仿蝉翼结构镍磷复合材料减反性能研究

以帝王蝉蝉翼为基底,通过化学镀镍磷的方法,合成了具有纳米点阵结构的镍磷／蝉翼复合材料,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线光电子能谱仪以及紫外可见近红外分光光度计等对样品的微观形貌、成分和光学性能进行了测试。在实验基础上,结合三维有限时域差分方法计算了制备样品的反射谱,研究了蝉翼有序纳米点阵结构对镍磷镀层减反性能的影响。研究结果表明,亚波长的有序纳米点阵结构与入射光相互作用,能使镍磷／蝉翼复合材料的反射率比在无蝉翼纳米点阵结构基体上化学镀镍磷材料的反射率降低70％以上,这一研究结果可为制备镍磷减反结构界面提供设计思路。     

核/壳结构铜镍合金/碳复合纳米粒子制备及表征

以蔗糖为碳源,硝酸铜和硝酸镍为金属源,通过溶液混合、蒸干,500℃碳化,900℃退火,浓硝酸浸泡-超声纯化获得了具有核壳结构的铜镍合金/碳纳米粒子复合材料.X射线衍射分析表明样品由CuNi合金和有一定程度石墨化的碳组成;高分辨透射电镜观察揭示样品具有核壳结构,核为fcc型铜镍合金纳米粒子,尺寸在20 nm左右,碳壳在10～15层;综合热分析表明样品的碳壳提高了铜镍合金纳米粒子的抗氧化性能.     

蝶翅结构多孔二氧化钛的制备与光催化性能研究

自然界天然存在的多孔结构被证明可以有效增加材料的光捕获效率。为了提高二氧化钛的光捕获效率从而进一步提高其光催化性能,采用生物模板的浸渍-焙烧脱模法制备了具有绿带翠凤蝶典型鳞片结构的二氧化钛(TiO₂),在对其微观结构进行了表征的基础上研究了其光捕获与光催化降解结晶紫性能。研究结果表明,所制备的二氧化钛能较好地复制了原始蝶翅的具有粗糙纹理的倒V型脊结构和纳米多孔阵列。这种具有蝶翅分级多孔结构的二氧化钛通过对光线的反复有序的散射和折射,有效地增强了光捕获效率,进而获得了优于普通二氧化钛的光催化性能。     

树脂碳电极碳氢原子比测定及其对充放电性能的影响

测试分析了碳化处理条件对聚对苯树脂碳化产物组成含量和碳氢原子比的影响,并进一步测试了不同碳氢原子比的树脂碳化产物作为锂离子电池碳电极材料时的充放电性能。结果表明随着碳化处理温度升高,树脂碳化产物碳氢原子比在逐渐增加,碳化气氛对碳化样品碳氢原子比的影响也十分显著,惰性气氛处理的样品远高于还原性气氛处理的样品,两者的比值高达2.7。树脂碳电极碳氢原子比不同,其充放电容量和不可逆性都表现出明显差别。碳氢原子比升高,电极充放电不可逆性降低,但树脂碳电极充放电容量并不是简单地随着树脂碳电极碳氢原子比升高而线性增大,而是出现一个起伏变化。其中碳氢原子比为1.54的样品呈现出充放电容量高峰值。     

Ag@Ag_2S/C光热转换材料的制备及其太阳能水蒸发性能

以核壳结构的Ag@Ag_2S纳米颗粒、羧甲基纤维素为原料,利用冷冻铸造/碳化工艺制备了具有孔道结构的Ag@Ag_2S/C光热转换材料。所制备Ag@Ag_2S/C光热转换材料能吸收93%的太阳光,在1个太阳光下,水蒸发效率可达81.5%。     

核壳结构C/TiO_2复合材料的制备与微波吸收性能研究

以葡萄糖为碳源,用水热法成功制备了碳微球,再以Ti(SO_4)_2为钛源,制备了核壳结构的C/TiO_2复合微球.为提高材料介电损耗,将样品在N_2氛围中不同温度条件下进行了碳化.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征,用矢量网络分析仪测试了样品在2～18 GHz范围的复介电常数,并计算其反射损耗.结果表明:碳微球具有较高的微波介电损耗;碳微球与TiO_2复合后,在相同层厚条件下,反射损耗峰向低频迁移;700℃和800℃碳化下的C和C/TiO_2复合材料具有优良的微波吸收性能,其中C-700复合材料最小反射损耗达到-41.2 dB,低于-10 dB的最大吸收带宽达到4.5 GHz,C/Ti-700复合材料的最小反射损耗为-30.0 dB,最大吸收带宽达4.2 GHz.     

