原位接枝聚合改性LDHs/PCL纳米复合薄膜的制备及氧气阻隔性能

以纳米层状双羟基金属氧化物(LDHs)为引发剂,通过原位聚合的方法在纳米LDHs表面接枝上了聚己内酯(PCL)分子链(LDHs-g-PCL),并将其与纯PCL采用溶液浇筑法制备出LDHs/PCL纳米复合材料,研究了LDHs-g-PCL的化学结构,纳米复合材料的结晶特性、力学性能、阻隔性能等。结果表明,成功制备出化学键合牢固的PCL包覆LDHs;随着LDHs-g-PCL的加入,复合材料的结晶度呈现出逐渐升高的趋势,但异相成核作用效率有一定程度减弱。LDHs-g-PCL的质量分数为10%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,相比纯PCL分别提高了31%和37%。LDHs-g-PCL的质量分数为50%时,复合材料对氧气的渗透性达到最低值,相比纯PCL降低程度高达78%,这与层状结构的LDHs显著延长氧气分子在纳米复合材料的曲折渗透路径必不可分。基于Nielsen的相对渗透理论来优化纳米复合材料的渗透模型,结果表明,LDHs/PCL纳米复合材料阻隔性能的提高不仅归结于层状LDHs发挥的阻隔效应,而且更重要的是LDHs-g-PCL加入引起的体积效应。     

神府煤/ZnMgAl-LDHs复合材料的制备及组成结构研究

采用原位共沉淀法制备了神府煤/ZnMgAl-水滑石复合材料(SFCoal/ZnMgAl-LDHs),并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对其进行表征,探讨了沉淀反应pH、晶化时间及煤盐比对SFCoal/ZnMgAl-LDHs的组成、结构及形貌的影响.结果表明,SFcoal/ZnMgAl-LDHs中神府煤微米颗粒表面被纳米片状LDHs包覆,形成典型的微纳米结构.神府煤通过羧基等官能团与LDHs层板羟基产生氢键相互作用,且对Zn2+、Mg2+的选择性络合可调控复合材料的组成及微纳米结构.pH=10时,复合材料结晶度最好.随着煤盐比的增加及晶化时间的缩短,复合材料中LDHs的结晶度下降,水滑石层板与煤大分子相互作用增强,煤表面纳米LDH层板的团聚现象逐渐消失,趋向于垂直于表面取向,且LDHs中锌离子含量显著提高.     

Ag+/TiO2/SiO2纳米复合材料的制备及抗变色性能、抑菌性能研究

以TiO_2为前驱体,采用液相沉淀法成功制备了Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料。考察了正硅酸四乙酯(TEOS)加入量对复合材料粒径和白度的影响,并对复合材料的抗变色性和抗菌性能进行了研究。通过改变TEOS加入量,优化了SiO_2外壳的厚度,使Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料具有较小的粒径,同时增加了复合材料的抗变色性能和抑菌性能。抑菌性能测试表明,Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和白色念珠菌(C.albicans)具有较强的抑菌作用,达到99%抗菌率的最小浓度分别是55mg/L、75mg/L和65mg/L。     

天然纤维水镁石的深加工及抗菌性能研究

以天然纤维水镁石为主要原料,对其进行破碎、超细粉碎深加工,利用超细粉碎-表面改性一体化工艺技术将纤维水镁石超细粉体与少量Cu2+、Zn2+和Cu2+/Zn2+抗菌剂复合,制备出了具有灭菌率达99%的天然水镁石抗菌剂。将各型抗菌剂与聚丙烯(PP)、接枝聚丙烯熔融混炼后制成抗菌母粒,按一定比例与PP复合制备抗菌复合材料。结果表明,抗菌母粒添加量为10%(天然水镁石抗菌剂为5%)时,抗菌复合材料的力学性能最佳,抗菌复合材料的抗菌性能较好,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都超过81%。此外,Cu2+/Zn2+复合纤维水镁石抗菌剂中存在Cu2+、Zn2+协同抗菌效应。     

