静电纺PAN/TiO2纳米纤维基复合功能膜制备及性能研究

采用静电纺丝法`及膜后处理法,以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛、硝酸银和全氟辛基三氯硅烷为原料,制备了可穿戴的具有抗紫外性能的防水透湿微孔膜并进行相关表征。研究了不同含量的TiO_2和Ag纳米材料对PAN纳米纤维抗紫外及防水透湿性能的影响。实验结果表明,PAN纳米纤维膜中引入纳米二氧化钛和银纳米粒子具有紫外波区UVB和UVA全屏蔽的性能,且复合膜疏水改性后防水透湿性能优异。     

PMMA/SiO_2纳米复合膜表面性能的研究

采用有机硅处理剂对纳米SiO2进行化学修饰,得到表面官能团化的纳米SiO2,然后再通过溶液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅(PMMA/SiO2)纳米复合膜.利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、水接触角仪(WCA)对其进行表征.结果表明,经有机硅处理剂官能团化的纳米SiO2能很好地分散于PMMA基体中,SiO2有富集到聚甲基丙烯酸甲酯表面的趋势,加入纳米SiO2降低了聚甲基丙烯酸甲酯表面自由能,提高了膜表面的水接触角.经四氢呋喃溶剂刻蚀后,膜表面的水接触角显著提高,得到憎水型PMMA/SiO2纳米复合膜.     

PMMA/纳米ZnO薄膜的紫外屏蔽性能研究

采用硅烷偶联剂对纳米ZnO进行了表面改性,并采用旋转涂膜法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/纳米ZnO薄膜,研究了薄膜的紫外屏蔽性能。结果表明,表面改性的纳米ZnO在水和甲苯中均无明显沉淀现象,其溶解性得到改善;改性纳米ZnO红外图谱中877cm-1处出现的新吸收峰,可证实偶联剂已成功修饰于粒子表面;光学显微镜与原子力显微镜测试表明,改性ZnO在PMMA薄膜中的颗粒团聚减少,其分散性得到改善。当PMMA在甲苯中浓度为0.04g/mL、纳米ZnO为PMMA质量的10%时,薄膜的紫外屏蔽性能最好,紫外区透过率为0.66;相同配比的PMMA/改性ZnO薄膜的紫外屏蔽性能明显提高,紫外区透过率为0.53。     

柠檬酸溶胶凝胶法合成CeO_2/ZnO/Al_2O_3纳米紫外屏蔽材料

以六水合硝酸铈、六水合硝酸锌以及九水合硝酸铝为原料,采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了纳米CeO_2/ZnO/Al_2O_3紫外屏蔽材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对样品进行了表征。结果表明,样品为30～50 nm纳米团状颗粒,并在UVA紫外区域比与同等条件下合成的CeO_2/ZnO更好的吸收。CeO_2/ZnO/Al_2O_3样品在紫外光照射下90 min RhB溶液脱色率仅为23%,具有优良的紫外屏蔽性能,且与CeO_2/ZnO相比没有光催化性。     

柠檬酸溶胶凝胶法合成CeO_2/ZnO/Al_2O_3纳米紫外屏蔽材料

以六水合硝酸铈、六水合硝酸锌以及九水合硝酸铝为原料,采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了纳米CeO_2/ZnO/Al_2O_3紫外屏蔽材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对样品进行了表征。结果表明,样品为30～50 nm纳米团状颗粒,并在UVA紫外区域比与同等条件下合成的CeO_2/ZnO更好的吸收。CeO_2/ZnO/Al_2O_3样品在紫外光照射下90 min RhB溶液脱色率仅为23%,具有优良的紫外屏蔽性能,且与CeO_2/ZnO相比没有光催化性。     

Nafion/磷酸化TiO_2纳米管复合质子交换膜

通过Kabachnik-Fields反应成功制备了磷酸化TiO_2纳米管,采用溶液浇铸法制备了Nafion/磷酸化TiO_2纳米管复合膜。磷酸化TiO_2纳米管可改变复合膜的微观相分离结构,使膜具有更大且连通更好的亲水离子团簇。与纯Nafion膜相比,复合膜的离子交换容量和水吸收率均得到了提高。在100℃时,含1%纳米管的复合膜的导电率由纯Nafion的0.139 S·cm~(-1)提高到0.154 S·cm~(-1),高温下质子交换膜的导电性能得到了改善。     

