碳微球增强天然橡胶复合材料制备及性能研究

对碳微球／天然橡胶复合材料的制备以及其力学性能进行研究。采用传统机械混炼法将复合材料进行混合,通过平板硫化机进行交联制备天然橡胶／碳微球复合材料。考察不同混炼时间和温度对橡胶材料力学性能的影响,找到最佳的混炼条件。研究了不同含量的碳微球对复合材料力学性能的影响,考察其对拉伸性能和耐磨性能的影响规律。采用扫描电镜、电子万能拉伸测试仪、组态控制摩擦磨损试验机对复合材料的结构和力学性能进行分析。结果表明复合材料的拉伸性能随着碳微球含量的增加而增加,在碳微球含量达到30％的时候力学性能达到最佳。     

碳微球的研究进展

从碳微球的制备方法着手,综述了各方法的制备原理、原料、影响因素以及所得碳微球的结构性能和形貌特征,并归纳了各方法的优缺点,得出了溶剂热法、化学气相沉积法和模板法3种相对有效的制备方法,由于溶剂热法的突出优点,在碳微球的多种制备方法中优势凸显,将成为未来制备碳微球的主要方法。详细评述了不同结构和性能的碳微球在各个领域的应用,深入开发碳微球的性能和拓展其应用领域将会成为今后的研究重点;进一步讨论了碳微球的结构对其性质和应用的影响,通过设计碳微球的结构来改变其性质,是碳微球制备研究领域未来的发展方向。     

碳微球的制备及应用研究进展

综述了碳微球的基本制备方法,包括电弧放电法、水热法、化学气相沉积法以及模板法,水热法操作简单,条件温和,微球分散性好,产物纯,在碳微球的制备方法中占有突出优势;介绍了碳微球在电池电极材料、超级电容器以及催化剂载体领域的应用,并展望了未来碳微球的发展方向。     

碳化条件对碳微球结构的影响及其性能评价

以葡萄糖为碳源,直接水热合成法制备碳微球。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪对碳微球进行表征,探究碳化条件对碳微球结构的影响。结果表明,葡萄糖经过碳化由棒状变成球状,碳化温度180℃和碳化时间7 h条件下制备的碳微球结构较均匀,并且含有—OH及—COOH官能团,将制备的催化剂用于纤维素水解时,水解率最高达46. 22%。     

中间相碳/Co复合微球的制备

以煤沥青和乙酸钴为原料进行热缩聚反应，以吡啶为溶剂，分离制备出大小为20μm左右的中间相碳／Co复合微球，并研究了钴含量和热处理温度对复合微球结构的影响。研究结果表明，随着原料中乙酸钴含量的增加，制备出的复合微球钴含量增加。复合微球的X衍射图显示出明显的石墨碳和金属钴的衍射峰，2500℃石墨化后，复合微球中的钴仍能稳定存在。热处理过程中复合微球中钴对碳的石墨化有催化作用，钴含量越大，这种催化石墨化作用越明显。复合微球的TEM照片显示微球中钴颗粒大小为10～40nm，颗粒均匀分布在中间相碳基质中。     

C-N碳微球制备的实验探究

采用溶剂热法制备了C-N碳微球,通过四氯化碳和乙二胺在180℃的密闭条件反应生成C-N碳微球,探究反应时间和乙二胺用量对于生成物的影响。通过实验探究,可以找到反应的最佳时间点和药品用量,制备较理想的表面光滑、粒径分布均匀的C-N碳微球。     

聚丙烯腈(PAN)基碳微球的制备

本文以MMA(甲基丙烯酸甲酯)和AN(丙烯腈)单体为原料,通过种子乳液聚合法先制备了PMMA/PAN微球。然后在其表面包覆一层交联的PMMA层,得到了170 nm左右的PMMA/PAN/交联PMMA三层复合微球。再以三层复合微球作为前驱体进行热处理,最终得到比表面积达1379.3 m~2/g的50~70 nm尺寸的PAN基碳微球。     

PAN基碳纳米微球的制备及表征

通过种子乳液聚合得到聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯(PAN/PMMA)核壳结构的纳米微球。将经冷冻干燥后得到的PAN/PMMA纳米微球进行预氧化和炭化处理,成功制备出粒径为50 nm的碳纳米微球(Carbon Nanospheres,CNSs)。并利用光散射、傅立叶红外线光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等技术对所合成的PAN/PMMA纳米微球和CNSs进行分析。实验结果表明,PMMA的加入有利于降低PAN基CNSs的粒径,且炭化温度在500～600℃之间得到的CNSs的分散性最好。     

