的光催化活性。     

PAN基预氧化纤维不织布增强酚醛树脂制作炭/炭复合材料

以预氧化纤维不织布经不同热处理后,采用液态含浸法浸酚醛树脂后经热压成型,制成炭／炭复合材料前驱体,随之将这些前驱体经２３０℃稳定化,６００℃及１０００℃炭化处理,讨论了不同纤维不织布的结构变异,以及各种炭／炭复合材料其微细结构及物性之变化,在物性分析方面,主要是以挠曲强度的测试为骨架,并以扫瞄式电子显微镜（ＳＥＭ）观察破断表面,探讨各种复合材料经不同温度处理后之破坏行为,研究结果显示,以预氧化纤维及经６００℃处理后之纤维所制复合材料经三个不同温度（２３０℃,６００℃,１０００℃）处理后,其破坏行为均呈现剧烈的脆性破坏,且具有平滑之破断表面,而以经１０００℃处理后之纤维所制复合材料经６００℃及１０００℃炭化后则呈现拟塑性破坏模式,并伴随显著的纤维拖出现象。     

基于酚醛树脂的碳/碳复合材料在高温分解过程的微结构演变

采用热压成型方法制备碳/ 酚醛树脂预制体, 再经高温碳化得到开气孔率为27 %、密度约1. 27 g/ cm3并具有预期孔隙结构的碳/ 碳复合材料。研究了200～900 ℃预制体转化为碳/ 碳复合材料过程中, 材料的密度、开气孔率、失重率、以及内部微观结构随温度的变化。分析了材料在高温分解过程中微观结构演变规律。结果表明,酚醛树脂主要在400～700 ℃大量分解, 其分解速率约为其余温度范围的4 倍, 该温度范围失重率增加了14 %、开气孔率增加了18 %。在高于400 ℃时形成大量裂纹与孔隙, 随着温度升高裂纹增多并进一步扩展, 900 ℃碳化后形成一种连通的特征性微观裂缝网格模式。高温分解后碳/ 碳复合材料中总孔容约0. 17 cm3 / g , 其中81 %的孔隙半径在122. 190～2. 440μm 范围内。