纳米铜@炭复合材料的绿色制备及抗菌性能（英文）

纳米铜具有高效、安全等特点成为无机抗菌材料领域的研究热点。以廉价易得的葡萄糖和氯化铜为原料,通过加热炭化、高温煅烧二步还原,成功制备纳米铜@炭基复合材料(Cu-NPs@C)。采用X-射线衍射、透射电镜和光电子能谱仪以及比表面积对复合材料中铜的价态、粒径和分散情况进行表征。结果表明,Cu-NPs@C中的纳米铜具有面心立方的晶体结构,颗粒为球型且均匀分散在炭片上,粒径范围在4～46 nm,复合材料的比表面积最大为418 m~2/g。抑菌圈法和肉汤稀释法测试表明,复合材Cu-NPs@C-5对大肠杆菌(E.coli),金黄色葡萄球菌(S.aureus)及绿脓杆菌(P.aeruginosa)均具有优异的抑菌杀菌作用。Cu-NPs@C复合材料的抗菌性能体现在碳基载体具有较强的吸附性能,而起杀菌作用的主要是纳米铜。此外,碳基载体可以有效抵抗纳米铜颗粒表面的氧化,Cu-NPs@C-5在60天干燥存放后仍有较强的抗菌效果。     

粉体石墨烯对铝基复合材料微观结构和性能的影响（英文）

采用机械合金化与电场压力激活辅助烧结工艺相结合的方式,分别制备纯Al和GNPs/Al复合材料,探究粉体石墨烯对铝基复合材料微观结构和性能的影响。结果表明:通过优化烧结工艺有效地抑制化合物Al_4C_3在GNPs/Al复合材料中的形成,提高石墨烯与Al基体的界面结合强度。石墨烯添加量为0.5wt.%时,在Al基体晶界处能够均匀的分散,由于石墨烯与Al基体有良好的界面润湿性,促进声子在基体材料中的移动,降低材料的界面热阻,在GNPs/Al复合材料表面形成导电网络,提高电子的迁移率和平均自由程,使GNPs/Al复合材料的热导率和电导率分别提升7.1%和4%;添加石墨烯能改变Al基体材料的晶体结构,在石墨烯周围形成晶格畸变的应力场,该应力场与位错应力场产生交互作用,使位错运动受阻,GNPs/Al复合材料的强度和硬度分别提升30.6%和44%;石墨烯能降低基体材料界面电容的介电损耗,在Al基体材料表面形成致密平整的膜层,提高GNPs/Al复合材料的电荷传递电阻,降低材料表面在电化学腐蚀过程中的弥散效应,使GNPs/Al复合材料耐腐蚀性能提高31%。石墨烯含量超过0.5 wt.%时,团聚在基体晶界的石墨烯,降低复合材料的界面结合强度,使GNPs/Al复合材料导带中的能带宽度变窄,电子的局域性增强,导致GNPs/Al复合材料的性能下降。综上所述,粉体石墨烯的最佳添加量为0.5wt.%。     

熔盐法制备纳米多面体结构氧化铜及其催化性能研究（英文）

在不添加任何表面活性剂及模板剂的情况下用熔盐法制备出纳米氧化铜颗粒,用扫描电子显微镜观察发现制备的纳米氧化铜呈现多面体结构,且氧化铜晶粒大小可通过控制合成过程的煅烧温度来控制,煅烧温度越高则晶粒越大。在H2O2作用下进行了纳米多面体结构氧化铜催化降解罗丹明B的研究。研究结果表明:与商用纳米氧化铜相比,该实验制备的纳米氧化铜尽管具有更低的比表面积,但是其催化性能得到显著的提升。这可能是因为纳米多面体氧化铜的高结晶度及特定指数晶面的暴露所构成的协同作用大幅度提高了其催化性能。     

纳米W-Cu复合粉末的制备及其性能表征

采用蒸氨均相共沉淀法,即加热含有Cu2+和WO42-的氨络合物溶液,使氨蒸发,获得沉淀物,然后对沉淀物进行煅烧、还原,最终制得了含Cu量为20%的W-Cu复合粉.对沉淀物和W-Cu复合粉的组成和粒度等进行了表征.同时对于不同温度下烧结上述W-Cu复合粉压坯所得烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.试验结果表明,蒸氨均相共沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度;所得烧结体具有良好的物理、力学性能.     

