Fe3O4-碳纳米管/聚偏氟乙烯复合材料的制备与性能

通过在碳纳米管（CNTs）表面进行功能化修饰,改善CNTs与聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride,PVDF）的分散性及界面结合程度,从而获得优异的力学性能和电学性能,提高其在传感器、致动器和储能方面的应用性能。采用原位水热合成法,在CNTs表面修饰磁性Fe₃O₄纳米粒子,然后将Fe₃O₄-CNTs加入PVDF中,采用流延工艺制备出Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合薄膜。采用SEM、TEM、XRD和DSC研究了Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合薄膜的结构和结晶行为,采用动态力学分析（DMA）、宽带介电谱测试系统和交流击穿场强测试系统研究了Fe₃O₄-CNTs对复合材料力学性能、介电性能及击穿场强的影响。结果表明：Fe₃O₄-CNTs的引入促使PVDF形成了β晶相,同时抑制了Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合材料结晶度的下降;提高了弹性模量,抑制了阻尼特性下降;提高了介电常数和击穿场强,抑制了介电损耗升高。     

填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的膜材料,被广泛用于溶液的净化、分离、浓缩过程.但由于它的疏水性,膜在分离过程中极容易受到蛋白质等有机物的污染,会导致膜通量下降,使用寿命缩短.为提高膜的性能,将经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO2粒子填充到聚偏氟乙烯铸膜液中,通过溶胶-凝胶法制得复合膜,并对该膜的形貌、韧性、亲水性和中水处理的性能进行了表征.结果表明,改性的纳米SiO2能够在膜内均匀分散,使复合膜的韧性显著提高,在处理中水过程中纳米SiO2粒子与PVDF结合良好;膜的接触角由83°下降到41°,通量相对稳定,在0.1 MPa操作压力下通量维持在280 L/(m2.h),表明复合膜的耐污染能力大大增强.     

纳米SiO2对聚偏氟乙烯超滤膜的影响研究

聚偏氟乙烯铸膜液中可以加入纳米无机粒子———SiO2,制成纳米无机-有机复合膜.复合膜较纯聚偏氟乙烯超滤膜的性能有一些改善,如果纳米SiO2量合适,膜的水通量增加而截留率不变.纳米SiO2可以大大增加铸膜液的黏度,使成膜更容易.同时纳米SiO2对成膜过程也有影响,从相图看,改变了双节点的位置,对非溶剂的容纳能力降低;从DSC测试曲线得知复合膜中PVDF的结晶度增加,所以说纳米SiO2对成膜产生了延时作用.     

Eu3+掺杂的聚偏氟乙烯/聚氨酯多功能复合纤维的制备与性能

通过静电纺丝方法制备一种掺杂Eu~(3+)的红色荧光、压电兼具弹性的聚偏氟乙烯(PVDF)/聚氨酯(PU)多功能复合纳米纤维,研究了不同混合溶剂体系(二甲基甲酰胺/丙酮混合溶剂和二甲基甲酰胺/四氢呋喃混合溶剂体系)、不同铕配合物的掺杂对复合纳米纤维结晶结构、形貌、荧光性能、压电性能及拉伸性能的影响。研究结果表明,在PVDF中加入PU可制备弹性压电材料,同时掺杂稀土Eu~(3+)既可以起到成核剂作用诱导PVDF/PU复合纤维电活性β相的产生,还能赋予弹性压电材料的荧光性能,故Eu-PVDF/PU膜具备荧光、压电兼具弹性等性能,除在能量收集、可穿戴电子设备及传感器领域应用外,因Eu-PVDF/PU主体中的非对称Eu~(3+)场有利于调节红色,还可用于光电传感器、发光二极管、激光器等领域。     

Fe3O4 纳米复合粒子研究

制备了酞菁镍(N iPc) 2Fe₃O₄ 纳米复合粒子, 研究了其化学稳定性和磁性能。结果表明,N iPc 在Fe₃O₄ 纳米粒子表面形成了复合层, 并且它们之间形成了一定程度的化学键。N iPc 复合层可有效地保护Fe₃O₄ 纳米粒子不被空气氧化, 显著提高了其抗氧化能力, 并降低了其矫顽力。      