钠化累托石/海藻酸钠插层纳米复合膜的结构及性能研究

用水溶液共混法制备出钠化累托石(Na+REC)/海藻酸钠(SA)插层纳米复合膜Na+REC/SA,通过XRD及TEM分析了复合材料的结构及插层机理,系统研究了复合膜的透光性、力学性能、抗紫外老化性、气液阻隔性及热性能.实验结果表明,Na+REC添加量较少时可与SA形成插层型纳米复合膜.Na+REC添加2%时,膜的插层效果及性能最佳,相对SA膜其拉伸强度提高58.7%,断裂伸长率提高100%,40%失重率对应的热分解温度提高了185℃,复合膜经紫外辐射后拉伸强度保持率达89.6%,断裂伸长保持率达到74.9%,且膜有良好的透光性及气液阻隔性.     

PC/类黑色素薄膜的制备及性能研究

以左旋多巴为单体,采用化学合成法制备了价格低廉的类黑色素纳米粒子,并与聚碳酸酯(PC)复合制备了PC/类黑色素薄膜,研究了薄膜的紫外屏蔽性能、热稳定性以及光老化性能。结果表明,与天然黑色素相比,类黑色素纳米粒子同样具有优异的紫外吸收效果。添加少量的类黑色素纳米粒子(0. 5%～2%)可大幅度提高薄膜的紫外屏蔽性能,在1%附近薄膜的紫外屏蔽性能和透明性达到最优。同时热失重分析和光老化结果表明,当添加少量(1%)的类黑色素时,薄膜的光热稳定性和抗老化性能均得到提高。     

原位化学氧化聚合制备PANI/PMMA导电复合膜

采用原位化学氧化聚合的方法制备了聚苯胺(PANI)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合膜,电导率达到1.2×10-2S/cm.考察了苯胺单体含量、聚合温度以及聚合时间对复合膜电导率的影响;通过红外光谱分析了PANI/PMMA导电复合膜的分子结构;应用热重分析仪测试了复合膜的热性能.结果表明,原位化学氧化聚合制备PANI/PMMA复合膜的工艺是可行的,苯胺的最佳用量为35%,聚合反应时间6 h左右,聚合反应温度不宜高于40℃;复合膜的热稳定性较盐酸掺杂聚苯胺有所提高.     

硅烷/纳米CeO2·ZrO2复合膜层的制备及其性能研究

针对低温多效海水淡化过程中金属换热管路的腐蚀问题,采用硅烷（APS）、纳米氧化锆（Zr O₂）及纳米氧化铈（Ce O₂）在铝合金表面制备硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层,研究其抑制金属腐蚀的效果。结果表明,当纳米Zr O₂、纳米Ce O₂添加浓度为50 mg/L时,复合膜层的综合性能较好;通过动电位极化法和电化学阻抗法探究了复合膜层在不同温度下的耐蚀性能,结果表明硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的防护效果较单一硅烷膜层有明显提升。随着溶液温度的升高,硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的耐蚀性能降低较少,纳米Zr O₂、纳米Ce O₂的协同作用使得硅烷膜更能适应高温高盐环境。     

一种新型席夫碱的合成及其紫外线屏蔽性能

以苯偶酰、4-硝基邻苯二胺及吡啶-2-甲醛为原料合成一种新型席夫碱化合物6-(2-吡啶亚氨基)-2,3-二苯基喹喔啉(QPXF)。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振仪、稳态/瞬态荧光光谱和热重分析仪,研究了目标化合物的分子结构、光物理性能和热稳定性。采用浇铸成膜法制备具有紫外屏蔽功能的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/QPXF和聚氯乙烯(PVC)/QPXF复合膜。结果表明,QPXF在265 nm和370 nm附近有强紫外吸收。随着QPXF含量的增加,复合膜紫外屏蔽性能提高,当QPXF在PVB及PVC中添加量为1%时,两者在300 nm处的透过率均小于1%,屏蔽率均超过95%;在360 nm处的透过率为4.5%和5.3%,屏蔽率分别为94%和87%,表现出良好的紫外屏蔽性能。     

