含能材料HMX-2F的性能研究

用密度泛函理论对HMX-2F分子和晶体进行计算,HMX-2F与HMX相比,发现HMX-2F电子结构有所变化,具有较高撞击感度。其晶体能带结构和态密度变化较小,预示它们具有相近的电火花感度。此外,HMX-2F具有较大的能量、密度和爆轰性能,预示其是一种潜在的综合性能良好的含能材料。     

氧化石墨烯尺寸对天然橡胶复合材料性能的影响

采用乳液复合工艺将不同尺寸的氧化石墨烯(graphene oxide, GO)与天然胶乳(natural rubber latex, NRL)复合,制备NR/GO纳米复合材料。研究了GO横向尺寸对复合材料流变性能、力学性能及形态结构的影响。研究表明由于空间运动受限作用,填充大尺寸氧化石墨烯(large size GO,LGO)的胶乳的黏度值突增至3 600 mPa·s^-1,相对纯胶乳增加了30倍。仅填充1%的小尺寸氧化石墨烯(small size GO,SGO)的复合物,材料的拉伸强度与拉伸韧性分别提高了15%与25%。通过透射电子显微镜(TEM)研究,LGO在橡胶基体内构筑层-层隔离结构而SGO在橡胶基体内构筑成网络隔离结构。     

羟基磷灰石-氧化石墨烯复合微球的制备及性能

载药微球目前在生物医用材料方面得到广泛研究,但存在载药量不高和突释等问题,为解决此类问题,利用羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)和氧化石墨烯(graphene oxide,GO)制备羟基磷灰石-氧化石墨烯(HA-GO)复合微球．首先采用硬模板法合成球状碳酸钙-氧化石墨烯(CaCO₃-GO)复合材料,然后通过水热法以离子交换方式成功制备了球状中空HA-GO复合微球,研究不同合成条件对HA-GO复合材料的影响．通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、拉曼红外光谱、场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等测试方法对所制备样品进行分析和表征,并以姜黄素作为载药模型对复合微球载药性能进行测试,通过包封率及载药量两个指标对复合微球的载药性能进行评估,同时测试微球样品材料的细胞毒性．研究表明：体系反应物的浓度及水热反应时间对复合微球的成型效果影响较大,在初始反应物浓度为0. 3 mol/L、水热反应时间为 6 h 时,可制得形貌良好的中空 HA-GO 复合微球,所制的复合微球粒径为 5. 1～7. 7 μm,孔径约为 40 nm. 研究还发现,球状结构能提高药物的负...     

稀土氧化镝对己二酸相变储热材料的热性能影响研究

采用熔融混合的方法,以己二酸为相变材料,添加稀土材料氧化镝为改性剂,制备己二酸相变储热材料。利用FT-IR、DSC、SEM等研究所制备相变储热材料的结构及性能,并通过热循环实验研究其热性能变化规律。结果表明:添加氧化镝后,材料相变温度提高,当氧化镝质量掺量为0.5%时,相变温度为151.2℃,熔化焓值最高,达259.6J/g;经过1 000次循环后,掺有质量分数0.5%氧化镝相变材料的相变焓衰减了11.8%,而纯己二酸的相变焓则衰减了16.0%,添加氧化镝后己二酸相变材料的热性能显著增强。     

氧化石墨烯的分散程度对水泥基材料力学性能的影响

为研究不同分散方法处理的氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对水泥基材料力学性能的影响,采用机械搅拌、超声分散、机械搅拌+超声分散3种方法对其进行分散.通过丁达尔光照试验和紫外-可见分光光度试验观测3种分散方法制备的GO分散液的分散程度,并进行水泥基材料力学性能测试、微观结构观测和机理分析.研究表明:机械搅...     

萘系减水剂/氧化石墨烯复合材料对水泥石微观结构和性能的影响

采用Hummers法和超声剥离制备了氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液,再与萘系减水剂(NS)复合得到NS/GO复合材料.研究了NS/GO复合材料对水泥净浆流动性和水泥石抗压耐折强度的影响.研究结果表明,当NS/GO的掺量为4.8g/0.06g(每100g水泥)时,净浆流动度可以达到204mm,所得水泥石的抗压强度为65.4MPa,且耐折强度达到10.6MPa,分别比对照样品提高了29.3%和41.4%.SEM形貌结果表明,GO能够促使水泥水化反应形成致密的片层状结构.这些结果对于提高混凝土的抗压耐折强度,以及抗裂性和耐久性等具有重要的意义.     

