磁性氧化石墨烯的制备及对刚果红吸附性研究

首先使用2-氨基乙硫醇与丙烯酸分别对氧化石墨烯(GO)与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)包覆改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)进行修饰,接着利用巯基-烯点击化学法制备得到磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料。通过FT-IR,XRD,SEM,TEM,VSM等表征手段对目标产物进行表征。利用所得产物做为吸附剂去除水中刚果红(CR)染料。研究了该复合材料的吸附动力学、吸附等温线及初始pH值对吸附的影响,考察了MGO对水中CR的去除效果。结果表明:pH在4.0时复合材料的吸附效果最好,吸附时间在30 min左右时达到吸附平衡,最大吸附量为321.7 mg·g~(-1)。其吸附动力学符合二级动力学模型,吸附模型符合Langmuir模型,吸附-解吸附性能较弱。     

负载CuO/Cl活性炭的气态汞脱除特性

为了解CuO/Cl负载对活性炭吸附剂汞脱除特性的影响,开展了利用HCI,Cu(NO_3)_2·3H_2O,Cu(NO_3)_2·3H_2O混合NH_4Cl溶液3种浸渍负栽处理方法获得的活性炭吸附材料汞脱除性能实验研究.汞吸附实验在实验室规模的固态吸附刺汞吸附效能测定系统上进行.结果表明,3种负载改性的活性炭对单质汞的吸附能力均高于原始活性炭,且所获得的汞吸附能力从低到高依次为AC-CuO,AC-HCl,AC-CuO(Cl).活性炭负载CuO/Cl可以使吸附反应器出口处烟气中含有40%以上的二价汞,吸附能力的提高可归因于CuO对活性炭表面汞氧化的催化作用.温度提高有利于催化氧化过程,实际运行工况的最佳温度区间为370～470K.随着SO2浓度的升高,汞吸附能力明显降低.     

多壁碳纳米管填充聚偏氟乙烯复合薄膜的介电性能

为提高多壁碳纳米管(Multiwalled carbon nanotubes, MWCNTs)与聚偏氟乙烯(PVDF)复合的相容性,对MWCNTs进行了三乙烯四胺(Triethylene tetramine, TETA)改性,FTIR表征证明了改性的成功;采用溶液浇铸法制备了改性前后的MWCNTS/PVDF复合薄膜,并测试分析了其介电性能.结果表明TETA-MWCNTs/PVDF复合薄膜的介电性能符合逾渗理论.当MWCNTs的体积分数为0.048时,100 Hz下TETA-MWCNTs/PVDF的介电常数高达3 209,是未改性多壁碳纳米管(U-MWCNTs)/PVDF复合材料介电常数的两倍.SEM分析表明,与U-MWCNT相比,TETA-MWCNTs能更好地分散在基体中,与PVDF之间的界面结合力更强,并可形成更加致密的逾渗网络.     

磁响应Fe3O4/HCS复合微球的制备及特性

由壳聚糖与环氧丙烷制备了羟丙基壳聚糖(HCS)。将其配制成水溶液,利用离子凝胶法,与多聚磷酸钠(TPP)反应,制备了粒径在0.6μm羟丙基壳聚糖微球。再用滴定水解法制备了四氧化三铁微粒,激光粒度分析显示滴定水解法制备的Fe3O4粒径分布较窄,粒径小。在此基础上采用交联聚合法制备了Fe3O4/HCS复合微球,微球为实心,四氧化三铁微粒被包裹于微球内部,形状规则,粒径约为0.8μm,经过磁响应分析表明Fe3O4/HCS复合微球具有磁响应性。     

白光LED用蓝光纳米晶荧光粉(Ba,Ca)_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了一系列的(Ba,Ca)_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)荧光粉。所制备的荧光粉通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和光致发光(PL)进行表征。XRD测试结果表明:样品的成相温度为900℃,少量掺杂Eu~(2+)离子或改变Ba2+,Ca2+离子的相对含量不影响基质晶体结构和相纯度。在紫外光激发下,荧光粉(Ba,Ca)_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)呈蓝光宽带发射(400~550 nm,源于Eu~(2+)离子的4f7-4f65d1跃迁)。进一步研究表明:(Ba,Ca)_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)的发光颜色可以通过调整Ba2+与Ca2+离子的相对比例从深蓝光―蓝光―浅蓝光进行调控。通过精确调整Eu~(2+)的浓度,在荧光粉(Ba0.99Ca0.01)5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)中可实现高品质蓝光发射。所制备的(Ba,Ca)_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+)荧光粉在LED植物照明和白光LED领域具有潜在的应用价值。     

