化学气相催化热解法制备螺旋纳米碳纤维

采用酒石酸铜前驱体热分解得到纳米铜粒子作为催化剂,分别对250℃、280℃、310℃分解产生的纳米铜粒子进行测试分析,在3个温度下用化学气相沉积法生长螺旋纳米碳纤维并进行综合热分析。采用X-射线衍射(XRD)分析其物相组成,晶粒大小;用扫描电子显微镜(SEM)观察螺旋纳米纤维的外观形貌。结果表明,310℃生长出的螺旋纳米碳纤维纯度高、外观形貌清晰,热分析质量损失少。     

螺旋纳米碳纤维及聚乙烯醇复合材料的制备与性能表征

以镍为催化剂,采用化学气相沉积法制备螺旋纳米碳纤维,并通过浓硝酸氧化法对螺旋纳米碳纤维进行处理,在加热条件下,制备了螺旋纳米碳纤维/聚乙烯醇复合材料. 实验考察了螺旋纳米碳纤维含量对复合材料力学性能的影响,当螺旋纳米碳纤维添加量为0.4%(w)时,复合材料的拉伸性能提高32%. 通过扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行分析,螺旋纳米碳纤维均匀地分散在基体中,有效增强了复合材料的抗拉性能.     

铜基板法制备纳米碳纤维薄膜的研究

以乙炔(C2H2)作为碳源,采用化学气相沉积法(CVD)在经过草酸溶液腐蚀的铜基板表面制备出纳米碳纤维薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)对产物进行结构与形貌表征,并对碳纤维薄膜进行其在基板上的附着性测试。结果表明,草酸腐蚀时间、化学气相沉积反应时间的变化等因素对纳米碳纤维薄膜的生长与形貌有一定影响。在反应温度为350℃时,铜基板表面制备出了一层均匀的纳米碳纤维薄膜,纤维直径为300~400 nm,薄膜的厚度为20~30μm。制备的纳米碳纤维薄膜对基板有良好的附着性。     

纳米三氧化二铝增强天然橡胶/丁苯橡胶并用胶的性能

采用机械混炼法制备了纳米三氧化二铝(Al_2O_3)增强天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)并用胶,研究了纳米Al_2O_3对NR/SBR并用胶的硫化特性、力学性能、耐热性和耐溶剂性的影响。结果表明,当纳米Al_2O_3的用量为4份,并采用NR/SBR与小料共混均匀后再加入纳米与硫黄的方式制备NR/SBR并用胶,可大幅提高NR/SBR并用胶的力学性能。与未增强并用胶相比,采用4份纳米Al_2O_3增强并用胶的100%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率分别提高了16.0%、296.4%、28.6%和73.3%,耐热性及耐油性也得到显著提高。     

低温制备螺旋纳米碳纤维的研究

以酒石酸铜为前驱体,氮气为保护气,乙炔为碳源,采用化学气相沉积法在250~270℃下制备出螺旋纳米碳纤维。通过DSC/TG、SEM、SPM、XRD和Raman对反应产物的分解温度、形貌、物相结构等进行表征。实验结果表明,酒石酸铜的热分解速率对铜催化剂粒径有显著影响,是控制螺旋碳纤维生长形貌的重要工艺参数。结合XRD和Raman光谱分析可知,在270℃时制备的螺旋纳米碳纤维呈现出无序结构,对其进行热处理后,可有效去除一部分铜粒子,产品的石墨化程度也随之升高。     

低温螺旋纳米炭纤维的制备与表征

在250,280,310℃的低温条件下,以乙炔为碳源,纳米铜粒子作为催化剂,用CVD法制备螺旋纳米炭纤维,并对其表面形貌、元素组成和分布、晶体结构进行了研究。研究表明:在低能耗条件下,制备的螺旋状纳米炭纤维直径在100~300 nm,且产量丰富,可望实现工业化推广。螺旋状纳米炭纤维的C的原子数分数在85%以上,用XRD表征螺旋纳米炭纤维表明,螺旋纳米炭纤维是非晶体的,不是石墨态的,结构不完整。     