含均三嗪氧化壳聚糖/硅杂化材料对棉织物性能的影响

以高碘酸钠选择性氧化壳聚糖作为交联剂,γ-氨丙基三乙氧基硅烷为硅偶联剂,协同三聚氰胺对棉织物进行表面改性处理,研究改性对棉织物物理机械性能和抗紫外性能等的影响。结果表明:当采用氧化壳聚糖与三聚氰胺用量摩尔比为2∶1,γ-氨丙基三乙氧基硅烷用量为3m L,处理时间90min,温度为70℃时,改性棉织物的柔软性、抗紫外、抗皱性能得到一定的提升,但是经改性处理后,棉织物的强力略有降低。     

取代基对过渡金属铱配合物结构和光谱性质的影响

采用DFT和TD-DFT方法研究了一系列(C^N)2Ir(N^N-X) [C^N=2-苯基吡啶,N^N=2-吡啶基-1,3,4-恶二唑,X=氯苯(1)、X=苯基(2)、X=苯乙炔(3)和X=吡啶(4)]配合物的结构和光谱特征。首先采用B3LYP/LanL2DZ泛函优化了配合物1-4的基态几何结构,在此基础上选用UB3LYP/LanL2DZ泛函得到其激发态结构。计算得到的Ir-N(1)和Ir-N(3)基态键长和相应实验值符合得较好。在TD-DFT和PCM计算水平下,得到1-4的低能吸收和发射分别出现在454(1)、446(2)、453(3)、461(4) nm和649(1)、650(2)、642 (3)、638(4) nm。这些激发的起始分子轨道HOMO-1主要由苯基吡啶配体(C^N)占据,而终止轨道LUMOs均为*(N^N)型轨道,因此,该跃迁被指认为π-π*跃迁,具有配体到配体的电荷转移跃迁(LLCT)特征。研究显示出此类配合物的吸收和发射主要由双齿配体本身控制,受X取代群组影响较小。     

阳极氧化时间对Mg97Y2Zn1-0.5Al合金氧化膜性能的影响

随着阳极氧化技术的发展,在环保型电解液中良好的工艺条件能够改善阳极氧化膜层的耐蚀性能.采用以无污染的氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、柠檬酸三钠为主要成分的电解液,以不同的阳极氧化时间对Mg₉₇Y₂Zn₁-0.5Al合金进行阳极氧化,对其表面形貌和腐蚀效果进行观察分析.结果表明：随着阳极氧化时间的增长,氧化膜表面缺陷先减少后增多,膜层的抗腐蚀性能先增强后减弱.当阳极氧化时间为20 min时,膜层表面孔洞较小,没有明显的缺陷,膜层较厚且光滑,膜层的抗腐蚀性能最佳     

弹簧刚度对嵌入式振荡水柱波能装置水动力性能的影响

提出嵌入方箱式防波堤的垂荡式振荡水柱（OWC）波能装置,利用开源计算流体动力学库OpenFOAM及工具箱waves2foam,对该波能装置的能量转换效率和水动力特性开展数值研究.采用流体体积法（VOF）捕捉气液界面,利用Rigid-Body Dynamic网格技术求解垂荡运动.在不同入射波频下,探究垂直线性弹簧约束（用无量纲弹簧刚度表示）对OWC波能装置的波能转换效率、反射系数、透射系数、能量耗散系数、相对压降、有效相对振荡幅度和相位差等的影响.结果表明,结构物适当的垂荡运动有利于提升OWC装置在特定频率条件下的波能转换效率;振荡水柱和结构物间的运动相位差是决定能量转换效率的关键因素;为了提升能量转换效率,调节结构物的垂荡运动来控制相位差的措施是可行的.     

氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶的制备 及其吸附-光催化性能

采用水热法制备环境友好型氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶复合材料, 研究了该复合材料对亚甲基蓝 (methylene blue, MB) 的吸附-光催化降解性能。利用扫描电子显微镜、X 射线衍射等对复合水凝胶材料进行结构表 征。结果表明, 氧化石墨烯的引入抑制了氧化锌的团聚, 同时与纤维素结合增大了表面积, 有助于固定光催化剂以 及能够与污染物更好地结合。水凝胶独特的多孔结构具有很好的吸附效果, 将其作为光催化剂, 经500 W 氙灯照射 300 min 基本可将MB 分子完全降解。经过5 次循环使用后水凝胶的形状与第1 次使用时外观形状基本相同, 同时 催化效率也没有明显降低。因此, 制备的石墨烯/纤维素/氧化锌可作为一种环保、稳定、易回收的光催化剂和吸附 剂用于去除MB, 该水凝胶在块状催化剂降解染料废水中具有广阔的应用前景。     

Study on Graphene Oxide Modified Inorganic Phase Change Materials and Their Packaging Behavior

We prepared the nano-inorganic phase-change "alloy" materials through the modification of Na_2SO_4·10H_2O using Na_2HPO_4·12H_2O and GO nano-nucleating agent, and further investigated their thermophysical properties such as melting/solidification temperatures and enthalpies via differential scanning calorimetry. When the weight ratio of Na_2SO_4·10H_2O and Na_2HPO_4·12H_2O was 8:2 and the weight ratio of graphene oxide was 0.5% of phase change material, the phase change "alloy" material showed excellent performances, specifically, the melting temperature and latent heat were found to be 22 ℃ and 190 J/g with a degree of subcooling decreased from 8.6℃ to 2.1℃. In order to extend the application of the phase change "alloy" material to building energy saving field, it was adsorbed on expanded glass beads under vacuum and further covered with diatomite. When the adsorption rate of EGB(volume) and PCAM(weight) was 2.5:1, the particle size of diatomaceous earth was found to be 3.6μm, while the best packaging result was obtained with the melting temperature and latent heat being 21℃ and 135 J/g, and no leakage was observed.     