合成条件对煤／ZnMgAl—LDHs纳米复合材料的影响

以超细神府煤为模板,采用原位共沉淀法制备了煤／水滑石类化合物（Coal／LDHs）纳米复合材料,并探讨了模板剂用量、沉淀反应pH及晶化时间对形成产物的物相及组成的影响,用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外变换红外光谱（FTIR）及扫描电镜（SEM）对产物进行了表征,结果表明,所得复合材料具有典型的层状结构特征,煤模板剂对锌镁铝金属离子的选择性吸附使得产物中锌元素含量显著提高,煤酸性官能团如羧基等与水滑石层板羟基产生强烈的氢键相互作用,复合材料为纳米片状包覆表面;随着神府煤模板剂用量的增加,晶化时间延长,复合材料结晶度下降,煤与水滑石层板相互作用增强,材料表面的纳米片状团聚度降低;pH=10时,复合材料结晶度最好。     

固相剪切碾磨制备聚丙烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的力学性能及热稳定性

采用湿法固相剪切碾磨法(S<'3>M)制备了部分剥离型聚丙烯(PP)/层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米复合材料,研究了PP/LDHs纳米复合材料的力学性能和热稳定性.结果表明,相对于聚丙烯,固相剪切碾磨制备的PP/LDHs纳米复合材料可在拉伸强度保持不变的情况下,明显提高其断裂伸长率和冲击强度.如当LDHs质量分数为...     

层状双金属氢氧化物及其复合材料去除水体中重金属离子的研究进展

随着现代工业的飞速发展,工业废水中的重金属离子对人类生存和健康已造成严重的威胁,因此,如何有效去除重金属是当前环境治理领域中需要解决的重要问题。层状双金属氢氧化物(LDHs)作为一种二维层状化合物,具备来源广泛、化学性质稳定、合成成本低、无毒性等优势,被广泛应用于吸附材料、催化剂和药物学等领域。大量实验证明,层状金属氢氧化物能作为吸附剂去除水中的重金属离子,且吸附效果显著。但单一LDHs因官能团较少、耐酸碱性较差、重复使用率低、易聚集等缺点难以在环境修复领域的实际应用中进一步推广,因此,如何改善其吸附性能,即如何以层状双金属氢氧化物为基体材料来构筑功能性的层状金属氢氧化物材料,成为近期环境修复领域研究的热点之一。目前,研究人员试图以煅烧、插层、表面修饰和复合材料等方法对LDHs进行表面改性,以达到提高LDHs材料的层间距离、比表面积和表面官能团等目的,继而增加其与重金属离子之间的作用位点,提升吸附性能。大量研究表明,采用煅烧法能获得大比表面积和丰富含氧功能团的LDHs;如将苯二甲酸(TAL)和均苯四羧酸(PAL)等应用到插层改性能获得层间距离更大的LDHs,或者将甘油小分子应用于表面修饰改性LDHs,可以增加LDHs材料表面官能团的数量。以上改性方法均能提高LDHs的吸附性能,但改性后的LDHs材料仍存在回收效果差、重复利用率低等问题。因此,研究者制备了以Fe_3O_4为主的磁性LDHs复合材料,该制备方法既满足了高吸附性能的要求,也极大地提高了其重复利用效率;不仅突破了回收利用率低的瓶颈,还为LDHs材料在实际应用中的推广奠定了基础。基于水环境修复角度,本文首先论述了层状双金属氢氧化物的制备,及以层状双金属氢氧化物为基体材料的常用改性方法和可能的作用机理,并进一步论述了其在环境领域中水处理方面的最新应用。其次,本文还分析了环境修复过程中影响层状双金属氢氧化物应用效果的各种因素。最后,本文在上述基础上对如何利用层状金属氢氧化物复合材料高效地从水环境中去除重金属离子进行了深刻的思考,进而对层状双金属氢氧化物(LDHs)在废水处理中的应用前景进行展望。     