螺旋纳米碳纤维原位生长二氧化硅及其对天然橡胶补强研究

采用化学气相沉积(CVD)法制备螺旋纳米碳纤维(CCNFs),然后在其表面原位生长纳米SiO_2颗粒,最终制出SiO_2/CCNFs双相纳米填料,用扫描电镜(SEM)及红外光谱(FTIR)表征双相纳米填料。再用该双相纳米填料部分取代炭黑填充天然橡胶,测试其拉伸强度、断裂伸长率、硬度和耐磨性。结果表明,SiO_2/CCNFs在1 125 cm~(-1)处有Si—O—Si的特征峰,在756 cm~(-1)处存在Si—C键的振动峰,说明SiO_2与CCNFs是通过化学键结合而非物理吸附。添加双相填料后,橡胶复合材料的拉伸强度、断裂伸长率提高,当添加量为2%时达到最大值,分别为23 MPa、833%,相比空白样纯炭黑N330分别提高了8. 5%、23. 7%,初步实现了绿色轮胎所要求的同时提高强度与弹性等指标。     

表面修饰纳米铜颗粒添加剂的摩擦学性能

采用液相还原两步法制备了表面修饰的铜纳米颗粒,采用美国产UMT-3摩擦试验机进行四球长时抗磨实验,考察了其作为150N基础油添加剂的抗磨减摩性能及对钢球磨损表面的修复作用,用SEM和EDS分析了磨损表面的形貌和元素组成.结果表明,经过表面修饰的纳米铜颗粒作为添加剂能显著改善150N基础油的抗磨减摩性能.含4%纳米铜颗粒...     

成型TiO_2负载型纳米碳纤维催化材料的制备与表征

采用成型TiO2为载体,以甲烷为碳源,镍铜双金属催化剂,改变反应温度以及碳氢比(CH4/H2摩尔比),生长纳米碳纤维(CNF),制备出结构化复合纳米碳纤维催化材料-生长在成型TiO2上的纳米碳纤维材料(CNF/TiO2).扫描电镜(SEM)和物理吸附仪(BET)表征结果表明,CNF粗细均匀、直径～70 nm,而且与其他传统催化剂载体(活性炭)相比几乎没有微孔.并以CNF/TiO2为载体,采用浸渍法负载金属钯,制备出结构化纳米碳纤维负载型钯催化剂(Pd/CNF/TiO2),以苯乙烯加氢为模型反应进行活性评价,结果表明,其催化活性明显优于成型活性炭负载型Pd催化荆.结构化纳米碳纤维具有比表面适中,且不含微孔,是一种优良的催化剂载体,可望用于受内扩散制约的气液固三相催化反应.     

纳米纤维素/天然橡胶复合材料的制备及表征

采用共混法制备不同比率含量的纳米纤维素/天然橡胶(NCC/NR)复合材料,通过扫描电镜、力学性能、热稳定性以及动态力学性能的测定分析表明:纳米纤维素能较均匀分散在橡胶基质中,对天然橡胶起到较好的补强效果,复合材料的储能模量逐步增大,损耗因子逐步减小,纳米纤维素的加入对天然橡胶的热稳定性影响不大。     

纳米凹凸棒土/炭黑复合填料对天然橡胶/丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶性能的影响

研究纳米凹凸棒土/炭黑N770/炭黑N330复合填料中纳米凹凸棒土/炭黑N770用量比对天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)/顺丁橡胶(BR)并用胶性能的影响。结果表明:采用纳米凹凸棒土/炭黑N770/炭黑N330复合填料时,随着凹凸棒土用量增大,并用胶的F_L和F_(max)增大,硫化速度减慢,物理性能、耐磨性能和耐屈挠性能提高;纳米凹凸棒土/炭黑N770用量比为30/15时,并用胶的综合性能较优异。与添加其他无机填料(陶土、轻质碳酸钙和白炭黑)/炭黑复合填料的并用胶相比,添加纳米凹凸棒土/炭黑复合填料的并用胶拉伸强度和撕裂强度较高,耐屈挠性能较好,耐磨性能稍差。     