紫外纳米屏蔽材料的研究及应用进展

综述了常见紫外纳米屏蔽材料的国内外研究进展。介绍了纳米紫外屏蔽材料常见的制备方法,并阐述了纳米ZnO、TiO_2、CeO_2及其复合纳米材料的制备与性能。综述了纳米紫外屏蔽剂在PMMA塑料制品、纺织品、化妆品、颜料及涂料领域的应用。最后对纳米紫外屏蔽材料的研究进行了展望。     

壳聚糖纳米纤维/PMMA复合材料的制备及性能分析

利用壳聚糖(Chitosan)纳米纤维对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行增强改性,通过浸渍法制备Chitosan/PMMA复合薄膜材料,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、热性能分析仪(DMA、TMA)、紫外分光光度计等对其性能进行表征。结果表明,浓碱处理甲壳素能够获得壳聚糖;薄膜的断面呈现明显的层状结构;Chitosan/PMMA复合材料的透光率比纯纤维膜提高了约11%;在PMMA中添加壳聚糖纳米纤维能够显著降低树脂的热膨胀系数(CTE),在20～100℃的范围内,添加60%壳聚糖纳米纤维的复合材料的CTE为33.85×10-6K-1,接近于纯PMMA树脂CTE的1/6;Chitosan/PMMA复合样品的储能模量达到了6 GPa,较纯PMMA增加了2倍。     

多功能的PMMA/ZnO纳米复合材料的研究进展

介绍了聚甲基丙烯酸甲酯/氧化锌(PMMA/ZnO)纳米复合材料的制备方法;对PMMA/ZnO纳米复合材料的性质,包括光致发光性质、光催化性质、热学性质、可见光透过能力、紫外屏蔽能力、近红外屏蔽能力等进行了综述;并对其存在的问题进行了评价,对其应用前景进行了展望。     

SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜制备及其Cu2+离子吸附性能

以纳米SiC及纳米金刚石粉体为添加剂,通过苯乙烯与顺丁烯二酸酐的聚合,成功制备了苯乙烯-马来酸酐-纳米碳化硅(SMA-纳米SiC)及苯乙烯-马来酸酐-纳米金刚石(SMA-nano diamond)复合薄膜材料。通过热重分析(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对吸附复合膜的结构进行表征。研究了SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜的吸水性及其对二价铜(Cu²⁺)离子的吸附特性。结果表明,无机纳米颗粒的添加均提高了复合薄膜的耐热特性,提高了热分解温度。当纳米粉体含量在0.8~1.2 g之间,可以获得较为均匀的泡沫状多孔复合薄膜。浸泡6 h,纳米SiC添加量为1.0 g的复合膜吸水率低至4.81%。纳米金刚石添加量为1.0 g,复合膜吸水率低至3.52%。适量的纳米SiC及纳米金刚石可以提高复合膜的耐水性能。SMA-纳米SiC及SMA-纳米金刚石复合膜材料均对Cu²⁺离子具有一定的吸附特性,泡沫状复合膜吸附性能最佳。纳米SiC及纳米金刚石能够有效改善SMA膜对重金属离子的吸附性能。     

细乳液聚合法TiO_2/PMMA纳米复合粒子的制备及其性能

采用细乳液聚合法制备了二氧化钛/聚甲基丙烯酸甲酯(TiO2/PMMA)纳米复合粒子,研究了引发剂、助乳化剂、乳化剂、单体结构对TiO2/PMMA纳米复合粒子性能的影响。结果表明,十六烷(HD)比十二醇和十六醇更能有效抑制甲基丙烯酸甲酯(MMA)液滴在水相中的Ostwald熟化效应,当MMA占TiO2质量的60%,HD占单体质量的6%,可聚合乳化剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)占整个体系质量的2%时,制备TiO2/PMMA纳米复合粒子分散体的粒径为185 nm,此时TiO2/PMMA纳米复合粒子与细乳液粒径差距较小;采用TiO2/PMMA纳米复合粒子制备喷墨印花用白色涂料墨水的稳定性和遮盖力明显优于同等条件下TiO2所制备的涂料墨水。     