玻璃基TiO_2-Fe_2O_3-CeO_2复合纳米薄膜的光催化性能研究

在溶胶-凝胶法制备的TiO2胶膜表面涂覆金属离子,通过焙烧制备TiO2-Fe2O3-CeO2复合纳米薄膜。以甲基橙为目标降解物,讨论过渡金属离子Fe3+和稀土金属离子Ce3+的掺杂对TiO2薄膜光催化活性的影响。采用SEM、XRD、EDS等表征手段对复合氧化物薄膜进行表征。结果表明:所制备的薄膜具有纳米结构;Fe3+、Ce3+单掺和Fe3+/Ce3+共掺均可提高TiO2薄膜的光催化性能,但相同条件下共掺离子的光催化活性更高。     

硅酸盐黏土矿物在抗菌方面研究进展

硅酸盐黏土矿物独特的化学组成成分、微观形貌结构以及物理化学特性影响其在抗菌方面的应用。化学组成成分中部分抗菌元素可通过化学渗透作用于细菌细胞内及细胞质产生抗菌效果,表面电荷调节可增强硅酸盐黏土矿物与细菌表界面作用且达到抗菌药剂控释要求,特殊形貌特征可用于装载纳米抗菌剂提高抗菌稳定性并降低生物毒副作用,构建稳定、优异且长效的抗菌复合材料。本文综述探究了硅酸盐黏土矿物的化学渗透及物理吸附两种抗菌机理,硅酸盐黏土矿物基复合抗菌材料的协同作用机制及其抗菌制品示例,探讨硅酸盐黏土矿物在抗菌复合材料工业化应用中的可行性。     

铈掺杂氧化铜纳米颗粒的制备及其抗菌性能研究

采用水热法制备了铈离子掺杂的氧化铜纳米颗粒(Ce-CuO NPs)。FESEM图像显示掺杂氧化铜为球形和近球形颗粒;XRD图谱表明,当掺杂量低于10%时,图谱中只出现了单斜结构的CuO衍射峰,当掺杂量增加至15%时,形成了CeO2独立相;ICP分析表明,铈元素的掺杂对CuO NPs中铜离子的释放具有促进作用。铈掺杂氧化铜纳米颗粒的抗菌测试结果显示,其对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌能力,较革兰氏阴性菌大肠杆菌(E.coli)更为显著;其中,5% Ce-CuO NPs在0.05 mg/mL的低浓度下表现出最佳的抗菌效果。Cu^2+与细菌细胞表面的结合在抑制细菌生长的过程中起到重要作用。     

类水滑石/蒙脱土复合材料的研究进展

类水滑石(LDHs)和蒙脱土(MMT)都属于二维层状黏土，通过将LDHs与MMT复合可得到不同结构的LDHs/MMT复合材料，如板对板交替结构、花状结构及板层混合交替结构，已应用于吸附、催化、荧光、油水分离领域。介绍了LDHs/MMT复合材料的制备方法，对其在各领域的研究进展进行了综述，最后对其发展前景进行了展望。     

Ag+/Ag-TiO2纳米空心球制备及其可见光催化性能

在TiO2/聚苯乙烯复合材料表面沉积硫化银,空气中煅烧制备了Ag+/Ag修饰的二氧化钛纳米空心球(Ag+/Ag-TiO2纳米空心球,即Ag+/Ag-HTS)。结果表明,所制备的Ag+/Ag-HTS具有可见光催化降解甲基橙的活性,随着甲基橙的初始浓度降低其催化降解效率提高。肖特基势垒的形成有助于更多的空穴转移到材料的表面,增强其光催化效率;表面的Ag+有助于电子的清除,防止光激电子与光激空穴复合。随着硫化银沉积数量的提高,Ag+/Ag-HTS的可见光催化活性提高,其光催化降解甲基橙的反应具有假一级反应的动力学特征。使用25%Ag+/Ag-HTS光催化剂,在可见光下照射2 h甲基橙降解率高达70.6%。     