溶剂蒸发法微胶囊固化剂的制备与表征

微胶囊固化剂是一类新型的环氧树脂固化剂,利用其潜伏性可以提高树脂的储存稳定性,从而解决了两相固化体系的一些弊端.文中用溶有芯材的二氯甲烷(DCM)作为溶剂相的溶剂蒸发法制备了热塑性树脂为壁材的改性固化剂微胶囊,通过粒径分析和SEM观察微胶囊的表面形貌来确定微胶囊的制备工艺参数.结果表明:有机溶剂的蒸发温度过高或速度过快则不能形成微胶囊;选择8%的聚乙烯醇(PVA)表面活性剂、900 r/min乳化转速、芯壁比1∶1时制得的微胶囊表面光滑致密,微胶囊粒径1 μm之内,并且分布比较窄.     

Ce掺杂对Nd-Fe-B快淬薄带结构及磁性能影响

通过熔体快淬技术制备了名义成分为(Nd_(1-x)Ce_x)_(13.5)Fe_(73.5)Co_(6.7)Ga_(0.5)B_(5.6)(x=0.1~0.9)系列薄带,研究发现,不同甩带速率对薄带的磁性能及方形度影响显著,其中甩带速率30 m/s所制薄带的磁性能最佳。随着Ce含量的增加,薄带的矫顽力和剩磁整体呈下降趋势,但在x=0.3时,矫顽力可达1 295 kA/m,呈现反常增加现象,这与物质稀释定律相违背,这可能与Ce的混合价态及其相分离现象有关。这表明Ce在制备低成本高矫顽力稀土永磁中具有较大的应用潜力。     

碳纤维表面处理法对纤维及其复合材料力学性能的影响研究进展

综述了近年来国内外关于氧化处理法、表面涂层法、等离子体处理法对CF本体性能、CFRP力学性能的影响研究进展,分析了不同处理法改性CF对CFRP力学性能的作用机制、改性效果和优缺点。指出了近年来国内外研究存在的问题和今后的发展趋势,推动高性能CFRP在航空航天领域进一步应用,为今后研究者进一步研发和生产新型复合材料、改进CFRP综合性能提供完整的数据信息和理论依据。     

Cu_2O改性ZnO纳米阵列表面的润湿性与紫外响应行为研究

在ITO基底上采用电化学沉积法制备了Cu_2O改性的ZnO纳米阵列,通过场发射电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测量仪等对其微纳结构和表面润湿行为进行了研究。实验结果显示,低表面能Cu_2O粒子的吸附增强了ZnO纳米阵列的超疏水性。很多材料表面对水滴有较高黏附力是因为材料表面微槽中密封的空气而产生的毛细管附着力,而ZnO纳米棒阵列表面对水滴的高黏附性是因为其表面的范德华力作用。改性后样品表面形成的ZnO-Cu_2O微纳分层结构减小了样品表面与水的接触面积。另外,加上Cu_2O自身的低表面自由能,共同导致范德华力减小从而使得表面对水滴的黏附小而具有很好的超疏水性。     

纳米SiO_2/氟碳杂化透明疏水耐磨涂层的制备及其性能研究

通过低温微波法制备了纳米二氧化硅(SiO_2)粒子,对其进行表面疏水化改性后,引入双键官能团处理,制备了一种高透明、耐磨性好且疏水的纳米SiO_2/氟碳杂化涂料。采用XRD、TEM、FTIR等手段对纳米SiO_2粒子进行了表征,并研究了改性纳米SiO_2的用量对杂化涂层的透明性、耐磨性、疏水性、强度、硬度以及耐沾污性的影响。结果表明:改性纳米SiO_2的含量对杂化涂层的透明性影响很小,杂化涂层具有较好的附着力、硬度、耐磨性、疏水性和耐沾污性,改性纳米SiO_2的最佳用量为5%。     

活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯熔喷无纺布的制备及吸附性能

将活性炭、二氧化钛、聚丙烯等原料经物理共混处理,通过熔喷制成活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯熔喷无纺布。采用热分析曲线(Differential scanning calorimeter,DSC)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电子织物拉伸机、可见分光光度计等对改性无纺布的微观结构、结晶性能、力学性能、吸附性能进行表征。结果表明:活性炭负载二氧化钛比例为1∶3时活性炭负载二氧化钛的降解率高,二氧化钛分布均匀,依照此比例的活性炭负载二氧化钛与聚丙烯进行熔喷制备无纺布。随活性炭负载二氧化钛的加入量的提高,活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯无纺布的吸附性能增强,当活性炭负载二氧化钛的添加量为4%时,吸附性能较好;活性炭负载二氧化钛的添加使无纺布的力学性能出现最大值,且无纺布的结晶度和熔点无明显变化。     

