石墨烯/银纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),加入一定量的聚乙烯亚胺和硝酸银(PEI-Ag+)配位复合物,通过自组装法组装,利用硼氢化钠的还原性,制备石墨烯/银纳米复合材料。用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外吸收光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等手段对所制备的石墨烯/银纳米复合材料进行表征。以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抗菌性能进行研究。结果表明:银纳米粒子负载在石墨烯表面形成石墨烯/银纳米复合物材料,石墨烯/银纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生长具有较好的抑制作用,且抗菌性能稳定。当石墨烯/银纳米复合材料浓度为4和15 mg/m L时,分别对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果好。     

Au/CdTe纳米复合材料的静电作用制备及表征(英文)

将相反电荷的纳米Au和纳米CdTe通过静电作用得到纳米复合Au/CdTe粒子。在水溶液中分别用二甲氨基吡啶和巯基丙酸稳定纳米Au和CdTe粒子,使其表面分别带有正电荷与负电荷。Au/CdTe纳米复合材料的表面等离子体吸收光谱随着Au含量的增加而红移,表明纳米复合Au/CdTe粒子的长大是由于配位形成而引起的。纳米Au和纳米CdTe的比影响纳米复合Au/CdTe粒子的结构。复合纳米Au/CdTe粒子的尺寸和形状是影响金属/半导体纳米复合材料性能的重要参数。用小角X射线散射技术、透射电子显微镜、循环伏安法和X射线光电子能谱来表征纳米复合Au/CdTe粒子。     

石墨烯纳米片增强银基复合材料

采用粉末冶金方法成功制备了石墨烯增强块状银基复合材料。在V型混粉机中混粉制得含银-0.2%石墨烯纳米片(质量分数)复合粉末并使用冷等静压在200 MPa条件下将复合粉末压制成形。使用热等静压在750℃/100 MPa条件下烧结获得石墨烯纳米片增强银基复合材料,然后在850℃条件下进行热挤压获得丝材,挤压比为40。用SEM、TEM和静态拉伸试验等研究了复合材料的微观结构和力学性能,结果表明,复合材料中石墨烯分布均匀,银基体与石墨烯之间界面结合良好。与未增强的银基体相比,银-0.2%石墨烯纳米片复合材料具有显著提高的强度而不损失塑性,表明石墨烯纳米片是银基复合材料理想的增强相。复合材料断口形貌显示出大量韧窝和撕裂棱,其断裂特征为典型的韧窝聚合型延性断裂。     

插层还原法制备纳米钯/石墨烯复合材料的研究

以氧化石墨和氯化双乙二胺钯Pd(en)2Cl2为前驱体,将金属钯前驱体与氧化石墨发生插层反应,再将插层了Pd(en)2+2的氧化石墨在溶液中用NaBH4还原,制备出纳米钯/石墨烯复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、低温氮气吸附等手段对复合材料进行表征并对复合材料进行了储氢性能的测试。研究结果表明:复合材料具有规则的中孔结构,直径为2~6 nm钯的纳米粒子弥散地分布在石墨烯的层间,起着支撑作用,阻止石墨烯片层的重新聚集;复合材料具有较高的BET比表面积,在77 K及0.11 MPa条件下其储氢量达到了3.4%(质量分数)。     

CuZr/AlN纳米复合材料的组织与性能(英文)

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(CuZr/AlN)。采用光学显微镜(OM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)等方法研究不同烧结工艺对复合材料组织与性能的影响,研究固溶时效对CuZr/AlN力学性能的影响。结果表明:试样的组织致密,晶粒大小在0.2μm左右;试样的布氏硬度随着复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样的布氏硬度开始随着锆含量的增加而升高,但当锆颗粒含量大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始降低。试样的抗弯强度随着复压制压力和烧结温度的升高而提高,抗弯强度在锆含量为在0.5%时最大。900°C固溶后的布氏硬度比固溶前的布氏硬度低,试样在500°C和600°C时效后,布氏硬度增加,在700°C发生过时效现象。     

银纳米粒子的超声化学制备及表征(英文)

在常温条件下,以硬脂酸银为前驱体,受阻酚为还原剂,三苯基磷为还原促进剂,采用超声化学法制备了银纳米粒子。考察影响银纳米粒子形成的实验因素,并利用透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱及X射线衍射仪对银纳米粒子进行了表征。结果表明,在一定条件下所得银纳米粒子的平均粒径为6.8nm,尺寸分布为6.2nm至7.4nm,具有良好的稳定性和均一性。溶剂蒸发后,银纳米粒子可形成二维有序纳米阵列。探讨了银纳米粒子的形成机理。     

Al_2O_3/Ni-Co纳米复合材料的制备与拉伸性能(英文)

采用脉冲电沉积制备了含有不同添加剂和不同Al2O3颗粒的Al2O3/Ni-Co复合材料,比较了不同添加剂和不同Al2O3颗粒对材料表面光洁度、显微硬度、室温和高温下的塑性变形,采用扫描电子显微镜观察变形前、后材料的微观组织。当采用糖精为添加剂时,材料的硬度、室温断裂强度、超塑温度下的延伸率分别达到469HV、1150MPa和632%。     

