60 Coγ射线辐照对聚苯胺/五氧化二钒纳米复合材料结构与性能的影响

采用原位氧化聚合法将聚苯胺插入层状V2O5的片层中,制得了聚苯胺／五氧化二钒（PAn／V2O5）纳米复合材料,并借助热失重分析（Thermogravimetric analysis,TGA）、傅立叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectra,FTIR）、X射线衍射（x-ray diffraction,XRD）、电导率及循环伏安测试等手段研究了^60Coγ射线辐照对纳米复合材料结构与性能的影响。结果表明,^60Coγ射线辐照可使V2O5片层间的低分子量的苯胺齐聚物转化为大分子量的聚苯胺,从而提高了纳米复合材料热稳定性;同时电化学性能也得到明显改善。且辐照对纳米复合材料的层状结构几乎没有影响。     

HDPE/EPDM/硅橡胶/CB的PTC材料(挤出成型)辐照前后的特性研究

对掺杂了导电碳黑(CB)的高密度聚乙烯(HDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)和HDPE/EPDM/Sirubber(硅橡胶)的挤出样品进行了辐照前后的电性能表征。研究了正温度系数(PTC)功能材料挤出后的特性,发现挤出后粒子和聚合物取向对材料电性能都有较大影响。经γ射线辐照后HDPE/EPDM/Sirubber/CB功能复合材料稳定性大为提高,初步探讨了辐射对PTC功能材料稳定性的影响。加入硅橡胶,可增强CB粒子与基体的亲和力,增加粒子的分散性,提高电阻的长期稳定性,并使工作温度得以长期保持。     

锆英石对三价锕系核素固化能力及抗γ射线辐照稳定性

为研究锆英石对三价锕系核素的固化效果及抗γ射线辐照稳定性,以Eu³⁺模拟三价锕系核素,ZrO₂、SiO₂和Eu₂O₃粉体为原料设计了包容量为25%～10%（摩尔分数）的锆英石固化体配方,在1500℃条件下保温22h进行固化体的制备,通过⁶⁰Co源γ射线辐照装置对固化体进行γ射线辐照实验。利用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对所制备固化体及经γ射线辐照后固化体的物相、结构及微观形貌进行了分析。结果表明：固化体中虽加入了2.5%～10%的Eu₂O₃,但主物相仍以锆英石物相为主,均具有较高的结晶度,随着Eu₂O₃添加量的增加,变生程度略显增加;固化体经579.1kGy的γ射线辐照后主物相依然以锆英石物相为主,变生程度较辐照前略显增加,但依然具有较高的结晶度。     

PVA和PEG对电子束辐照制备的Fe3O4纳米粒子的影响

常温常压下不加入任何催化剂，用两种不同的活性剂聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）和聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG），在水溶液中通过电子束辐照可以成功地制备纳米Fe3O4粒子。通过紫外可见光分光光度计（Ultraviolet-visible spectrophotometer，UV）、X射线衍射（x-ray diffraction）、透射电子显微镜（Transmission electron microscopy，TEM）对辐照后的样品的光学特性、结构、形貌、大小进行表征。发现不同的活性剂对纳米粒子的尺寸会产生影响。     

~(60)Co γ辐照制备钠米铜粉的研究

研究了60Co γ辐照硫酸铜水溶液体系制备纳米铜粉。用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、激光粒度仪分析(LSPSDA)和差示扫描量热仪(DSC)分别表征材料的结构、形貌、大小以及材料的熔点。结果表明,随着辐照剂量的逐步增加,辐照产物越接近纯铜,铜粒径逐渐减小,当辐照剂量达到400kGy时辐照产物为纯铜。不同辐照剂量对粒子的形貌没有影响,粒子主要呈球形。     