纳米BaTiO3-SiCw/聚偏氟乙烯三元复合薄膜的制备及其介电性能

以15wt%十六烷基三甲基溴化铵改性碳化硅晶须(CTAB-SiC_w)和KH550改性纳米BaTiO₃(BT)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,通过溶液流延法制备了BT-SiC_w/PVDF三元复合薄膜,利用FTIR、XRD、SEM和LCR介电温谱仪-高温测试系统联用装置对产物进行结构表征和介电性能测试。结果表明:KH550可以成功改性BT粒子且不会改变BT晶体结构,SiC_w和BT能够较好地分散在PVDF基体中;随着BT引入量的增加,复合薄膜的介电常数先增加后减小,其中当引入10wt%BT时介电性能最优,即频率f=500 Hz、介电常数ε_rmax=33、介电损耗tanδ_max=0.154。随着温度的升高,该试样的介电常数和介电损耗也逐渐增加,并在120℃达到最大值(f=500 Hz、ε_rmax=110、tanδ_max=1.3)。结果对于研究具有高介电常数的三元复合电介质材料为在埋入式电容器中获得应用提供了一种策略。      

Ag对TiO2@Ag/聚偏氟乙烯复合薄膜性能的影响

采用光化学沉积法和溶液刮膜法制备不同Ag含量的TiO₂@Ag/聚偏氟乙烯(PVDF)复合薄膜,并采用电子万能材料试验机、紫外可见近红外分光光度计和XRD等对TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的物理性能和光催化性能进行表征和分析。研究发现:与TiO₂/PVDF复合薄膜相比,TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的拉伸强度明显提高,但断裂伸长降低,且复合薄膜的响应光谱范围拓宽至可见光区;TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜的光催化降解能力随Ag负载量的增加而呈先升高后降低的趋势;同时TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜具有优异的重复利用性和可见光区自清洁作用。综上所述,实验所制备的TiO₂@Ag/PVDF复合薄膜能够满足实际应用需要,因此其在光催化降解领域具有潜在的应用前景。      

纳米金刚石负载Fe2O3的制备及其对高氯酸氨的热分解催化作用

对纳米金刚石（ND）进行羧基化处理以提高其分散性,然后采用沉淀法制备了羧基化ND负载Fe₂O₃的催化剂。利用XRD、TG、BET和TEM对该负载型催化剂进行表征,通过DSC研究其对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用。结果表明:ND经过羧基化处理后,在水中的分散性大幅度提高。沉淀法制备了直径5 nm、长50 nm的Fe₂O₃包裹或附着于ND的负载型复合催化剂,该催化剂对AP高温热分解的催化效果优于单一的Fe₂O₃或ND。当Fe₂O₃和ND的质量比为5∶1、在AP中添加质量分数2%的复合催化剂时,AP的高温分解峰温降低约30 ℃,ND负载Fe₂O₃催化剂具有一定的协同催化作用。     

纳米Fe2O3对温压炸药中铝粉爆炸特性的影响

为提高温压炸药配方的威力,根据铝热反应的基本原理,在温压炸药固相组分中添加纳米Fe₂O₃,探究通过诱导铝热反应的方式来提高炸药威力的新途径。利用20 L柱形爆炸容器在10 kJ点火能量下研究了不同质量比的微米或纳米铝粉与纳米Fe₂O₃组成的混合体系的爆炸特性。研究发现,随着纳米Fe₂O₃含量的增大,Al/Fe₂O₃混合体系的最大爆炸压力和升压速率呈现先增大、后减小的趋势。当纳米Fe₂O₃质量分数为5.4%时,混合体系的最大爆炸压力最大。随后,在此配比下开展了混合体系粉尘浓度对爆炸特性的影响规律研究。结果表明,随着粉尘浓度的增加,最大爆炸压力先增加、后降低,在质量浓度为400 g/m³时达到峰值。结合理论分析认为,纳米Fe₂O₃的加入能够改善温压炸药固相体系的反应活性,且对铝粉的爆炸剧烈程度有促进和抑制的双面作用。     

