纳米TiO_2@电纺微纳米纤维的制备及热辐射性能

对于高孔隙率纤维材料,提高热辐射遮挡效率是改善其绝热性能的有效途径。采用静电纺丝技术和自组装技术制备出纳米TiO_2@电纺聚偏氟乙烯(PVDF)微纳米纤维,表征了材料的微观形貌和热辐射性能;结果表明:在2.5~25μm红外波长范围内,组装4层纳米TiO_2后PVDF纤维的红外透过率显著降低,其Rosseland平均消光系数从31.9cm~(-1)提高到325cm~(-1)。计算了纤维材料在不同温度下的辐射热导率,发现在230和420K下,组装纳米TiO_2后纤维辐射热导率分别降低到0.011和0.066mW/(m·K),有效改善了纤维材料对热辐射的遮挡性能。     

SF/PEI自组装纳米纤维膜用于Cu2+过滤的研究

采用静电层层自组装技术将丝素(SF)与聚乙烯亚胺(PEI)复合制备的SF/PEI纳米纤维,随着自组装层数的增多,纤维直径变粗,表面变得不规整,且在一定的自组装层数内,复合纳米纤维膜对Cu2+的过滤效率不断增大.杂化Fe后,纤维表面变得更加凹凸不平,但对Cu2+的过滤效果显著改善.这对于制备新型、高效、无二次污染、低治理成本的替代或改进的重金属过滤材料提供了理论意义.     

石英玻璃纤维/气凝胶复合材料的热导率计算及优化

纤维含量和直径是影响纤维/气凝胶复合材料热导率的重要参数。采用常压干燥工艺实验制备了石英玻璃纤维/SiO_2气凝胶复合材料,基于材料微观结构表征结果建立了纤维/气凝胶复合材料总体热导率的计算模型,研究了纤维含量和纤维直径对复合材料热导率的影响规律。通过二元优化(即同时优化纤维体积分数和直径)获得了复合材料的最小总体热导率,与单一优化纤维含量或纤维直径相比总体热导率可分别减少50%和20%(以1000K为例);并探讨了在不同温度条件下复合材料中最优纤维含量和纤维直径的变化规律,发现随温度升高最优纤维含量增大而最优纤维直径减小。研究结果可用于指导纤维/SiO_2气凝胶复合材料的结构设计和性能优化,促进气凝胶复合材料在航空航天、工业、建筑等领域的节能应用。     

纳米TiO_2/PC-PP光扩散复合材料的结构与性能

采用熔融复合的方法制备了纳米TiO_2/聚碳酸酯-聚丙烯(TiO_2/PC-PP)光扩散复合材料。分别采用SEM和DSC研究了纳米TiO_2/PC-PP复合材料的微观结构和等温结晶性能,并研究了复合材料的热稳定性与光学性能。结果表明:纳米TiO_2的加入使得光扩散体系中分散相的平均尺寸变小,形态更加均一,并且随着复合材料中纳米TiO_2质量分数的增加,复合材料的半结晶时间逐渐延长,总体结晶速率变慢。纳米TiO_2的加入使复合材料的初始热降解温度以及最终残余量升高,当PP中纳米TiO_2质量分数为5%时,复合材料的透光率达到80%,雾度为88%,此时纳米TiO_2/PC-PP复合材料的光扩散性能较好。     

采用层层组装技术制备TiO2中空纳米纤维膜催化剂

采用静电纺丝技术和层层组装技术制备了聚电解质/TiO2复合中空纳米纤维.以电纺聚苯乙烯纤维为模板,聚电解质交替吸附在纤维表面,再用有机溶剂溶掉PS纤维模板获得多层聚电解质中空纤维.纤维的平均直径和壁厚能通过模板和吸附层数很好的得到控制.在对比P25 TiO2和TiO2中空纤维对亚甲基蓝的光催化性能实验中,发现TiO2中空纤维具有更好的光催化性能.TiO2/聚电解质复合中空纳米纤维有望应用于光催化,可控药物释放等.     

TiO_2/石墨烯复合锂离子电池负极材料的研究

采用简单、绿色环保的方法制得TiO_2/石墨烯(TiO_2/G)复合材料,并采用SEM、TEM和XRD对TiO_2/石墨烯复合材料进行了表征。研究结果表明,TiO_2纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片层中,改善了TiO_2纳米颗粒的导电性和结构稳定性;TiO_2/石墨烯复合材料的首次放电比容量为302mAh/g,循环50周后的放电比容量仍能保持89.93%,具有优异的电化学性能。     