γ射线辐照对掺Ce钛酸铋铁电薄膜性能的损伤

采用溶胶-凝胶法在复合基底Pt/Ti/SiO₂/Si上制备系列Bi_3.25Ce_0.75Ti₃O₁₂(BCTO)铁电薄膜,并对薄膜进行了不同剂量的γ射线辐照。通过热重-示差扫描量热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和铁电测试仪等对辐照前后的薄膜的结构、微观形貌、铁电性、漏电性以及抗疲劳性等进行了对比研究。结果表明：随着对γ射线吸收剂量的增加,薄膜的晶体结构没有改变;薄膜的铁电性能显著减弱,剩余极化2Pr从辐照前的51.5μC/cm²下降到23.7μC/cm²;薄膜的漏电流密度增大,从辐照前的0.9×10^-7 A/cm²增大到7.2×10^-7 A/cm²;在经历10¹²次开关极化循环后,部分薄膜出现疲劳现象。     

MnO2/碳气凝胶粉末复合电极材料制备与性能研究

以间苯二酚(R)和甲醛为原料，碳酸钠（C）为催化剂，制备了碳气凝胶粉末（CRF），并以KBrO₃和MnSO₄•H₂O为原料，采用水热法制备了MnO₂/CRF复合材料。采用N₂吸附、X射线衍射技术对所制备的复合材料进行了表征。结果表明，水热法制备的MnO₂材料为纯的软锰矿相，且碳气凝胶粉的加入并未影响MnO₂的晶体结构。在1mol/LKOH电解液中进行的循环伏安和计时电位扫描测试表明，电极材料电化学性能稳定，具有较好的可逆性；在1mA电流密度下进行充放电测试时，电极比电容为146.6F/g；再循环500次后，电极仍能保持稳定的电容，显示出该电极材料是一理想的电化学电极材料。     

聚苯乙烯-聚丁二烯嵌段共聚物在选择性溶剂2-丁酮中的自组装行为及其辐射交联固化效应

借助Delsa?Nano亚微米粒度粒子动态光散射分析仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪(TGA)研究了聚苯乙烯-聚丁二烯(PS-b-PB)嵌段共聚物在选择性溶剂2-丁酮中的自组装行为,以及所形成胶束在γ射线辐照后的交联固化效应。由于2-丁酮是PS链段的良好溶剂,PB链段的不良溶剂,因此,在适当条件下,PS-b-PB在选择性溶剂中会形成单分散的"核-壳"结构的纳米胶束。而本文的实验结果也表明,通过控制PS-b-PB在溶剂中的质量分数可以在较大范围内调整胶束尺寸。同时,本文进一步通过γ射线辐照的方法,对2-丁酮/PS-b-PB嵌段聚合物体系的胶束溶液进行无氧辐照,结果发现辐照后的胶束无论在微观形貌还是热力学稳定性方面,均有一定的提升,导致这种现象的原因是由于γ射线辐照诱导胶束中的PB链段发生交联反应而固化,固化后的胶束不再受超声震荡、溶剂稀释和挥发等因素的影响。本项研究为制备高分子纳米胶束提供了新的思路和方法。     

纳米Y2O3/环氧树脂复合材料辐射防护性能及正电子寿命研究

传统的屏蔽X/γ射线材料一般为铅或含铅材料，存在有毒、质量重、不易成型、价格较高等缺点，而高分子复合材料被认为是未来能够有效防护核辐射的新型材料。环氧树脂（Epoxy Resin,EP）作为基材具有诸多优点，如耐腐蚀、力学性能好、耐磨性强、绝缘性优良及耐辐照性较强等，稀土材料对20～88 keV能区的X/γ射线有比较好的屏蔽效果，能够弥补铅的弱吸收区，同时可规避铅的毒性。为验证纳米稀土三氧化二钇/环氧树脂（Y₂O₃/EP）复合材料对X/γ射线的屏蔽性能，首先采用Y₂O₃填充到环氧树脂中制备了不同氧化钇含量的Y₂O₃/EP复合材料。然后利用正电子寿命谱、X射线衍射、扫描电镜研究了材料的微观结构，用热重分析仪及差示扫描量热仪测试了材料的热稳定性，用维氏硬度计及万能拉力机测试了材料的机械性能。最后利用蒙特卡罗程序对样品的辐射防护性能进行了模拟计算。研究结果表明：Y₂O₃填充到环氧树脂中可提升复合材料的热稳定性、硬度及杨...     