双组份导电剂对MnO2-AC混合型超级电容器单体性能的影响

采用阳极电沉积法制备出块状MnO2,对其热处理之后进行机械球磨处理制得MnO2粉末。通过改变乙炔黑(型号分别为HS100和G350)和碳纳米管的含量配比,制得一系列双组份导电剂复合MnO2正极,将其与活性碳负极组成MnO2-AC(活性碳)单体,并在0.5 mol/L的Na2 SO4中性溶液中进行了电化学性能测试和稳定性测试。结果表明,配比为5%HS100(或G350)+5%MWCNTs(碳纳米管)的二氧化锰超级电容器单体放电比容量最大,分别为20.38 F/g(HS100)和20.19 F/g(G350),并具有最小的串联等效电阻,分别为4 780 mΩ(HS100)和3 840 mΩ(G350)。在完成10 000个循环以后,其单体的等效串联电阻仍旧最小,分别为5 000 mΩ(HS100)和6 000 mΩ(G350)。另外,5HS100型乙炔黑综合性能优于G350型。     

Dy~(3+),Eu~(3+)共激活单基质Ba_3La(PO_4)_3白光荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法(SSR)合成Dy~(3+)、Eu~(3+)单激活和共激活单基质Ba_3La(PO_4)_3白光荧光粉。所制备的荧光粉通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FE-SEM)和光致发光(PL)进行表征。XRD测试结果表明:样品的成相温度为1 500℃,当原料中加入少量硼酸做助溶剂时1 400℃可得到纯相。少量掺杂Dy~(3+)和Eu~(3+)离子不影响基质材料Ba_3La(PO_4)_3的晶体结构和相纯度。在近紫外光激发下,荧光粉Ba_3La(PO_4)_3∶Dy~(3+)呈冷白光发射,这是由于Dy~(3+)的4F9/2→6H15/2(蓝光,487 nm)跃迁发光和4F9/2→6H13/2(黄光,578 nm)跃迁发光综合所致。在近紫外光激发下,Ba_3La(PO_4)_3∶Eu~(3+)荧光粉呈橙红光发射,对于与Eu~(3+)的5D0→7F1(596 nm)和5D0→7F2(616 nm)特征跃迁。在近紫外光激发下Dy~(3+),Eu~(3+)共激活单基质Ba_3La(PO_4)_3白光荧光粉呈现Dy~(3+)和Eu~(3+)的特征发射,其发光颜色可以通过调整Dy~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度和比例实现期初的冷白光到暖白光再到橙红光的发光颜色变化。通过精确调整Dy~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度和相对比例,在荧光粉Ba_3La(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)中可实现近紫外激发单基质高品质白光发射。由于Ba_3La(PO_4)_3∶Dy~(3+),Eu~(3+)优越的发光性能,其白光NUV-LED领域具有潜在的应用价值。     

钛合金表面多孔TiO2制备及涂层结合强度改进

为了提高钛合金基体与Fe(吸波剂)/环氧涂层的结合强度,采用微弧氧化在钛合金表面制备一定厚度的二氧化钛多孔膜,之后浸涂Fe/环氧树脂涂料。分别研究了微弧氧化中电流、时间等实验参数对钛合金表面形貌和涂层结合强度的影响,并对所制备的氧化多孔膜在拉伸前后进行扫描电子显微镜(SEM)分析。结果表明:多孔TiO2膜的孔径随电流增大而减小,孔密度随电流增大而增大,随时间增加孔径增大,但时间不宜太长,涂层的结合强度随电流以及时间的增大都是先增大后减小,在3 A,4 min时达到最佳值33.62 MPa。     

纯Ti及Ti-6Al-4V双层辉光离子渗Mo

针对钛(T i)合金存在的耐磨性较差的问题,采用双层辉光离子渗金属技术,在工业纯T i和T i合金T i-6A l-4V合金表面渗钼(M o),制备出T i-M o合金层。渗层组织为-βT i(M o)固溶体,成分及硬度均呈梯度分布。利用划痕法研究了渗层与基体间的结合强度,结果表明:渗M o后,持续加载100 N未发生渗层剥落现象;球盘磨损实验表明,T i-6A l-4V渗M o后,比磨损率降低为基体材料的1/500。磨损性能的提高得益于表面合金层中M o元素固溶强化而产生的高硬度。     