基于纳米TiO_2逐层自组装的聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究

采用逐层自组装方法,利用三乙烯四胺盐对纳米TiO2的吸附作用,把直径约20nm的TiO2颗粒逐层组装到聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面,研究了纳米TiO2组装层数对PVDF改性膜接触角的影响,发现当组装层数为1和3时改性PVDF膜初始接触角略有增大,而随着冻结时间延长改性PVDF膜接触角显著减小。当组装层数为5时PVDF改性膜的初始接触角从101.2°显著减小到72.1°,并在1min内被水滴完全浸润,探讨了纳米TiO2组装PVDF改性膜微观结构对其亲水性能的影响机制。研究结果可用于发展分散均匀的高亲水性PVDF膜,提高PVDF膜的抗污染性能并延长其循环使用寿命。     

层层组装技术制备纳米级TiO2/聚电解质复合中空纤维催化剂

采用静电纺丝技术和层层组装技术制备了聚电解质/TiO2复合中空纳米纤维膜.通过控制PS纤维模板直径和吸附层数,TiO2中空纤维的直径和壁厚得到了很好的控制.在光催化降解乙醛性能实验中,TiO2中空纤维具有比P25更好的光催化性能.     

聚电解质涂层丝素蛋白复合纳米纤维膜的制备与表征

本文以乙醇处理后丝素蛋白(SF)纳米膜为载体,通过逐层自组装方法制备SF-PEI(聚乙烯亚胺)涂层复合纳米纤维膜。通过SEM、FTIR、TG-DTA、XPS分别研究多层SF-PEI复合纤维膜的形貌、结构和性能。结果表明:少于5层SF-PEI涂层纤维膜保持良好的纤维形貌和基本特征,是理想的潜在重金属离子吸附材料。但继续增加自组装层数(6层SF-PEI),纤维表面有明显的粘附物,且纤维彼此间粘连严重,形貌恶化。IR、TG-DTA和XPS分析结果表明,PEI大分子已被吸附于SF表面,形成了多层自组装SF-PEI复合纤维膜,且复合膜中N1s以单峰的形式存在,反应了自组装后PEI中"N"元素的价态没有改变,说明自组装涂层纤维膜层与层之间主要是依靠简单的静电相互作用。通过控制自组装的层数,可以得到具有理想结构和性能的复合纳米纤维膜。     

TiO2改性PC纳米纤维增强PMMA透光复合材料

利用同轴共纺技术制备出壳（聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA）－芯（聚碳酸酯,PC）复合纳米纤维,再通过热压将壳层熔融后得到PC纳米纤维增强PMMA透光复合材料. 分别在复合纳米纤维的壳层或芯层中添加不同含量的纳米二氧化钛（TiO₂）粒子,观察纳米颗粒在复合纤维不同结构中的分布,并分析其含量及分布状态对透光复合材料的可见光透过率、紫外光透过率以及力学性能的影响. 研究结果表明,分布在壳层的纳米TiO₂可明显提高复合材料的紫外光屏蔽性,拉伸性能得到增强,但是透光率有所下降;分布在芯层的纳米TiO₂对复合材料的透光率影响较小,而对拉伸性能的提高较引入壳层的效果更为显著.     

滴加速率对TiO2/RGO复合材料结构和储钠性能的影响

以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法和热处理法制备了钠离子电池TiO_2/还原氧化石墨烯复合负极材料(TiO_2/RGO),研究了溶胶-凝胶法过程中反应物钛酸丁酯滴加速率对TiO_2/RGO复合材料形貌结构及储钠性能的影响。结果表明,TiO_2/RGO复合材料由锐钛矿相TiO_2和还原氧化石墨烯组成,TiO_2富集在RGO片层边缘。电化学测试结果表明,随着滴加速率的增大,首次放电比容量和库伦效率呈现先增大后减小的趋势;当滴加速率为1.0mL/min时,TiO_2/RGO复合材料具有良好的储钠性能,在1C(1C=20mA·g~(-1))倍率下首次放电比容量和库伦效率分别为140.14mAh·g~(-1)和27.92%,具有良好的循环和倍率性能。     

水热反应温度对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌和性能的影响

利用静电纺丝技术成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合纳米纤维膜,通过水热法处理得到了PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行了表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了反应温度对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明:水热反应温度为200℃时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为纯锐钛矿型,且晶体生长速率较快,比表面积较大,对污染物亚甲基蓝的脱色效率最高,可达98.93%。     

柔性PMMA/TiO_2复合超细纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备出聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合超细纤维膜,并通过水热法处理得到PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了pH值对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明,成功制备出了比表面积较大,催化活性较高的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜;在水热反应过程中pH=8时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为锐钛矿型,且比表面积较大,对拟污染物亚甲基蓝的脱色率达到95%。     

微波二步法合成纳米TiO_2/PLA复合材料及其表征

通过微波辐射技术,采用二步法合成纳米TiO_2/聚乳酸(PLA)复合材料,借助FT-IR、和SEM等技术对样品进行结构表征。结果表明,处理后的纳米TiO_2和PLA之间存在相互作用,能够均匀的分散在PLA基体中。另外,复合材料与纯PLA相比,断裂强度有所提高。     