橡胶木屑基活性炭—聚氨酯复合材料的制备及其微波吸收性能（英文）

采用ZnCl2对橡胶木屑进行化学活化制备出活性炭。ZnCl2与橡胶木屑的浸渍质量比为1.0-2.0,活化温度为500℃,时间为60min。通过扫描电镜、X射线衍射和BET比表面分析仪探讨浸渍比例对活性炭孔结构的影响。结果表明,当浸渍比为1.5∶1时,样品的比表面积和孔径分别为1301m2/g和0.37cm3/g。通过化学发泡工艺将不同质量分数(1%,2%,3%,5%,8%)的活性炭填充至聚氨酯中制备出聚氨酯复合材料。在1-5GHz频率范围内,复合材料吸收微波。随着活性炭含量增加,在1-3GHz范围内,介电常数(ε’)和回波损耗增加。活性炭含量为8%时复合材料的介电常数达到最大值3.0。在1.8GHz时,复合材料的回波损耗为10dB。在-2.5GHz,电磁屏蔽效率大于3dB。与传统聚合物材料如填加金属的聚氨酯和聚酯相比,所制复合材料呈微波段吸收,可作为电磁屏蔽材料。     

氮化碳基纳米复合材料在重金属去除方面研究进展（英文）

石墨相氮化碳材料作为一种重要的二维层状材料,在光催化、能源存储和环境污染治理等领域引起了广泛关注。氮化碳基复合材料以其稳定的物理化学性质、低成本和环境友好等特点成为不同领域的研究热点。在过去几年中,氮化碳及其氮化碳基复合材料的制备、性质表征和不同领域应用取得了重要进展。本文总结了近几年氮化碳基复合材料的制备及掺杂和功能化研究,及其在重金属离子废水中的去除应用,以及不同研究方法对吸附机理的分析。最后还总结了氮化碳基材料在未来研究和应用中面临的主要问题、挑战和机遇。     

磁性NiFe_2O_4纳米颗粒/榛子壳基活性炭复合材料的制备（英文）

以榛子壳为原料,NaOH为化学活化剂,在600℃下,氮气气氛中活化制备出低成本的活性炭,然后分别采用水热法和共沉淀法制备磁性NiFe_2O_4纳米颗粒,再将NiFe_2O_4纳米颗粒与活性炭进行水热复合,得到NiFe_2O_4/活性炭复合材料。采用FESEM、TEM、XRD、FT-IR、氮吸附及磁性测试等手段对样品进行表征。结果表明,与共沉淀法相比,由水热法所制NiFe_2O_4纳米颗粒具有更高的饱和磁化强度和更小的平均颗粒尺寸。通过水热法复合磁性NiFe_2O_4纳米颗粒后,活性炭的比表面积和总孔容分别从314降至288 m~2/g,0. 363 9降至0. 333 8 cm~3/g。NiFe_2O_4纳米颗粒与活性炭复合后,其主要分布在活性炭表面,少部分位于内孔中,同时颗粒尺寸无变化。因存在活性炭,复合材料的饱和磁化强度低于纯NiFe_2O_4。复合材料在室温下展现出超顺磁行为。NiFe_2O_4纳米颗粒可通过外加磁场从溶液中分离。     

三维高导热炭/炭复合材料的制备、结构及性能（英文）

采用连续沥青基炭纤维与商业PAN基炭纤维的混编制备了三维炭/炭复合材料预制体,通过多次化学气相渗透(CVI)、液压浸渍(LPI)工艺对其进行增密处理和一系列的炭化和石墨化处理获得高导热三维炭/炭复合材料。在此典型结构中,沥青基炭纤维沿x,y方向水平正交排布,而商业PAN基炭纤维沿z方向双向贯通排布。研究了炭/炭复合材料的显微结构以及炭纤维和热解炭对炭/炭复合材料热导率和力学性能的相对贡献。CVI热解炭具有高结晶度并且沿纤维轴高度择优取向。通过3CVI和3CVI+4LPI工艺制备的炭/炭复合材料的密度分别达到了1.58和1.84 g/cm3。所制备的炭/炭复合材料沿x,y方向分别具有115.9 W/m·K (3CVI)和234.7 W/m·K (3CVI+4LPI)的高热导率,沿z方向的热导率分别只有18.6(3CVI)和41.5 W/m·K (3CVI+4LPI)。热扩散和热导率主要依赖于炭/炭复合材料中的连续性沥青基炭纤维。通过PAN基炭纤维的引入和后续增密过程,三维炭/炭复合材料的力学性能相对于一维炭/炭复合材料和二维炭/炭复合材料显著提高。     

