二维纳米材料/环氧树脂复合涂层在腐蚀防护中的应用

二维纳米材料具有片层结构、致密的六方晶格、大的比表面积和优异的热化学稳定性等特点,是作为防腐涂层填料的最佳选择。本论文综述了二维纳米材料在腐蚀防护复合涂层领域的应用。首先介绍了二维纳米材料在环氧树脂防腐涂料的屏障保护作用、抑制保护作用和牺牲保护作用,然后阐述了常见二维纳米材料在环氧树脂防腐涂料中的应用途径和方式。此外,本论文还总结了二维纳米材料在防腐涂料应用中存在的分散、取向以及与金属基体的附着力等问题及其解决办法。最后,对二维纳米材料在环氧树脂防腐涂料中的应用进行了总结和展望。     

石墨烯基吸附材料研究进展

石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维纳米材料,具有超高理论比表面积和极强的表面化学活性,被认为是一类具有很好发展潜力的吸附分离材料。综述了石墨烯、氧化石墨烯及其复合材料的制备方法,以及在去除水中重金属离子和有机污染物方面的应用,并对今后石墨烯基吸附材料的研究方向进行了展望。     

环氧树脂复合材料的耐热氧老化改性

针对环氧树脂复合材料抗热氧老化性能差、表面易发白等缺点,以碳纳米管、石墨烯和二硫化钼为改性填料,研究了3种填料及其复配体系对环氧树脂复合材料抗热氧老化性能的影响。电阻测试结果表明,二维纳米材料可一定程度上延缓热氧条件下环氧树脂老化过程中的电阻上升趋势,其中石墨烯效果最为明显;同时样品的老化宏观表现和扫描电镜微观图像都表明,石墨烯这类片层状纳米填料的引入对于延缓老化具有正面效果,可以明显改善环氧树脂复合材料在老化过程中的表面发白现象。     

TiO2/MXene纳米复合材料的可控制备及在光催化和电化学中的应用研究进展

TiO2纳米材料因其存在高的光生电子-空穴对复合速率、电子迁移率低、导电性差以及可逆容量低等问题,使其在光催化和电化学等领域的应用受到限制.MXene(Mn+1 Xn Tx)作为一种新型的二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,具有独特的二维层状结构、良好的金属导电性和较高的载流子迁移率等特性,将其引入TiO2纳米材料中构建TiO2/MXene纳米复合材料,利用两者的协同作用可进一步提高光电性能.本文从TiO2纳米材料的角度出发,系统综述了零维、一维和二维TiO2与MXene纳米复合材料的可控制备、结构性能及在光催化和电化学领域应用的最新研究进展,并着重介绍了纳米复合材料的构筑机理及MXene对提高TiO2的光催化和电化学性能的增强机制等,分析了目前TiO2/MXene复合材料的制备及其在光催化和电化学领域应用中存在的不足.此外,从优化制备工艺、提升性能和探索相应的性能增强机制等方面对未来TiO2/MXene复合材料的研究方向进行了展望.     

类石墨烯结构二维氮化硼材料:结构特性、合成方法、性能及应用

石墨烯的发现和成功制备引起了人们对二维材料的研究热潮。六方氮化硼(h-BN)薄膜作为类石墨烯结构的二维层状材料,也是当前的研究热点。介绍了h-BN及其相应的低维纳米结构,并概述了近期对二维BN纳米材料的形貌、合成、性能和应用的研究进展。目前对一维和二维纳米材料的研究表明,BN纳米材料具有诸多优异性能,包括高温稳定性、低介电常数、高力学性能、高热导率、高硬度和高耐腐蚀性,BN纳米材料系统已成为最具前景的非碳纳米系统,在不远的将来将有广泛的应用。     

二维和零维纳米材料协同增强的高性能纳米复合材料

将二维蒙脱土和零维纳米TiO_2共同复合到环氧树脂中,成功地制备出一种高性能有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。力学性能测试和热分析显示,该复合材料在拉伸模量、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、玻璃化转变温度、热分解温度上都明显优于纯环氧树脂,也优于有机蒙脱土/环氧树脂复合材料和纳米TiO_2/环氧树脂复合材料。XRD检测和透射电子显微镜观察显示,在有机蒙脱土/纳米TiO_2/环氧树脂复合材料中,蒙脱土被完全剥离为纳米单片,和纳米TiO_2交错分布于环氧树脂中。选择适宜的两种维度的纳米材料复合于聚合物中,是制备新型高性能复合材料的成功思路。     

陶瓷/石墨烯块体复合材料的研究进展

石墨烯是2004年首次成功制备的新型二维碳纳米材料。由于其独特的二维结构和优异的性能, 近年来已成为国内外材料领域的研究热点。本文结合本课题组的相关工作, 综述了石墨烯应用于陶瓷块体复合材料的新近研究成果,包括碳纳米管、SiOC、Al₂O₃以及Si₃N₄等为基体的石墨烯块体复合材料,重点介绍了陶瓷/石墨烯块体复合材料的制备方法、增韧机制以及优异的物化性能, 并探讨了陶瓷/石墨烯块体复合材料的研究发展方向和应用前景。     

石墨烯纳米复合材料在光催化应用中的研究进展

石墨烯即"单层石墨片",是近年来人们发现和合成的具有独特的单原子层、二维晶体结构的纳米材料.利用石墨烯与半导体材料复合以提高光催化活性,已成为新型光催化研究的热点之一.对石墨烯及其应用进行了简单的叙述,重点报道了石墨烯在光催化制氢、光催化降解和光电转换应用方面的研究动态,以及用不同方法合成的石墨烯光催化复合材料,为以后石墨烯与其他材料的复合提供了实验依据.     

MXene及其复合材料的抗菌纺织品研究进展

MXene材料是一类具有二维层状结构的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物的二维纳米材料，因其优异的物理、化学性能在生物传感、癌症光热疗法、抗菌等方面已经得到广泛应用。基于MXene抗菌性的研究现状，探究了MXene及其复合材料的抗菌机制，阐述了MXene及其复合材料的抗菌性能及其抗菌整理织物、抗菌纤维和抗菌敷料的研究进展，最后提出了基于MXene及其复合材料的抗菌纺织品未来研究方向。     

类石墨烯硫族化合物纳米材料及其在能源领域中的应用

2004年以来,以石墨烯为代表的新型二维纳米材料引起了全球范围内的研究热潮,在光电子、生物、能源等领域展现出了巨大的应用潜力。过渡金属硫族化合物因平面内结合力较强、平面外结合力较弱以致可以将其剥离成单个细胞厚度的二维层状纳米材料,且该材料具备类石墨烯物理化学性质而被誉为"无机石墨烯"。关于二维过渡金属硫族化合物纳米材料的研究已有多年,众多研究表明,因其具有独特的结构和特性,在光电器件、催化及能源存储领域有着广阔的应用前景。基于该领域研究的最新进展,综述了二维过渡金属硫族化合物纳米材料在能源领域中的应用,并对目前相关研究领域的发展趋势进行了总结和展望。