柠檬酸三钠对Co~(2+)-Ni~(2+)-Fe~(3+)-CO_3~(2-) LDHs形貌及其离子交换性能的影响

Co2+/Ni2+/Fe3+摩尔比为0.5/3/1,采用络合剂柠檬酸三钠协助均相沉淀技术,制备了Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层状材料,研究了柠檬酸三钠用量对Co2+-Ni2+-Fe3+LDHs层间距及形貌的影响。在此基础上,研究了不同层间距和不同形貌Co2+-Ni2+-Fe3+-23CO--LDHs层状材料的离子交换性能,即Co2+-Ni2+-Fe3+-23CO-LDHs层状材料在Na Cl-HCl的离子交换体系中进行阴离子交换反应,生成Co2+-Ni2+-Fe3+-Cl–-LDHs层状材料。研究结果表明:当柠檬酸三钠用量为0.6~1.0 mmol/L时,所制备的LDHs层间距为0.776 nm,片层结构分散性较好,产物的较大层间距和较好形貌使其仍保持良好的离子交换性能,并通过离子交换反应可分别得到4Cl O-、24SO-、3NO-、4Mn O-及CH3(CH2)113SO-插层Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层状衍生材料;当柠檬酸三钠用量在1.5 mmol/L时,所制备的LDHs层间距为0.770 nm和0.691 nm,片层结构团聚并成玫瑰花形貌,使得客体离子较难插入到层间,产物的离子交换性能降低;当柠檬酸三钠的量增加到3.0 mmol/L时,得到的LDHs层间距为0.681 nm,片层结构变小,团聚现象加剧,LDHs片完全交错生长成球状形貌,产物完全失去了离子交换性能。     

碳纳米管／PA6纳米复合材料的制备及力学性能

采用RAFT活性聚合反应在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(二硫代酯化合物作RAFT试剂),并制备了碳纳米管/PA6纳米复合材料。利用FT-IR、TEM、SEM、TGA等测试方法表征接枝聚合物后的碳纳米管,考察了碳纳米管的用量对碳纳米管/PA6纳米复合材料力学性能的影响,并观察了碳纳米管/PA6纳米复合材料冲击断面形貌。结果表明,聚合物接枝到了碳纳米管表面,碳纳米管/PA6纳米复合材料的力学性能明显提高。     

磷光粉表面包覆对铜基磷光复合材料发光及摩擦性能影响

选用热稳定性好的SiO2为包覆物,采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为硅源,对商用磷光粉SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+表面进行包覆,以解决磷光粉在高温下制备复合材料过程中因与金属粒子接触以及高温氧化产生猝灭的问题。实验通过热压烧结制备块体铜基磷光复合材料,考评包覆工艺对高温下制备的复合材料发光及摩擦性能的影响。通过X射线衍射、扫描电镜、荧光分光仪等设备对包覆前后磷光粉的表面形貌和发光性能进行分析和表征,采用摩擦试验机对包覆前后磷光粉与高铝青铜粉末混合制备复合材料烧结试样的摩擦性能进行研究。结果表明磷光粉表面包覆可有效避免其在高温下氧化猝灭和接触猝灭,包覆后磷光粉应用于铜基复合材料中可有效降低复合材料的磨损量,提高材料的耐磨性,当包覆比为10%时复合材料的发光性能、耐磨损性能最佳。     