电纺PAN纳米纤维的石墨化调控及对NO的催化性能

为提高碳纳米纤维在接近室温下(20℃)对低浓度一氧化氮(NO,50 mg/L)的催化氧化性能,采用高压静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维,经预氧化、碳化和活化处理工艺,得到了具有高孔隙率和高比表面积结构的碳纳米纤维(PCNF);通过对纤维的碳化和活化温度(800、850、900、950℃)的调控,获得了一系列具有石墨化度且孔结构和比表面积可控的多孔碳纳米纤维;将制备的碳纳米纤维用于接近室温下(20℃)对低质量浓度NO(50 mg/L)的催化氧化脱除。结果表明:不同碳纳米纤维的石墨化度对低浓度的NO呈现出不同的催化活性,同时对碳纳米纤维的孔结构和比表面积也有规律性的影响,当石墨化度为0.85时对NO的催化氧化效率最大为3.4%。     

层状双氢氧化物改性混凝土的碳化行为与微观机理

提出利用层状双氢氧化物的阴离子交换能力和结构重建能力,改性增强水泥混凝土材料的抗碳化能力。利用TEM、XRD、FTIR等技术对原状层状双氢氧化物与改性层状双氢氧化物碳化前后的微观结构与成分进行了分析,证实其固碳能力。实验研究了水滑石改性水泥净浆和混凝土的碳化过程,证实水滑石可显著提高混凝土的抗碳化能力,并结合XRD、SEM分析等技术对其微观机理进行了探讨。研究结果建立了一种提高混凝土抗碳化能力的全新的技术途径。     

自支撑碳纳米纤维的宏量制备及其储钠性能

为大批量制备高储钠性能的电极材料,以乙炔为碳源气体,采用连续化学气相沉积（CVD）法原位催化生长碳纳米纤维材料,制备出自支撑式电极材料。通过扫描电子显微镜（SEM）和拉曼测试（Raman）表征分析样品的微观结构、形貌及结晶性,并对其钠离子存储电化学性能进行测试分析。结果表明：通过多温区连续大批量原位催化生长,制备出多尺寸三维结构碳纳米纤维（3D CNFs）,结构的变化导致碳纳米纤维暴露出丰富的空位缺陷,这为钠离子提供了大量的吸附活性位点;三维立体的结构不仅使得电解液可以快速浸润活性材料,而且有效地增强了结构的稳定性;3D CNFs作为钠离子电池负极材料,在电流密度为0.1 A/g的条件下比容量高达150 mA·h/g,且在循环50圈之后没有明显的容量衰减,表现出优异的储钠性能和循环稳定性。     

熔盐法制备碳化矾涂层纳米纤维

以纳米碳管为碳源、模板和金属钒粉末为原料,在KCl-LiCl熔盐体系中于650~850℃条件下成功地合成碳化钒涂层纳米纤维,并通过XRD和SEM对反应得到的碳化钒涂层纳米纤维的结构与形貌进行了表征。结果表明,反应温度、反应时间和碳钒摩尔比对碳化钒晶体的生长和产物的物相组成有着重要影响。     

纳米粉体在导电抗静电材料中的应用

介绍了纳米粉体在导电抗静电材料中的应用,包括纳米导电粉体、纳米导电气凝胶、纳米吸波导电材料、碳纳米管、纳米导电纤维材料、纳米超导材料,以及纳米无机/有机复合导电材料等.     

SnO2纳米材料气敏特性研究

为了提高SnO2纳米材料的气敏特性,研究其性能与结构关系,采用物理气相沉积法在管式炉内制备SnO2纳米材料．通过控制管式炉内材料的生长温度得到不同形貌的SnO2纳米材料．采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对所得纳米结构进行表征分析．将所得纳米材料制备成旁热式气敏元件对其在还原性目标气体环境中进行气敏性能测试．研究结果表明：不同形貌的纳米结构气敏性能差异明显,SnO2纳米线对指定目标气体的气敏性能优于菊花状纳米结构．气敏性能与材料的表面形貌及比表面积关系密切,长径比高的线状纳米结构具有更高的气敏性能,在酒精蒸汽、CO和CH4的环境中其数值分别为42、21和18．     