硬脂酸改性γ-Al_2O_3填充PEBAX膜渗透汽化分离苯胺

利用硬脂酸对纳米γ-Al_2O_3改性,分别制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX)均质膜、填充膜、复合膜以及填充型复合膜四种分离膜,探讨了膜在苯胺/正庚烷体系中的溶胀性能和渗透汽化性能。利用FT-IR、XRD分别考察了改性前后γ-Al_2O_3颗粒官能团和晶体结构的变化情况,通过SEM观察膜的形貌结构。溶胀实验结果表明:随着料液中苯胺浓度和料液温度的升高,溶胀度均持续增大,在48 h时达到溶胀平衡,填充量为2%(wt)时填充膜的溶胀效果最好;渗透汽化实验结果表明:膜的渗透通量和分离因子均随料液中苯胺浓度和料液温度的升高而持续增大,填充型复合膜的综合性能最优,其填充量为2%(wt)时分离性能最佳,当苯胺浓度为5000μg×g~(-1)、温度为70℃时,膜的渗透总通量为5.64 kg×m~(-2)×h~(-1),分离因子为3.07。     

超疏水疏油改性PVDF膜用于膜蒸馏深度处理焦化废水

采用纳米SiO_2粒子协同全氟硅烷(17-FAS)对PVDF平板膜进行表面改性,通过接触角仪、扫描电镜、X射线能谱及傅里叶变换红外光谱进行表征,并采用该材料用于膜蒸馏深度处理焦化废水。结果表明,改性后水和乙二醇的接触角分别为154.8°和137.0°,膜材料表现出了超疏水和疏油性;膜表面形成多级粗糙度结构且表面官能团发生变化,证明成功制备出SiO_2/17-FAS/PVDF复合膜材料。复合膜膜通量稳定,明显改善了原膜膜通量衰减(下降约41%)。复合膜出水中总有机碳的质量浓度从未改性前(10.0±1.3)mg/L降低至(2.0±0.3)mg/L,且色度、浊度、NH4+-N含量、UV254各指标均优于原膜出水水质。实验表明,该复合膜具有良好的抗污染性能,对膜蒸馏处理焦化废水有一定的应用潜力。     

溶胶-凝胶法制备TiO2/PMMA纳米复合材料的研究

通过溶胶-凝胶法制备了TiO2溶胶,与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行杂化处理制得了TiO2/PMMA纳米复合材料.并将不同量的溶胶与几种不同摩尔质量的PMMA进行复合,得到多种样品.通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、热失重(TGA)分析研究了TiO2/PMMA纳米复合材料的结构和性能,从而由溶胶含量、PMMA摩尔质量等不同因素对复合材料性质产生的影响作出了解释.结果表明当溶胶含量为1％、PMMA的摩尔质量较低(37.3万g/mol)时,TiO2微粒在聚合物中的分散性较好,粒径较均一,TiO2的加入使得材料的抗紫外线性和热稳定性都有所提高.     

由棉杆制备CeO_2-纤维素新型吸附材料及性能

用Na OH、Na ClO_2、Na OH-NaClO_2三种处理方法制备棉杆纤维素,采用硫酸酸解棉杆纤维素并负载硝酸铈制备Ce O_2-纤维素,对Ce O_2-纤维素进行表征及吸附能力测定。研究结果表明:每1.000 g棉杆使用2.0 mol/L 100 mL NaOH、2.0 g/L 100 mL NaClO_2先后在70℃下处理1 h的Na OH-NaClO_2混合处理法可以得到最优的棉杆纤维素;采用体积分数5%的硫酸酸解棉杆纤维素,按质量比1∶1加入硝酸铈成功制备Ce O_2-纤维素新型吸附材料。运用SEM扫描电镜对最优吸附能力的CeO_(2-)纤维素进行了表征。经Ce O_(2-)纤维素对刚果红的动力学吸附测定,确定Ce O_2-纤维素的吸附过程符合准二级动力学方程。