氧化石墨烯/炭纤维/环氧树脂基复合材料的制备及其层间剪切性能（英文）

利用预浸料技术热压工艺,制备了氧化石墨烯改性的炭纤维环氧树脂基复合材料。为获得更好的分散效果及加工性能,选用四氢呋喃作为溶剂来分散氧化石墨烯。结果显示:含有氧化石墨烯的混合胶液体系可稳定3 h左右,满足预浸料制备工艺要求;制得的复合材料单向层板层间剪切强度(ILSS)有较大提高,当氧化石墨烯含量为0.10%时,其达到96.14 MPa,与空白样板相比提高了约8.05%,玻璃化转变温度升高近5℃。断面形貌分析表明,上述显著提高可能是由于氧化石墨烯的加入使得环氧树脂增韧以及炭纤维复合材料的界面得到较大的改善所致。     

天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料制备及性能研究

采用机械共混法制备了天然橡胶(NR)基凹凸棒土(AT)纳米复合材料,研究了复合材料的微观结构、力学性能及硫化特性,探讨了AT补强NR的机理.结果表明,改性后的AT能在NR基体中达到均匀分散并形成良好的聚合物-填料界面,显示出优异的补强效果.AT不但在胶料硫化过程中充当了交联点,而且在试样拉伸过程中沿拉伸方向取向,起了诱...     

纳米网状结构钛酸锶钡的制备及其催化性能研究（英文）

采用溶胶–凝胶法在不同pH值条件下制备了纳米钛酸锶钡(BST)粉体。在pH值为4和2.4条件下合成的BST粉体都是单相并结晶良好。透射电镜结果显示,BST纳米粉体颗粒尺寸大约为100nm,当pH值为4时BST纳米颗粒开始通过相互连接形成纳米网状结构。经光催化降解罗丹明B研究发现,在pH值为4条件下制备的纳米BST粉体表现出更高的光催化活性。这可能是因为在pH值为4时纳米网状结构的BST形成提高了光生载流子的迁移率,从而提高了纳米BST在有机物降解过程中光催化效率。     

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究（英文）

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料,设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题,同时实现具有高反射率和低热导率的目标,通过添加聚氨酯、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等,得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90μm。优化后的隔热涂层具有优异性能:涂层的反射率高达0.95,导热系数为0.048 W·m^–1·K^–1,隔热温差为20.1℃;耐热冲击性能良好, 190℃的最大失重率为3.7%,并在随后保持稳定;在160℃连续保温4h后表面变黄,但无明显脱落现象,同时,纳米填料颗粒保持原状态。     

聚合物基纳米复合材料的制备研究进展

概述了聚合物基纳米复合材料的制备方法及最新的研究成果,着重介绍了新型纳米材料碳管和石墨烯在制备聚合物基复合材料中的性能特点和应用。针对目前聚合物基纳米复合材料的制备及应用状况,对纳米复合材料未来的发展趋势进行了展望。     

不同表面结构PdH0.43纳米晶的制备及其甲酸电氧化性能（英文）

制备具有确定形貌和表面结构的纳米晶为研究其构效关系提供了有效途径,且有利于设计开发具有优异催化性能的纳米催化剂.本研究发展了一种制备不同形貌PdH0.43纳米晶的简易方法,其形貌分别为立方体、八面体和菱形十二面体,对应的裸露晶面分别为{100},{111}和{110}晶面.不同形貌PdH0.43纳米晶都非常稳定.其与商业Pd黑和三种纯Pd纳米晶相比,在甲酸电催化氧化反应中显示出更高的催化活性和极低的氧化过电位.立方体PdH0.43纳米晶的催化活性分别高于商业Pd黑的5倍和立方体Pd纳米晶的2倍.不同表面结构PdH0.43纳米晶的催化活性依次为PdH0.43{100}>PdH0.43{111}>PdH0.43{110}.     

MoS_2为基纳米复合材料的制备及性能研究进展

二硫化钼(MoS_2)是一种层状过渡族金属硫化物材料,由于其单层独特的电子结构及物理化学性能被广泛地应用在各个领域,包括光降解有机染料、电化学析氢及太阳能电池等方面。近几年,二硫化钼纳米材料由于比表面积较大、禁带宽度窄、优秀的电学性能及其较高的电子迁移率等,引起人们的强烈关注,但其内部存在缺陷,因此作为一种单一的半导体材料,限制了其在许多方面的应用。介绍了MoS_2的不同形貌结构及其最新的制备方法,除此之外,可以通过MoS_2界面改性处理的手段耦合其他半导体,增加其活性位点,降低电子空穴的复合速率,提高其循环稳定性。最后,对其在环境和能源方面的应用进行总结介绍。     

聚苯胺-炭微球复合材料的制备及其电化学性能（英文）

通过电化学沉积法制备得到聚苯胺/炭微球(PANI/CMS)复合电极材料,通过场发射扫描电子显微镜和红外光谱对PANI/CMS复合材料进行形貌和结构表征。并采用循环伏安、恒电流充放电、电化学阻抗谱及循环寿命测试等技术考察其电化学行为。结果表明:PANI均匀包覆于CMSs表面;在电流密度为1 A·g~(-1)时,复合材料的比电容达到206 F·g~(-1);PANI/CM S复合材料表现出优异的电化学稳定性。说明PANI/CMS复合材料有望作为电极材料用于超级电容器。     