复合纳米铝和羧基化碳纳米管相变微胶囊的制备及特性

采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材、三聚氰胺-甲醛-尿素树脂为壁材、复合纳米铝(Al)及羧基化碳纳米管(C-CNT)的相变微胶囊(MPCM)。测试分析了无添加剂、只复合单一物质以及同时复合Al和C-CNT的MPCM的外观、粒径、导热系数、过冷度以及悬浮液物理稳定性。结果表明:制备的MPCM成型良好;添加剂提高了微胶囊的导热系数,降低了过冷度,与Al相比,C-CNT的改善效果较为明显;添加质量分数为2%CCNT和4.5%Al调节微胶囊密度接近基液密度,实现了悬浮液48 h不分层。     

纳米TiO_2光触媒及其高分子复合材料的结构与性能

研究了纳米 Ti O2 的结构特征及纳米 Ti O2 复合高分子材料的结构和性能。考察了含纳米 Ti O2 高分子复合材料的抗紫外、抗老化、抗菌及抗恶劣环境的性能。试验数据表明 ,纳米 Ti O2 光触媒对于细菌有显著的抑制作用 ,对于塑料有明显增韧作用 ,而对于强度影响很小     

邻苯二甲腈聚合物高性能化及功能化技术途径

该文主要就性能优异的邻苯二甲腈聚合物的高强度、高模量、高热稳定性及其特种功能化技术进行探讨,重点开展聚合物合成结构的化学反应功能化设计,获得了较好加工、方便交联固化反应的热固性树脂体系,为先进复合材料的RTM 或RIM加工技术的应用提供了高性能基体树脂。通过分子结构的设计将二茂铁结构引入双邻苯二甲腈树脂结构中,获得具有居里温度大于300℃的有机磁性材料。利用邻苯二甲腈与金属或金属盐的反应特点,获得了无机-有机杂化磁性功能复合材料。通过碳纳米管表面-CN化获得了反应功能一体化的CNT/邻苯二甲腈纳米功能复合材料,通过化学控制合成技术制备了高介电常数的超支化酞菁铜,得到了高强度的聚芳醚腈介电薄膜。探讨了电场、磁场以及剪切应力场等加工方式对聚合物微结构的影响。这些功能化技术途径的探索对邻苯二甲腈聚合物的研究开发与应用具有重要的科学意义和现实意义。     

纳米粉体在隔热保温材料中的应用

在文献[1]的基础上,进一步介绍了纳米粉体在隔热保温材料中的应用,包括隔热保温纳米材料,隔热保温纳米无机/有机复合材料,隔热保温纳米复合膜材料.     

纳米粉体在导热材料中的应用

介绍了纳米粉体在导热材料中的应用,包括微尺度热科学及纳米强化传热机制,导热纳米粉体材料,纳米无机/有机复合导热材料,微/纳米器件用导热材料等.     

纳米材料及纳米TiO_2超细粉的制备

论述了纳米材料的结构、特性及应用;采用水热反应沉淀法制备纳米TiO_2粉体,并用X射线衍射,TEM对其进行粒径测定、物相分析和形貌观察。     

碳改性对SAPO-5结构和吸附CH4性能的影响

以三乙胺为结构导向剂,在高温水热条件下合成了SAPO-5分子筛材料,并将之分别置于空气和氮气氛下823K焙烧。用XRD、RAMAN、TG及水和甲烷吸附实验考察了氮气氛下分子筛表面碳改性前后对材料结构稳定性及吸水和甲烷性能的影响。结果表明：碳改性后SAPO-5在孔道内生成了纳米碳材料,晶体衍射强度减弱,结构稳定性提高。与SAPO-5样品相比,碳改性后SAPO-5吸水量略微降低：CH4常压吸附量从0．138％提高到0．253％。     

均匀堆积碳黑颗粒氧化特性实验研究

采用固定床反应器对均匀堆积碳黑颗粒层进行氧化,并对不同氧化阶段的碳黑颗粒进行取样,离线开展热重分析获得碳黑颗粒的氧化特性,同时利用电镜分析碳黑颗粒的纳观结构及参数,探索均匀堆积颗粒的氧化过程及氧化特性。实验结果表明:增加氧化温度对均匀堆积碳黑颗粒层的排放特性和氧化效率有促进作用;均匀堆积时,颗粒氧化时主要以CO排放为主;在氧化末期,碳黑颗粒起燃温度和活化能会随氧化温度增加而增加。随着氧化温度增加,碳黑基本粒子的纳观结构先从外层崩解和剥离,然后又逐渐形成更有序和稳定的“壳–核”结构,且趋于短微晶小间距的结构。