石墨烯/钛酸锂复合材料制备研究

采用易于工业化的固相法合成Li4Ti5O12以及Hummers法制备氧化石墨烯,并以N2H4·H2O为还原剂制备石墨烯材料,在此基础上高能球磨合成Li4Ti5O12/Grephene复合材料。借助X射线衍射、扫描电镜、能谱分析对合成的样品进行结构和形貌表征,并采用恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等测试方法检测其电化学性能。充放电结果表明:复合前后材料形貌不发生变化,石墨烯均匀地附着在Li4Ti5O12表面。由于石墨烯具有良好的导电性,材料的倍率性能得到大幅提高。在充放电倍率为20 C时,复合材料的比容量约为120.2 m Ah·g-1,而纯相钛酸锂的比容量只有61mAh·g-1。     

碳纳米管增强银复合材料的导热性(英文)

通过分子水平层级混合制备了碳纳米管增强银基复合材料。研究了碳纳米管的类型(单壁/多壁)及功能化模式(共价键/非共价键)对银复合材料导热性的影响。XRD及EDS结果表明,复合材料中存在银与碳。高分辨率扫描电镜和透射电镜结果表明碳纳米管均匀地嵌在银基体中。利用拉曼光谱和FTIR研究了共价键功能化对多壁碳纳米管的影响。共价键功能化后,碳纳米管中引入了功能团且保持结构完整。利用激光闪光技术以及有效介质理论研究了复合材料的导热性。实验结果表明:加入共价功能化的单壁和多壁纳米碳管后,材料的导热性降低。但加入非共价键功能化的多壁碳纳米管后,复合材料的有效导热性增强,这与不考虑界面热阻时的有效介质理论预测结果一致。     

石墨烯纳米片/AZ91镁基复合材料制备与力学性能

采用粉末冶金和热挤压工艺制备了石墨烯(GNS)增强的AZ91镁基复合材料,测试了复合材料的力学性能,并用扫描电镜和能谱仪对复合材料断口形貌进行了观察和分析。结果表明,添加0.1%的GNS时,复合材料屈服强度、伸长率和显微硬度分别为191 MPa、6.7%和60.4(HV),比基体分别提高了19.4%、11.7%和13.5%;与添加1.0%的CNTs的AZ91镁基复合材料强度和显微硬度相当,只是伸长率略差。复合材料经热挤压变形后,GNS在基体中存在平行试棒拉伸方向、与试棒拉伸方向成一定角度和垂直试棒拉伸方向三种分布状态。其中呈垂直拉伸方向的分布状态对复合材料力学性能的提高贡献最小,这使得分散在基体中的GNS难以发挥其优越的综合力学性能,导致复合材料强度和伸长率提升幅度有限。     

石墨烯-硒化银纳米复合材料的制备、表征及光学性能研究

运用简单的一步反应水热法制备了石墨烯-硒化银(G-Ag2Se)纳米复合材料。用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等手段对所得产物进行了系统的表征。结果表明,反应体系中,硒化银纳米粒子的形成与氧化石墨烯的还原同时进行。石墨烯氧化物被充分地还原为石墨烯,并且Ag2Se纳米粒子均匀地分布在石墨烯的片层上,形成纳米复合材料。对所制备的G-Ag2Se纳米复合材料的光学性质也进行了研究。     

机械球磨氧化银制备银纳米晶的热力学分析(英文)

对高能球磨氧化银制备银纳米晶的可行性进行热力学分析。根据结构缺陷如非晶化、位错和表面能,计算机械活化样品的摩尔吉布斯自由能函数。根据摩尔吉布斯自由能函数,计算得到机械球磨21h还原氧化银的平衡温度约为304K。在304K下,氧化银不稳定,在球磨过程中会还原成银。     

ZrWMoO_8/Cu复合材料的制备与热膨胀性能(英文)

采用前驱体分解法制备了高纯ZrWMoO8粉体。为获得ZrWMoO8/Cu复合材料,首先将ZrWMoO8与Cu按1:1的比例进行研磨获得混合粉,采用化学镀的方法获得ZrWMoO8与Cu比例为1:1的包覆粉,然后压片并在氩气气氛保护下于500℃烧结3 h获得复合材料。详细研究了复合材料的热膨胀性能并且发现包覆粉更适合制备ZrWMoO8/Cu复合材料。结果表明:烧结后,混粉制备的复合材料中部分ZrWMoO8发生了分解并且与Cu发生了反应,而以包覆粉制备的ZrWMoO8/Cu复合材料未检测出ZrWMoO8的分解产物。包覆粉制备的复合材料在25~250℃显示的热膨胀系数为3.3774×10-6℃-1,其相对密度达到90.6%。     