静电纺丝制备Fe2O3-TiO2纳米纤维及光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了Fe2O3掺杂纳米TiO2的有机无机PVP/Fe2O3-TiO2纤维,经高温焙烧得到Fe2O3-TiO2纳米纤维。利用差动-热重(DSC-TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、XRD和比表面积分析仪等对样品进行了表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了Fe2O3掺杂量和焙烧温度等对亚甲基蓝太阳光催化降解效果的影响。结果表明,掺杂量为0.08%、焙烧温度为500℃得到的Fe2O3-TiO2纳米纤维光降解效果最好,达到96.3%,重复使用7次降解率仍在90%以上。     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷复合纳米纤维膜的渗透汽化脱盐性能研究

以静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜为多孔支撑层,在其上涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)为致密分离层,制备了PVDF/PDMS复合纳米纤维膜,并对复合膜的渗透汽化脱盐性能进行了研究。在涂覆操作前,使用堵孔剂聚乙二醇处理PVDF纳米纤维膜,以降低涂覆过程的孔渗问题,有效提高了复合膜对盐离子的截留能力。通过扫描电子显微镜、热重分析仪和红外光谱仪等手段表征了复合膜的微观形貌、热稳定性和表面官能团形式。结果表明:聚乙二醇浓度为12%(wt,质量分数,下同)为最佳处理条件。操作温度为25℃时,渗透汽化脱盐通量可达6.46L/(m~2·h),NaCl截留率为98.8%;升温至75℃,通量可达19.3L/(m2·h),NaCl截留率为95.6%。     

改性Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中的应用

为解决Fe3O4纳米粒子在磁性复合超滤膜中发生团聚和分布不均匀的问题,文中以市售20nm的Fe3O4粒子为对照,添加自制的改性Fe3O4纳米粒子制备出Fe3O4-聚砜(PSF)磁性复合超滤膜(改性复合超滤膜)。经扫描电镜观察膜表面形貌、能谱仪扫描复合膜中Fe元素分布以及铸膜液中Fe3O4纳米粒子分布情况分析和复合膜孔径分布测试后表明,改性后复合超滤膜中纳米粒子的分布较改性前更为均匀,且未出现粒子团聚现象,改性效果明显。由改性前后的复合膜在不同磁场下对聚乙二醇6000和10000的截留率呈现几乎相同的变化趋势可知,添加改性粒子并未改变磁性复合膜的分离特性。     

电纺La2O3-CeO2纳米纤维的除氟性能

纳米双金属氧化物作为除氟剂具有广泛的应用前景。以六水合硝酸铈和六水合硝酸镧为原料,聚丙烯腈(PAN)为模板,通过静电纺丝技术与煅烧相结合制备La₂O₃-CeO₂纳米纤维,利用TEM、SEM-EDS、BET、FTIR和XRD对La₂O₃-CeO₂纳米纤维的形貌和结构进行表征。探究了La₂O₃-CeO₂纳米纤维对氟离子吸附性能,研究了pH、吸附质(F-)初始浓度、吸附时间、La₂O₃-CeO₂纳米纤维投加量和共存阴离子等对除氟效率的影响。研究结果表明,La₂O₃-CeO₂纳米纤维的比表面积为31.04 m²·g^-1。pH为3时,La₂O₃-CeO₂纳米纤维的...     

Fe2O3/Bi2WO6的制备及其可见光光催化性能的研究

采用水热法制备了Bi₂WO₆催化剂,并以Fe₂O₃对Bi₂WO₆进行改性,合成了新型复合光催化剂Fe₂O₃/Bi₂WO₆。采用XRD、DRS等对合成的催化剂进行了表征。以氙气灯为光源（λ>420m）,以罗丹明B为目标降解物进行了光降解试验。结果表明,与Bi₂WO₆相比,Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能有所提高,其中,Fe₂O₃含量为0.5%的Fe₂O₃/Bi₂WO₆的光催化性能最好。     

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状

等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层具有耐磨、耐腐蚀、抗热氧化等优良性能,因而成为目前纳米涂层领域的研究热点之一。归纳了纳米结构Al2O3-TiO2喂料的制备方法,介绍了纳米结构涂层的显微结构和力学性能(断裂韧性、显微硬度、结合强度等),分析了纳米结构涂层的抗热氧化性和摩擦学性能,综述了等离子喷涂纳米Al2O3-TiO2复合陶瓷涂层的研究现状,讨论并展望了其未来的发展方向和应用前景。     