Graphene Oxide/Lauryl Betaine Nano Material Synthesis and Properties

氧化石墨烯/甜菜碱纳米复合材料的制备及性质的研究

李旺^1,2, 井晶^1,2, 姜再兴², 苏迪^1,2 ,李勇枝^1,3,卢卫红^1,2*

（1． 哈尔滨工业大学 极端环境营养与防护研究所,哈尔滨 150090;

2． 哈尔滨工业大学 化工与化学学院,哈尔滨 150001;

3． 中国航天员科研训练中心,北京 100094）

中文说明：

海洋舰船污染治理迫在眉睫,目前治理舰船污染的方法主要有化学合成法和从天然物质中提取防污活性物质制备低表面能防污涂料。防污涂料的去污能力强,但毒性大,污染海洋环境,影响海洋生物的新陈代谢,不利于海洋生物的多样性。从天然物质中提取防污活性物质制备涂层虽无毒害作用,但去污能力不如化学合成的防污涂料。纳米材料的兴起使纳米防污剂成为研究热点,但纳米防污剂同样面临毒性大,有污染的问题。此外,防污涂料主要的作用通过释放有毒物质阻止污损生物附着在船舰表面,对已经形成的污染起不到清洁作用。针对已经附着在船舶表面的海洋污损生物,主要使用表面活性剂类物质祛除污染物。但传统的表面活性剂易残留,需要多次洗涤才可完全去除,操作时间长,清洗效率低。

氧化石墨烯是纳米材料的最佳载体,氧化石墨烯法纳米复合常采用溶液共混法、熔融共混法和原位聚合法等,既能保留原有组分的优点,改善原有组分的缺点,同时赋予制备的纳米复合材料新的性能。氧化石墨烯无表面活性,无法去除舰船表面的污损生物。十二烷基甜菜碱是表面活性剂的一种,优点是性质温和毒性低,良好的双亲性,但十二烷基甜菜碱也同传统的表面活性剂一样,需多次洗涤才可彻底清除,因此,本文通过溶液共混法将十二烷基甜菜碱和和氧化石墨烯复合,制备新型纳米去污剂,既有良好的去污能力,毒性又低,不污染海洋环境和海洋生物的生长繁殖,为海洋舰船污染治理提供新思路。

关键词：氧化石墨烯,十二烷基甜菜碱,表面活性,皮肤刺激性,皮肤过敏

     

高档汽车立柱内饰材料涤纶的热学性能

对国内外生产的7种涤纶样品进行差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TG)测试,探讨不同涤纶样品的结晶度、高温失重等性能,对其作为汽车内饰件热稳定性的影响.结果表明:在兼顾其它影响因素的前提下,采用结晶度较高的涤纶,有利于汽车内饰的热学稳定性的提高.     

Structural Evolution of Graphene Oxide and Its Thermal Stability During High Temperature Sintering

The thermal reduction of graphene oxide (GO) was performed by a tube furnace at different temperatures,and its structure evolution was investigated in detail.The results showed that the oxygen-containing functional groups on the carbon plane surface of GO gradually decomposed as the temperature increase,and the reduced graphene oxide (rGO) powder was obtained at 800 ℃.Then,rGO powder was sintered under 30 MPa at 1 800 ℃ using spark plasma sintering (SPS) and hot-pressing (HP) to evaluate its str...     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

改性氧化石墨烯/聚碳酸亚丙酯复合材料的制备及性能研究

通过溶液共混法制备了改性氧化石墨烯/聚碳酸亚丙酯(MGO/PPC)复合材料,利用FT-IR表征了材料的化学结构,采用热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)分别研究了复合材料的热性能、微观形貌,并分析了MGO对MGO/PPC复合材料的力学性能和水蒸汽阻隔性能的影响.结果表明:改性氧化石墨烯(MGO)质量分数为2.0％时复合材料的热性能与力学性能最佳,阻隔性能提高,水蒸汽透过量由69.08 g/(m2·24 h)降低为32.69 g/(m2·24 h).     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.     

氧化石墨烯的低温制备研究

采用Hummers法以天然石墨粉为原料制备氧化石墨,在N2气氛下低温热处理制得氧化石墨烯。氧化石墨烯与钛酸四丁酯经超声、离心后,在420℃下煅烧制得氧化石墨烯/TiO2复合材料。采用XRD、红外光谱、TEM和热分析等技术对氧化石墨烯以及氧化石墨烯/TiO2复合材料进行表征。结果表明,在240℃条件下低温热处理2h制备的氧化石墨烯效果较好,制备的氧化石墨烯/TiO2复合材料中纳米TiO2颗粒的粒径为12～14nm左右。