预测纤维增强气凝胶复合材料热导率的研究进展

SiO2气凝胶复合材料具有纳米尺度结构和极低热导率,作为隔热保温材料在航天航空、建筑和其他工业领域具有重要的科学和应用价值。根据纤维在气凝胶基体中的不同分布方式,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的气固耦合热导率的研究进展;基于纤维和气凝胶的消光系数的不同计算方法,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的辐射热导率的研究进展。并提出了纤维增强气凝胶复合材料体系存在的跨尺度、多物相、分级及相互耦合等仍需进一步解决的难题,结合最新发展的格子 Boltzmann 方法(LBM),指出了预测 SiO2气凝胶复合材料等效热导率的可能发展方向。     

TiO_2分枝纳米棒阵列的制备及其在杂化太阳能电池中的应用

采用水热法制备了TiO_2纳米棒阵列及TiO_2分枝纳米棒阵列,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜观察了样品的微观结构形貌。以TiO_2纳米棒及分枝纳米棒阵列作为光阳极,组装成聚-3己基噻吩∶富勒烯衍生物/TiO_2(P3HT∶PCBM/TiO_2)杂化太阳能电池,测试了电池的光电性能。结果表明:用分枝结构纳米棒阵列制备的杂化电池效率显著高于普通TiO_2纳米棒阵列电池。由漫反射谱和电化学阻抗谱测量结果分析可知,由于分枝结构增大了TiO_2纳米棒阵列的比表面积,加快了载流子传输,减少了界面载流子复合,同时也增强了入射光散射,从而提升了杂化电池的性能。     

高导热金属基复合材料的热物理性能

分别采用无压浸渗、气压浸渗、内氧化技术制备了高导热Al/SiC、Al/C、Cu/Al2O3复合材料.研究了增强相和界面对这三种复合材料的热导率和热膨胀系数的影响,并对这些性能进行了理论分析和数值模拟.当颗粒尺寸与界面层厚度之比固定时,颗粒尺寸对Al/SiC复合材料热导率影响很小,但界面热导率对其影响很大;Al/SiC复合材料的CTE随温度的升高而增加,随SiO2层厚度的增加而减小;碳纤维中混杂3%SiC颗粒有利于改善纤维的分布,降低Al/C复合材料的缺陷,并提高其热导率;压力加工增加了Cu/Al2O3的致密度,也提高了其热导率;可用Schapery和Kerner模型计算复合材料的热膨胀系数,用Hasselman-Johnson模型计算热导率.     

TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构的制备及光电性能

采用两步水热法在无种子层的基础上制备了新颖的TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构。采用旋涂辅助连续离子反应方法分别在TiO_2纳米棒阵列和TiO_2纳米棒-ZnO纳米片分级结构中沉积窄禁带半导体光敏剂CdS纳米晶,形成CdS/TiO_2纳米棒复合膜和CdS/TiO_2-ZnO分级纳米结构复合膜。利用SEM、TEM、XRD、紫外-可见吸收光谱、瞬态光电流图谱等分析手段对样品的形貌结构以及电极的光吸收和光电性能进行了表征和测试。结果表明,沉积光敏层CdS后,TiO2纳米棒-ZnO纳米片分级纳米结构膜的瞬态光电流明显高于TiO_2纳米棒阵列膜,尤其是在500nm处光电响应出现明显增强;以P3HT为p型聚合物材料组装杂化太阳电池,光伏性能测试结果表明,以P3HT/CdS/TiO_2-ZnO分级结构复合膜制备的杂化太阳电池能量转换效率可达0.65%,与P3HT/CdS/TiO2复合膜制备的杂化太阳电池的能量转换效率相比提高了58%。     

纳米TiO_2添加剂对ZL101A铝合金微弧氧化膜耐蚀性能的影响

目前,关于纳米TiO_2含量对铝合金微弧氧化膜耐蚀性的影响报道较少。在硅酸盐电解液中加入不同浓度纳米TiO_2,在ZL101A铝合金表面制备微弧氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学极化曲线及交流阻抗等,研究了纳米TiO_2浓度对微弧氧化膜耐蚀性能的影响。结果表明:纳米TiO_2进入到微弧氧化膜中,膜层表面变得更加致密;随着纳米TiO_2浓度的增加,膜层在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电流密度不断减小,交流阻抗不断增大,膜层的耐蚀性明显提高;综合考虑形貌和耐蚀性,本工作中纳米TiO_2最佳浓度为20 g/L。     

基于纳米TiO2逐层自组装的聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究

采用逐层自组装方法,利用三乙烯四胺盐对纳米TiO2的吸附作用,把直径约20nm的TiO2颗粒逐层组装到聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面,研究了纳米TiO2组装层数对PVDF改性膜接触角的影响,发现当组装层数为1和3时改性PVDF膜初始接触角略有增大,而随着冻结时间延长改性PVDF膜接触角显著减小。当组装层数为5时PVDF改...