石墨烯含量对多层石墨烯/银复合材料组织和性能的影响（英文）

采用粉末冶金法制备了多层石墨烯/银电接触复合材料,并系统研究了多层石墨烯含量对多层石墨烯/银复合材料微观组织、导电率、硬度及电弧侵蚀的影响。结果表明,复合材料密度随多层石墨烯含量的增加而减小。多层石墨烯含量为0.5%的石墨烯/银复合材料具有最佳的导电率,为84.5%IACS。当多层石墨烯含量高于2.0%以后,复合材料硬度降低幅度明显增大。多层石墨烯含量为1.5%的多层石墨烯/银电接触复合材料表现出最优异的抗电弧侵蚀性能。     

简易种子调停法制备大小可调的三角形银纳米盘(英文)

通过柠檬酸钠还原银离子,以银纳米粒子为种子,在室温下制备出平均厚度约为5nm,尺寸40到500nm可调的三角形银纳米片。通过种子调停法可实现银纳米盘的面内偶极表面等离子体共振峰(SPR)从最初的520nm红移至1100nm。通过控制实验参数能够很好地理解其生长机制。柠檬酸根离子和增加到生长液里面的银纳米种子是2个重要的参数,可以控制银纳米盘的大小却不改变银纳米盘的厚度以及晶面结构。采用PVP作为包覆剂,其作用机理还不是很清楚,需要进一步的研究。     

高性能锂离子电池负极材料CoO/石墨烯纳米复合结构的超声法制备(英文)

以羰基钴为原料,采用简易超声法制备氧化亚钴和石墨烯纳米复合结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及光电子能谱(XPS)对该纳米复合结构进行表征。结果表明:粒径为3~5nm的氧化亚钴纳米颗粒均匀分布于石墨烯表面。将氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构用作锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明,该复合结构具有高电容量(50次循环后电容量为650mA·h/g,约是商用石墨电极的2倍)、高库伦效率(高于95%)以及很好的循环稳定性。该优异的电化学性能源于氧化亚钴/石墨烯纳米复合结构的特点:纳米尺寸的氧化亚钴颗粒分散于导电的石墨烯衬底上,有利于锂离子的嵌入和脱嵌,缩短了锂离子的扩散路径,提高了氧化物的导电性,从而改善了材料的电性能。     

利用铅锌废渣制备银修饰纳米复合材料的研究

以含银的铅锌废渣为银源,联合采用氯盐法、Stober法、溶胶凝胶法以及光沉积法制备银修饰纳米复合材料Ag@TiO_2@SiO_2。XRD和TEM的分析表明:Ag@TiO_2@SiO_2具有核壳结构的纳米材料,Ag以10nm团簇的形式沉积在锐钛矿型TiO_2壳层上。XPS分析指出:TiO_2以Ti-O-Si键化学吸附在SiO_2上,而沉积在TiO_2上的银是银的单质。Uv-Vis的分析表明:材料Ag@TiO_2@SiO_2对光响应范围扩大到可见光区。罗丹明的光降解反应表明,Ag@TiO_2@SiO_2的光催化性能优良。     

石墨烯/氧化铝复合材料制备方法的对比研究

分别利用等离子电火花烧结(SPS)和管式炉气氛烧结技术,制备了石墨烯/氧化铝复合材料。分析对比了两种方法下制备的烧结体的微观组织和力学性能。研究显示:石墨烯均匀地分散在烧结体中,结合超声和球磨的分散工艺能较好实现石墨烯在陶瓷颗粒中的分散。管式炉烧结和SPS都可以实现石墨烯/氧化铝复合材料的致密化,烧结体的相对密度均可达97%以上。且通过管式炉烧结制备的样品与SPS制备的样品具有相近的力学性能,其中韧性可达4MPa·m~(1/2)左右,硬度可达17 GPa以上。SPS可在短时和较低温度下完成石墨烯与陶瓷粉体的烧结,其烧结过程对管式炉的烧结工艺具有重要的指导意义,而管式炉烧结则有望实现高性能石墨烯/陶瓷生物医用复合材料的批量生产。     

铜/石墨烯复合材料的制备及性能研究

为了提高铜和石墨烯之间的界面结合强度,采用化学镀的方法使石墨烯表面均匀包裹纳米铜颗粒,然后利用粉末冶金工艺制备铜/石墨烯块体复合材料。本文研究了石墨烯含量对复合材料硬度和致密度的影响,并通过HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机研究了铜/石墨烯块体复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:石墨烯的加入对铜/石墨烯块体复合材料的硬度有显著的提高,但致密度随石墨烯含量的增加而降低,块体复合材料的摩擦系数和磨损率均低于未增强的纯铜。     

搅拌摩擦技术制备AA6061/SiC纳米复合材料的工艺参数优化(英文)

采用搅拌摩擦技术制备AA6061/SiC纳米复合材料,并用实验设计方法来确定影响AA6061/SiC复合材料极限拉伸强度的重要因素,包括4种因素,即旋转速度、横向速度、切削深度、搅拌头形状。运用Taguchi方法,得到优化的工艺参数。方差分析表明,旋转速度是最主要的影响因素。统计分析结果表明,采用带螺纹的搅拌头得到的复合材料的极限拉伸强度比采用方型搅拌头的高。搅拌头的旋转速度越快、横向速度越慢,则复合材料的极限拉伸强度越高。