中温沥青中微组分对碳微球制备影响的研究

以煤焦油中温沥青为原料,采用热聚合的方法制备碳微球,研究热聚合温度370～385℃、聚合时间2 h反应条件下中温沥青中喹啉不溶物对制备出的碳微球形貌和粒度的影响。通过控制中温沥青中喹啉不溶物的不同含量制备出一系列热聚合产物,运用扫描电镜(SEM)、热重(Tg)对其产物进行表征,进一步探究碳微球成球较佳的制备条件及形成机理。     

碳微球的离子化表面修饰

碳微球(CMSs)经HNO3和H2O2混酸处理后,与NaOH碱溶液进行离子化反应,考察离子化反应前后CMSs表面性质的差异;通过场发射扫描电子显微镜、元素分析等对产物的形貌和表面结构进行了分析,同时还考察了产物在不同溶剂中的溶解性差异。结果表明,HNO3和H2O2混酸处理得到的CMSs-(COOH)n与NaOH溶液进行反应后,生成大量—COONa离子基团,形成了CMSs-(COONa)n,其表层出现沟壑,在水中的分散性明显改善,亲水性显著增强;然而,NaOH对未经酸处理的CMSs修饰效果欠佳,团聚现象依然严重;由于CMSs-(COONa)n强的离子性,很难在有机溶剂中分散。     

生物模板法制备磁性中空微球的方法和应用

磁性中空微球在功能性吸附、酶固定化载体、物质的分离纯化、活性物质和药物的封装与控释、靶向给药、污染防治、食品和材料学等领域有突出的应用价值。文章综述了利用生物模板法制备磁性中空微球的制备原理和最新研究成果,并主要分析了软模板法和自模板法两种制备工艺。软模板法工艺主要通过吸附-高温炭化法除去生物模板材料获得固定外形的磁性中空微球。自模板法制备磁性中空微球可依据生物材料自身成分经水热碳化反应或在惰性气体氛围保护下的高温炭化反应生成具有特殊官能团结构的中空碳微球,并将磁性物质溶入或吸附到中空微球中,具体分为水热碳化法和浸渍-高温炭化法;也可将制备好的磁性物质吸附于经过特殊处理过的生物模板材料表面,如吸附-共沉淀法和高温炭化-共沉淀法。总之,生物模板法制备磁性中空微球条件较为温和、无污染,生物模板材料对人体无毒,特别适合于食品、医药等行业的应用,具有很好的生产应用前景。     

陶瓷微球的制备工艺及微球性能研究

以国产铝矾土为原料,采用离心喷雾造粒方法,制备10～100μm的陶瓷微球.探讨微球颗粒尺寸、球形度、与基体材料结合性能的控制技术.对陶瓷微球进行表面改性,喷雾造粒前在泥浆中添加氢氧化钠使钠离子在陶瓷微球表面富集,以增加微球与基体之间的润湿性.研究了陶瓷微球的最佳烧结工艺,采用二次烧成的方法来烧结微球.对陶瓷微球的微观结构和性能进行了表征.该微球可用作复合材料的加强材料.     

沉积碳纳米微球制备超疏水表面

通过采用长链脂肪烃混合物在大气环境下的不完全燃烧,将其产生的碳纳米微球沉积在铝合金基底,制备一种具有稳定超疏水性能的表面。该方法简捷高效、所用原料廉价易得、操作简单、无需特殊设备。所制备的超疏水表面不仅对纯水具有很高的接触角,而且对于腐蚀性液滴也保持了很高的接触角。采用透射电镜和扫描电镜分别研究了所制备的超疏水表面的表面形貌以及碳纳米微球的微观结构,结果表明,碳纳米微球在微米尺度上的堆积和其50 nm的直径赋予了表面超疏水性能。     

金属掺杂空心碳微球的制备及电化学还原CO2的研究

本文采用SiO_2为模板,分别合成了Fe,Ni,Cu掺杂的空心碳微球。通过X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)确定了样品的物相组成以及表面形貌。SEM显示样品为大小均一的空心碳球,直径在250～300nm,且表面分布有大孔。将三种金属掺杂的空心碳球分别用于CO_2电还原反应,线性扫描(LSV)及法拉第效率(FE)测试结果表明,Fe掺杂的空心碳微球具有更正的起峰电位和更高的CO选择性。在施加电位为-0.4V(相对可逆氢电极)时,既能检测到CO,在-0.5V时,CO的FE达到最大为44%。另外,CO和H_2的比例接近1:1,可用于工业合成醋酸和酸酐。     