低分子量壳聚糖季铵盐的制备及抗菌性能研究

通过γ射线辐照壳聚糖降解,得到低分子量壳聚糖,并采用环氧丙基三甲基氯化铵对低分子量壳聚糖进行季铵化改性.制备了低分子量壳聚糖季铵盐,并测试其抗菌性.用傅立叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和核磁共振碳谱(13C Nuclear magnetic resonance,13C NMR)表征壳聚糖和壳聚糖季铵盐的结构,结果表明,经γ射线辐照过的壳聚糖,其季铵盐的取代度比未辐照的高,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果也得到明显改善,γ射线辐照没有破坏壳聚糖的分子结构.     

Au/Fe3O4磁性复合粒子的光化学制备

用紫外光辐照含有纳米 Fe3O4磁流体的氯金酸和聚乙烯醇的水溶液,制备了 Au/Fe3O4磁性复合粒子,并用紫外.可见光谱、X射线衍射和透射电镜对其进行了表征.磁性复合粒子中Au纳米粒子具有面心立方结构,其等离子共振吸收峰分布较窄,说明金纳米粒子的粒径分布较均匀.TEM表明该复合粒子具有团簇状结构,由许多Au和Fe3O纳米粒子构成,尺寸介于70-230 nm范围.对照实验表明聚乙烯醇是Au纳米粒子与Fe304之间复合的必需媒介,据此提出了生成团簇状Au/Fe3O4磁性复合粒子的可能机制.     

Pt/C催化剂的小角X射线散射研究

Pt/C催化剂在轻水同位素置换反应中有重要的应用。应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法,三种不同方法制备的Pt纳米颗粒的微结构进行了研究。得到了Pt/C催化剂中Pt粒子颗粒的特征尺度、形状、数量、团聚效应和尺寸分布等相关结构信息。对Pt/C催化剂进行了X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试,观测结果同SAXS的结果自洽。研究表明三种方法制备的Pt/C催化剂的颗粒尺寸、Pt团聚体尺寸和表面积有较大差别。     

氧化石墨烯薄膜的自组装制备与伽玛射线辐照还原

通过改进的水浴自组装技术,制备出由氧化石墨烯纳米片组成的氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）薄膜,对该薄膜进行γ射线辐照后采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）对辐照前后的薄膜进行表征,分析辐照对GO薄膜的改性作用。结果表明,辐照后GO薄膜的层间距由0．94nm减小到0．80nm,薄膜中GO纳米片的平均厚度从1．69nm减小到0．86nm,证明了γ射线对GO薄膜良好的还原效应,使GO纳米片的层间官能团减少并导致了层间距和厚度减小。本文还探讨了γ射线辐照对GO薄膜的还原机理。     

基于同步辐射的直接硼氢化钠燃料电池中阴极催化剂的原位测试装置

介绍了上海光源硬X射线微聚焦及应用线站的新型原位实验装置,可用于对直接硼氢化钠燃料电池(DBFC)中阴极催化剂进行原位X射线衍射和荧光模式的X射线吸收近边结构测试,为研究阴极催化剂催化氧还原反应(ORR)机理提供实时表征依据。为验证本原位装置的可行性,在DBFC(采用聚吡咯修饰的碳载氢氧化钴作为阴极催化剂)工作过程中对催化剂进行原位测试。结果表明,在DBFC放电过程中,催化剂中Co元素的价态和局域结构发生变化,催化反应过程中新相形成。表明该原位实验装置对于DBFC中阴极催化剂催化ORR机理的研究是可行的。     

石墨烯量子点对环氧树脂抗辐照性能的影响

探究高能辐照下环氧树脂损伤降解机理,以提高环氧树脂在辐照环境下的稳定性。本研究将石墨烯量子点(GQDs)作为自由基清除剂,减缓γ辐照环境下环氧树脂的降解,并研究了GQDs对环氧树脂抗辐照性能的影响机制。结果表明：经过辐照后环氧树脂力学性能下降49%,玻璃化转变温度下降4.4℃;石墨烯量子点/环氧树脂(GQDs/EP)复合材料的力学性能下降35%,玻璃化转变温度下降2.2℃;GQDs的引入使得辐照后的GQDs/EP复合材料产生的自由基含量显著低于纯树脂自由基的含量。GQDs纳米颗粒也改善了辐照前后环氧树脂的力学性能和热学稳定性。因此,GQDs纳米颗粒可以作为自由基清除剂,有效地提高环氧树脂的辐照稳定性。GQDs清除自由基机制与sp²碳域和表面的官能团有密切相关。本研究为提高环氧树脂在γ射线辐照下的稳定性提供了新的思路和方法。     