碳纤维/纳米黏土增强聚氨酯泡沫塑料的研究

采用化学气相沉积法合成了碳纤维/纳米黏土复合材料,并以此作为泡沫塑料的增强填料,制备了碳纤维/纳米黏土强化PU(聚氨酯)泡沫塑料。研究结果表明:当碳纤维长度为8 mm、m(复合材料)∶m(PU泡沫塑料)=1∶50时,碳纤维/纳米黏土复合材料对PU泡沫塑料的增强效果相对最佳;经碳纤维/纳米黏土复合材料增强后,PU泡沫塑料表面空隙减少、颗粒排布更紧密且出现了网状结构,故其弹性降低、力学性能(刚性、拉伸强度)明显提高。     

稀土及过渡金属氧化物改性纳米碳酸钙/天然橡胶复合材料的结构与性能

用镧、铈、钐、钬和镱稀土(Ln)氧化物(Ln2O3)及锌、钴和镍过渡金属(TM)氧化物(TMO)制备了稀土氢氧化物包覆纳米碳酸钙[NCaCO3-Ln(OH)3]和过渡金属氢氧化物包覆纳米碳酸钙[NCaCO3-TM(OH)2]。将二者分别加入100份(质量,下同)天然胶乳(NRL)中,保持体系的pH值约为12。于85℃下恒温搅拌1h。采用凝聚共沉法制备了稀土氧化物改性纳米碳酸钙/天然橡胶复合材料[NR/NCaCO3-Ln(OH)3]及过渡金属氧化物改性纳米碳酸钙/天然橡胶复合材料[NR/NCaCO3-TM(OH)2]。结果表明,所选用的Ln2O3与TMO对NCaCO3均具有优良的改性作用,对硫化胶有显著的增强作用,其中以La2O3,Sm2O3,ZnO的改性效果为佳,且三者最佳用量依次为0．50,1．00,2．5份。扫描电子显微镜分析表明。NCaCO3-La(OH)3,NCaCO3-Sm(OH)3,NCaCO3-Zn(OH)2与NRL的界面结合牢固。并形成拉丝结构。动态力学分析表明。与未改性纳米碳酸钙填充天然橡胶(NR/NCaCO3)的硫化胶相比,NR/NCaCO3-Sm(OH)3和NR/NCaCO3-Zn(OH)2硫化胶的玻璃化转变温度稍有上升,内耗也略有增大。     

黏土/天然橡胶纳米复合材料的制备及性能

利用乳液插层法制备了黏土／天然橡胶纳米复合材料,研究了该复合材料的力学性能、应力应变行为、耐磨性、气体阻隔性和耐老化性能。结果表明,黏土／天然橡胶纳米复合材料与高耐磨炭黑(N330)、白炭黑增强橡胶相比,邵尔A型硬度、定伸应力和撕裂强度较高,拉伸强度相当。黏土、N330以及白炭黑对天然橡胶的拉伸结晶有影响,填料用量对材料拉伸强度的影响存在最佳值。黏土／天然橡胶纳米复合材料具有良好的耐磨性、气体阻隔性和耐老化性能。     

天然橡胶/改性纳米碳酸钙复合材料的形态与力学性能

比较了3种改性纳米碳酸钙,如硬脂酸改性的纳米碳酸钙(CCR)、CCR的固相改性纳米碳酸钙(M—CCR)、悬浮改性纳米碳酸钙(M—CaCO3)与天然橡胶组成的复合材料硫化胶的力学性能和形态。结果表明,3种复合材料的硫化胶与天然橡胶硫化胶相比,其力学性能得到了明显改善,其中含有M—CaCO3的复合材料力学性能的提高和形态的改善优于含有CCR和M—CCR者。     