磁性介孔碳微球的制备及其对红霉素的吸附性能研究

构建了一种在磁性纳米颗粒表面包覆介孔碳层的制备方法。探究了2种硅前驱体四乙氧基硅烷(TEOS)和四丙氧基硅烷(TPOS)造孔剂对碳层表面孔结构的影响,同时研究了在碳微球制备过程中硅前驱体引入方式对碳层孔结构形成的影响。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、全孔分析等手段对材料的组成、形貌、比表面和孔结构进行表征。结果表明,采用TEOS和TPOS造孔剂,碳微球的比表面积较硅前驱体引入前有显著提高,在选定实验条件下比表面积可提高1. 5倍;同时丰富了介孔结构,介孔孔容占比由引入前的18%提高至90%以上。考察了该材料对抗生素红霉素的吸附性能,硅前驱体引入后的磁性介孔碳微球的吸附量提高3. 1～5. 5倍。     

单分散氢氧化钙/聚苯乙烯微球的制备与表征

以葡萄糖水溶液为反应介质,在氧化钙消化成氢氧化钙的过程中,加入苯乙烯单体和引发剂,采用原位悬浮聚合法成功制备了聚苯乙烯(PS)包覆氢氧化钙[Ca(OH)2]形成Ca(OH)2/PS微球.考察了葡萄糖水溶液、苯乙烯、稳定剂聚乙烯醇以及反应温度对单分散Ca(OH)2/PS微球的粒径及粒子分散系数的影响,得出较佳合成条件.在较佳条件下制备的Ca(OH)2/PS微球平均粒径为30～40 μm,粒子分散系数为0.08～0.10.扫描电镜照片表明,Ca(OH)2/PS具有良好的球形度,表面光滑、无破损.红外光谱表征显示,产物为Ca(OH)2/PS微球.     

碳微球/勃姆石/PP复合材料的制备及性能分析

以碳微球(CMS)和勃姆石(BM)为阻燃剂,打包盒PP废塑料(H-PP)为原材料,通过熔融挤出制备CMS/BM/H-PP复合材料,利用极限氧指数(LOI)、UL 94、锥形量热仪和热失重分析(TG)等对复合材料的阻燃性、热分解温度、力学性能和热变形温度(HDT)进行分析。结果表明,BM可以有效阻燃H-PP。在H-PP中加入30%的BM,30-BM/H-PP的LOI达到27.8%,阻燃等级为UL 94 V-1级,T_5%、HDT、拉伸和弯曲强度分别为321.2℃、95.8℃、19.4 MPa和22.8 MPa,与H-PP相比,其强度降低,热分解温度和HDT升高;以BM为主阻燃剂,适量的CMS和BM在H-PP中具有协同阻燃效果;在H-PP中加入4%的CMS和26%的BM,4-CMS/26-BM/H-PP的LOI为29.8%,阻燃等级为UL 94 V-0级,其T_5%、拉伸强度、弯曲强度、TTI和FPI分别为332.4℃、22.5 MPa、26.2 MPa、37 s和0.15(m²·s)/kW,与30-BM/H-PP相比,有显著提...     

纳米碳球/氧化镍复合物的制备及性能表征—一个研究型物理化学实验的设计

文章根据电化学中的氧化还原赝电容理论,设计关于超级电容器电极材料的研究型物理化学实验。本实验采用水热合成法,以葡萄糖为原料,水热合成胶质碳球,再以醋酸镍为金属前驱体,以胶质碳球为碳前驱体,制备纳米碳球/氧化镍复合物。利用电化学工作站的循环伏安法测试所制备材料的电化学性能。     

光热响应型控释微球的可控制备及其性能

单一的光热治疗（PTT）效果有限,往往不能彻底治愈肿瘤。随着材料科学与生物医学的融合,多功能药物载体材料得到了很好的开发利用,有助于将PTT与其他治疗方法联合使用,为协同增强抗肿瘤疗效提供了有效的策略。本研究以载有吲哚菁绿（ICG）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米粒子为光热剂,以聚乙烯醇（PVA）/海藻酸钠（SA）为载体基材,采用微流控技术可控制备了一种新型光热响应型控释微球（PLGAICG@PVA/SA）。系统研究了微球的形貌尺寸可控性、光热转化性能、机械性能和生物相容性,并以盐酸阿霉素（DOX）为模型药物,探讨了该微球载体对DOX的负载能力和光热响应性控释能力。结果表明,所制备的PLGAICG@PVA/SA微球具有良好的单分散性,表现出优异的光热转换效应,0.5W/cm2近红外光照射15min的温度增量为18.5℃且稳定性良好;微球亦具有良好的可压缩性和弹性性能,其杨氏模量为317.0kPa。在模拟生理环境中,微球中DOX药物的释放行为符合一级释放动力学模型并具有明显的光热刺激响应性。该微球材料在药物控释及肿瘤的光热/化疗联合治疗等领域具有广泛的应用前景。