纳米二氧化硅表面改性及辐射引发接枝GMA的研究

利用偶联剂对纳米二氧化硅进行表面化学改性,制备了乙烯基活化的纳米二氧化硅.随后运用γ射线引发共辐照接枝的方法在改性纳米二氧化硅上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate,GMA)单体,研究了单体浓度,辐照剂量等因素对接枝率的影响规律,明确了反应条件与接枝率的对应关系,并采用傅立叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、综合热分析仪(Simultaneous thermal analysis,TGA)、透射电镜(Transmission Electron Microscope,TEM)等手段对改性纳米二氧化硅的组成和结构进行了表征.     

辐射法制备Pt-Pd／CNTs纳米复合材料

采用γ射线辐射法成功制备了铂-钯-碳纳米管(Pt-Pd/CNTs)纳米复合材料.分别介绍了辐照剂量、溶液pH值和表面活性剂对Pt、Pd的还原率,Pt-Pd沉积在CNTs上的分布及其粒径大小的影响.扫描电镜(SEM)和元素能谱分析(EDS)测试结果表明:纳米合金粒子Pt-Pd(平均粒径10 nm左右)均匀地分布在CNTs表面;辐照剂量的增加、调整溶液pH值至弱碱性、添加表面活性剂均可以使Pt和Pd的利用率有明显的提高.     

双钙钛矿氧化物中B位掺杂对固体氧化物燃料电池性能的影响

作为氢燃料利用的核心器件，固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)可以高效地将燃料气转化为电能。燃料电池中的阴极作为氧还原反应的发生场所，不仅对性能输出占有重要的影响，而且还是燃料电池的稳定性和寿命的关键决定因素。针对阴极材料的研究在推动燃料电池技术发展及产业化进程中具有重要意义。为了提升阴极的电化学性能，本文对双钙钛矿结构氧化物Pr Ba_0.8Ca_0.2Co₂O_5+δ(PBCC)中的钴元素进行掺杂调控，研究掺杂元素的种类、浓度对材料电化学性能的影响，通过电化学性能测试确定了最优的掺杂元素类型和含量。当使用掺杂5 mol%铁元素的PBCC材料作为阴极时，燃料电池在700℃的最大功率达到了1 259 m W·cm^-2，远优于未掺杂时的988 m W·cm^-2。对掺杂元素含量和种类的优化有助于提升固体氧化物燃料电池的电化学性能。     

辐照法制备纳米银粉的研究

研究了~(60)Coγ射线辐照硝酸银水溶液体系制备纳米银粉。利用XRD、TEM、DSC、LSPSDA分别表征了材料的物相、粒径、形貌、以及熔点。结果表明,表面活性剂(PCM)在0.6-2.2g/100mL范围内,反应得到的纳米银粒子的粒径随浓度的增加而减小,纳米银粒子的熔点随着粒径的减小而减小。表面活性剂浓度为2.2g/100mL时,粒径最小可达到19.9nm,相应熔点为126.18℃。不同PH值的辐照溶液所得产物均为单质银颗粒,银盐溶液的酸碱性对其辐照产物基本不产生影响。     

超低密度碳气凝胶的制备与研究

采用溶胶-凝胶技术制备了超低密度的间苯二酚-甲醛(RF)有机气凝胶(10 mg/cm³),将此气凝胶高温碳化,得到了密度只有20 mg/cm³的碳气凝胶,并用扫描电镜、透射电镜、N₂吸附法等表征了低密度碳气凝胶的微观结构、孔特征等性质。研究发现,低密度碳气凝胶是由粒径10～15 nm的碳纳米粒子以单链珍珠链状连接组成的三维网络结构;而这些纳米颗粒是由更小的石墨微晶构成,微孔主要存在于碳纳米颗粒中,比表面积达1 783.7 m²/g。氢吸附测试发现,此低密度碳气凝胶常压下在液氮温度时吸氢量可达4.4%（质量分数）。