航空用室温硫化有机硅胶粘剂的研制

本文通过γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对M-5气相白炭黑进行表面改性,用FT-IR分析了改性前后的白炭黑的微观结构;用改性白炭黑来增强甲基嵌段室温硫化液体硅橡胶(103基胶),测试了增强改性室温硫化硅橡胶的力学性能;用不同偶联剂对铝合金和硫化硅橡胶的粘接面进行了表面处理,使用接触角仪测试了粘接面的水接触角。结果表明:偶联剂KH570处理M-5气相白炭黑能使其表面接枝上偶联剂基团;偶联剂处理后白炭黑补强效果明显,硫化后胶料的拉伸强度最大能达到2.65MPa;粘接面经偶联剂处理后,水接触角减小,粘接强度增大;铝合金与硅橡胶表面均采用KH550和KH560的混合偶联剂溶液处理后,粘接强度提高,最大能达到1.5MPa。     

不同温度下TC21钛合金等离子表面渗Cr层的摩擦磨损性能

为提高TC21合金的摩擦磨损性能,采用双辉等离子冶金技术在TC21合金表面制备渗Cr改性层,利用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM),能谱仪(Energy dispersive spectromenter,EDS),显微硬度仪和划痕仪等研究了渗Cr层的组织形貌特征、硬度及结合强度,并 在20,300,500 ℃条件下使用摩擦磨损试验机对基体及渗Cr层的摩擦磨损性能进行对比、探究,并分析磨损机理。结果表明：渗Cr层厚度为30μm,均匀致密,与基体结合力至少能承受64 N的垂直载荷;改性层表面硬度超过1 000 HV0.1,约为基体的3倍;TC21合金渗Cr后,不同温度下的减摩性能和耐磨性能均得到提高。在室温下TC21基体磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,而渗Cr层的磨损机理主要是磨粒磨损;500 ℃时基体粘着磨损和氧化磨损程度变得更加严重,渗Cr层磨损机理是剥层磨损和氧化磨损。      

一种磁载光催化剂的制备及光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性颗粒表面包覆T iO2,制备了易于固液分离的纳米级磁载光催化剂T iO2/S iO2/F e3O4,并通过TEM,IR,XRD等对样品进行表征。以有机污水为降解对象,研究了磁载光催化剂的光催化活性。研究结果表明,包覆S iO2有利于提高磁载光催化剂的光催化活性,光催化剂能使有机污水快速降解,5次循环使用后降解率达90%以上,且光催化剂能快速地从液相中分离回收。同时磁载光催化剂具有较高的光催化活性,对高盐污水、含酚污水的降解率分别可达到99%,86.8%,对染料污水也有良好的降解效果,并具有磁性回收的特点,应用前景广泛。     

γ射线对低红外发射率涂层电化学腐蚀行为的影响

将环氧改性有机硅树脂用60Co源γ射线辐照处理,利用傅里叶变换红外光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer, FT-IR)对树脂结构变化进行表征。制备成低 红外发射率涂层后测试凝胶分数、塔菲尔曲线以及交流阻抗来综合研究耐腐蚀性能并利用扫描电镜观察涂层表面的形貌。结果表明采取该措施可以提高涂层的交联度,在不影响8~14 μm波段红外发射率的前提下,能够改善涂层的耐腐蚀性能。     

光引发活性ATRP聚合制备纳米二氧化硅超疏水表面

利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和2-溴代异丁酰溴(BIB)对纳米二氧化硅进行改性制备了原子转移自由基聚合(ATRP)纳米活性中心,采用紫外光引发丙烯酸十二氟庚酯活性聚合接枝在纳米二氧化硅表面并沉积在玻璃基材表面制备了超疏水表面。通过热失重分析纳米活性中心的接枝率,采用水接触角研究了纳米活性中心含量和光聚合时间对超疏水性能的影响。结果表明:随着纳米二氧化硅活性中心浓度增加,工艺稳定性变好,但光聚合沉积形成超疏水表面所需的时间要长。纳米二氧化硅活性中心浓度为3.63μmol/g为最佳,经40 min光引发活性聚合后,二氧化硅表面含氟聚合物的接枝率达到34.12%,接触角达到164°,表面微纳结构致密。