改性Kevlar纳米纤维对天然橡胶耐溶剂性能和交联密度的影响（英文）

制备了改性Kevlar纳米纤维(m-KNFs)填充天然橡胶硫化胶,研究了不同用量的m-KNFs对天然橡胶耐溶剂性能和交联密度的影响。结果表明,m-KNFs可有效增强天然橡胶的耐溶剂性能,当m-KNFs的用量为7份时,天然橡胶的溶剂吸附常数比未填充时降低了11. 7%。同时,天然橡胶的交联密度随着m-KNFs用量的增加而增大。     

NR/BR/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究及其在轮胎胎面胶中的应用

采用机械混炼法制备了天然橡胶/顺丁橡胶/有机蒙脱土(NR/BR/OMMT)纳米复合材料,并对复合材料的结构与性能进行了表征。OMMT可明显提高橡胶基体的耐油性能和物理机械性能,降低混炼胶的焦烧时间(Ts)和正硫化时间(T90),起到了促进硫化作用。轮胎胎面胶配合显示,OMMT与炭黑并用补强NR/BR共混胶,明显改善其力学性能与耐磨耗性能。     

专利

制备螺旋纳米碳纤维的方法 本发明公开了一种制备螺旋纳米碳纤维的方法，包括如下步骤：将催化剂的前驱体溶液涂敷于基板材料表面，干燥，然后置于有机溶剂的火焰中燃烧，收集燃烧后的黑色粉末状产物，即为螺旋纳米碳纤维。所说的催化剂的前驱体溶液为含有锡的氯化物的乙醇溶液；螺旋纳米碳纤维的纤维直径为50-70nm，螺旋直径为80～110nm，螺距为80-200nm。采用本发明的方法制备螺旋纳米碳纤维，无需昂贵设备，操作简单，成本低廉，易于实现工业化生产。     

SiO_2/HCNFs双相纳米填料的制备与表征

使用原位接枝法在螺旋纳米炭纤维表面接枝纳米二氧化硅粒子,制备补强性能良好的SiO_2/HCNFs双相纳米填料。利用TEM、SEM、FT-IR对样品的形貌和组成进行了表征,重点探讨了接枝反应温度对SiO_2/HCNFs双相填料形貌和结合胶含量的影响。结果表明,硝酸对螺旋纳米炭纤维有明显的截断作用,可降低纤维的长径比;接枝产物SiO_2/HCNFs双相纳米填料形貌好,纤维表面的纳米SiO_2粒子形貌较佳,分布均匀;SiO_2/HCNFs双相纳米填料中SiO_2粒子的量会随着反应温度的升高先增加后减小,其中当反应温度在80～90℃时,接枝效果最佳;当反应温度为90℃时,制备出的SiO_2/HCNFs双相纳米填料的结合胶含量最高为30.5%,对天然橡胶的补强效果最好。     

电镀Ni膜催化生长螺旋碳纤维及电磁性能研究

由于螺旋纳米碳纤维的特殊结构和性能,使其在电子和复合材料等领域具有广阔应用前景,引起各国研究者的关注和重视。以电镀工艺制备Ni催化剂膜,通过化学气相沉积方法合成螺旋纳米碳纤维,采用SEM、Raman光谱和光学显微镜对螺旋纳米碳纤维的形态和结构进行表征。制备出形态规则的螺旋纳米碳纤维,纯度较高;实验详细地研究催化剂膜厚度和反应时间对螺旋纳米碳纤维形态和结构的影响。此外,对制备出的螺旋状纳米碳纤维在8.2~12.4GHz频段电磁性能进行分析,考察其吸波性能。研究结果表明镀镍工艺制备的催化剂膜成功生长出结构理想的螺旋纳米碳纤维,且具有较好的电磁性能。