多元LDHs/EVA纳米复合材料的制备及性能研究

以氯化镁(MgCl2.6H2O)、氯化铝(AlCl3.6H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化铁(FeCl3.6H2O)和碳酸钠(Na2CO3)为原料,采用共沉淀法制备了二元MgAl-CO3LDHs、三元MgAlZn-CO3LDHs和四元MgAlZnFe-CO3LDHs无机纳米粉体,用聚乙二醇(PEG)对3种LDHs进行原位改性,采用熔融共混法制备了EVA/LDHs纳米复合材料,并对LDHs和纳米复合材料进行了透视电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、力学性能、燃烧性能等测试。结果表明加入LDHs纳米粉体后,虽然对复合材料的力学性能有一定的影响,但对复合材料的阻燃效果有着明显的改善;而且随着LDHs元数的增加,复合材料的阻燃效果得到明显提高;当四元MgAlZnFe-CO3LDHs的添加量为15%时,复合材料即可自熄。     

纳米ZnO/生物基尼龙612纳米复合抗菌薄膜的制备与性能

细菌滋生将缩短食品货架周期，对人体健康产生负面影响，因此开展抗菌包装膜的研究十分重要。本文采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)改性了纳米氧化锌(ZnO)，并将改性后的纳米氧化锌(mZnO)与尼龙612 (PA612)进行熔融共混制备复合材料，最终采用挤出流延制备了m-ZnO/PA612纳米复合抗菌薄膜。采用FTIR对改性前后的ZnO进行表征，证明了KH550成功接枝到ZnO上。通过SEM、DSC、TGA、平板计数法等测试手段对ZnO的分散及复合材料的结晶性能、热性能、抗菌性能进行了研究。结果表明：mZnO在PA612基体中分散良好。m-ZnO可以作为成核剂提高PA612的结晶度，m-ZnO的含量为2wt%时，其结晶度提高了4.1%。m-ZnO对PA612有增强作用，m-ZnO的添加量为2wt%时，m-ZnO/PA612纳米复合薄膜的拉伸强度较纯PA612提高了15%。m-ZnO的存在赋予了PA612抗菌性能，m-ZnO/PA612纳米复合薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很好的抗菌效果，且随着m-ZnO含量的增大，抗菌率增大，m-ZnO的质量分数为4wt%时，对大肠杆菌的抗菌...     

rGO/ZnO纳米复合材料的制备及其光催化降解性能及机理研究

采用一锅法制备具有可见光活性的还原氧化石墨烯(rGO)/ZnO纳米复合材料，将其应用于光催化降解罗丹明B(RhB),并获得了优异的降解效果。结果表明：该复合材料具有六方纤锌矿结构，rGO均匀包覆在ZnO上，表面光滑呈现出颗粒及不规则片状。rGO/ZnO对RhB的降解率为97.8%,催化活性优于单独的ZnO。自由基捕获实验表明，光催化降解RhB的活性物种主要是·OH^-和·O^-₂,并由此推测了光催化降解机理。     

聚合物表面修饰层状硅酸盐材料的研究进展

非离子型、阴离子型和阳离子型3类聚合物都可以对层状结构的硅酸盐进行表面修饰,能够获得新型复合材料.更为重要的是,利用层状硅酸盐表面的活性基团与一些聚合物的活性基团进行缩聚反应,通过共价键结合,将聚合物接枝于层状硅酸盐的表面,能够获得高性能的纳米复合材料.对这类纳米复合材料的研究进展进行了综合讨论,并对其发展前景进行了展望.     

三种方法制备HDPE/LDHs复合材料的性能比较

分别采用硬脂酸表面改性、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MA)熔融接枝水滑石(LDHs)、乙烯丙烯酸无规共聚物(EAA)熔融接枝水滑石与高密度聚乙烯共混挤出制备纳米复合材料。结果表明,采用EAA接枝水滑石较其他两种方法制备的HDPE/LDHs冲击性能可提高25%以上,拉伸强度可提高35%以上;差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(WAXD)等方法证实,EAA熔融接枝LDHs提高了LDHs在HDPE中的分散,有利于HDPE结晶,晶粒细化。采用EAA熔融接枝LDHs填充HDPE可制备性能优异的聚烯烃纳米复合材料。