KD-S和KD-Ⅱ SiC_f/SiC复合材料的制备、微观结构及性能（英文）

以KD-S和KD-Ⅱ型碳化硅(SiC)纤维编织件为增强体,通过先驱体浸渍裂解工艺制备了以热解炭(PyC)为界面涂层的三维(3D)结构SiC_f/SiC复合材料,系统研究了SiC_f/SiC复合材料的微观结构及性能间的关系。结果表明:KD-S和KD-Ⅱ型SiC纤维均具有晶粒尺寸为8～15 nm的多晶结构;两种SiC_f/SiC复合材料的断口表面均出现了纤维拔出现象,说明两种SiC纤维增强的SiC_f/SiC复合材料均具有典型的伪塑性断裂行为。KD-S SiC_f/SiC复合材料的弯曲强度、弹性模量和断裂韧性分别达到(955.0±42.8) MPa,(110.3±1.7) GPa和(28.5±2.8) MPa·m~(1/2),明显高于KD-ⅡSiC_f/SiC复合材料,这归因于近化学计量比的KD-S型SiC纤维具有较高的模量和耐温性能。由于KD-S和KD-Ⅱ型SiC纤维的结构及成分差异,导致KD-S型SiC纤维表面的PyC界面涂层呈现光滑的多层有序结构,而KD-Ⅱ型SiC纤维表面的PyC为疏松颗粒状结构。     

木质素酚醛树脂基泡沫炭的制备及其油水分离性能（英文）

采用绿色处理过程从草本植物中提取14 wt%木质素,以该木质素取代25%苯酚制备酚醛树脂,并以木质素酚醛树脂为碳源、聚氨酯泡沫为模板制备泡沫炭,并研究其油水分离性能。结果表明,所得泡沫炭具有开放大孔、低密度、疏水亲油的性能,并对有机溶剂和油品展现出良好的吸附性能,其饱和吸附量可达其自身重量的12~41倍。泡沫炭吸附有机溶剂后可通过直接燃烧进行脱附,循环使用10次后,泡沫炭对植物油仍可保留83%的饱和吸附量。     

氧化石墨烯对水泥基复合材料微观结构和力学性能的影响（英文）

研究了不同掺量下氧化石墨烯(GO)对水泥石以及胶砂微观结构和力学性能的影响。含16.5%水的水泥浆、0.05%GO及3倍于水泥的沙子共混物作为添加剂制备成砂浆。通过SEM、液氮吸附仪和一系列标准实验分别对水泥石的微观形态、孔隙结构、抗压抗折强度以及水泥净浆的流动度、黏度、凝结时间进行表征;考察不同GO掺量下水泥水化放热的变化情况。结果表明:GO对水泥浆有显著增稠和促凝作用;GO的掺入可以有效降低水泥的水化放热量;GO对水泥石有显著的增强增韧效果,28天龄期时,GO质量分数为0.05%的水泥石,3、7和28 d抗压强度和抗折强度同比对照组分别增加52.4%、46.5%、40.4%和86.1%、68.5%、90.5%,胶砂的抗压强度和抗折强度同比对照组分别增加43.2%、33%、24.4%和69.4%、106.4%、70.5%;GO在水泥硬化过程中对水泥石中晶体产物的产生有促进作用并能规整晶体的排布而形成针状晶体簇,改善水泥石中的孔结构,降低水泥石中微孔的体积,增加水泥石的密实度,对水泥石有显著地增强增韧效果。     

水热法制备纤维素基CdS纳米复合材料及其光催化性能研究

以棉花为纤维素基质,CdCl_2·21/2H_2O和L-半胱氨酸为原料,采用水热法制备了纤维素基CdS纳米复合材料。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,研究了反应时间和反应温度对该复合材料光催化性能的影响,通过XRD、SEM、FT-IR和UV-VisDRS对不同温度下制得的复合材料进行了结构表征。结果表明,反应温度为影响纤维素基CdS样品光催化活性的关键因素,且对样品中CdS的微观结构有显著影响。当反应温度为120℃时,样品的光催化活性最佳,反应50min对MB溶液的光降解率达到94.78%。经过3次循环其光降解率基本保持不变,表明纤维素基CdS是一种稳定有效的光催化剂。光催化增强机理分析表明,CdS光生电子迁移至纤维素表面,实现了与光生空穴的有效分离,从而增强了材料的光催化性能。