Fe3O4/ 聚吡咯复合材料的制备及表征

以化学沉淀法制备Fe₃O₄ 纳米粒子, 采用乙醇对Fe₃O₄ 纳米粒子表面进行处理, 使其表面有机化, 然后通过乳液原位复合制备Fe₃O₄ / 聚吡咯复合材料。利用TEM, XPS, 四探针测试仪和震荡磁力计对其进行表征和检测。结果表明: 经醇处理的Fe₃O₄ 纳米粒子的分散性得到明显改善, Fe₃O₄ 纳米粒子被包覆在聚吡咯层内, 包覆层厚度为10 nm 左右, 复合材料具有优良的电性能和磁性能, 电导率e= 7. 69 s/ cm～13. 6 s/ cm, 饱和磁强度M_s= 12. 06 emu/ g～24. 38 emu/ g, 矫顽力H_c= 11 Oe～41 Oe。其环境稳定性明显优于纯聚吡咯。      

聚偏氟乙烯/有机累托土纳米复合超滤膜的制备及应用

利用溶液插层法制备了聚偏氟乙烯/有机累托土纳米复合超滤膜,研究了纳米掺杂含量对纳米片层分散状态的影响,测定了膜的各项性能,并将膜用于3种水样的处理。结果表明:纳米粘土的加入对复合膜的性能有很大影响;少量粘土的加入,能同时提高膜水通量和截留性能,在纯水通量性能测试时,其阻力增大系数由4.79下降到2.16;在对3种水样进行处理时,粘土的加入不仅能大大地提高膜在实际水处理中的抗污染能力,显著提高膜的反冲洗通量恢复率,还能获得比初始膜更好的出水水质。     

纳米SiO2/Al2O3复合改性对环氧树脂绝缘性能的影响

以双酚A型环氧树脂E51为基体,纳米SiO₂/Al₂O₃为辅助填料,采用低温等离子体协同偶联剂对纳米填料进行接枝处理,控制低温等离子体处理时间,制备出纳米SiO₂/Al₂O₃/E51三元复合绝缘材料,研究纳米填料对环氧树脂复合材料介电性能、闪络电压、热分解温度及击穿强度等的影响。结果表明,纳米SiO₂填充量为3%,纳米Al₂O₃填充量为1.5%,并且采用偶联剂协同低温等离子体的处理时间为30 s时,复合试样各项电气性能均得到显著提升。初始分解温度较未改性时提高22℃;闪络电压较未改性时提高20.9%;击穿强度较未改性时提高23.1%。这一结果为提高环氧树脂电气性能提供了新的研究思路。     

ZrO2/聚偏氟乙烯复合材料介电性能及松弛行为

通过熔融法制备了ZrO₂/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料,采用SEM、XRD和FTIR对其形貌和结构进行分析,结果表明,ZrO₂分布较为均匀,ZrO₂/PVDF复合材料主要含α相和少量γ相。采用宽频介电谱（BDS）测试,ZrO₂/PVDF复合材料介电常数ε'随ZrO₂含量的增加而增加,而介电损耗tanδ保持定值,表明ZrO₂的加入可以显著提高ZrO₂/PVDF复合材料的介电性能。经计算ZrO₂/PVDF复合材料介电模量M″和活化能,发现有玻璃化转变峰、缺陷峰和界面极化峰存在,而加入ZrO₂后,ZrO₂/PVDF复合材料活化能增加。      

表面修饰BaTiO3对聚偏氟乙烯热性能和介电性能的影响规律研究

高介电常数的高分子复合材料可以被广泛应用于能量存储和人工肌肉领域。利用含羧基聚芳醚腈(PEN)对BaTiO3(BT)纳米粒子进行表面修饰,以增加BT在高分子基体聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散性。通过溶液浇铸法,制备了一系列BT@PEN含量不同的高分子复合薄膜(PVDF/BT@PEN)。结果表明:PVDF/BT@PEN具有很好的热稳定性,起始分解温度超过了440℃。同时,复合薄膜的介电常数k随着BT@PEN质量含量的增加逐渐增大。当BT@PEN质量含量为20%时,复合薄膜在100Hz时的介电常数大于12。