柔性OLED用高耐热聚酰亚胺薄膜的制备与性能

聚酰亚胺(PI)薄膜作为柔性有机发光显示(OLED)基板材料应用时, 需要满足玻璃化转变温度(T_g)大于450 ℃和热膨胀系数(CTE)在0~5×10^-6 K^-1之间. 为了提高PI薄膜的热性能, 本文合成了2,7-占吨酮二胺 (2,7-DAX), 并将其与均苯四甲酸二酐(PMDA)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(BOA)共聚制备了一系列新型PI薄膜. 研究了PI薄膜的聚集态结构、 耐热性能、 尺寸稳定性和力学性能. 结果表明, 占吨酮结构和苯并噁唑结构提高了PI分子链的刚性与线性, 使分子链在平面内紧密堆积与取向, 制备的PI薄膜综合性能优异, 玻璃化转变温度高于408 ℃, CTE在-5.0×10^-6~8.1×10^-6 K^-1之间, 拉伸强度大于140 MPa, 拉伸模量大于4.2 GPa, 断裂伸长率为7.1%~20%, 5%热失重分解温度(T_5%)在601~624 ℃之间. 其中, PI-50和PI-60薄膜具有超高玻璃化转变温度和超低热膨胀系数, T_g高于450 ℃, CTE分别为2.1×10^-6 K^-1和1.6×10^-6 K^-1. 制备的系列PI薄膜作为柔性OLED基板材料有潜在应用前景.     

汽油活性炭基脱硫吸附剂的制备与评价

以250℃温度下浓硫酸改性后的活性炭为载体,采用浸渍法制备了以MnO₂为活性组分的活性炭基的汽油脱硫吸附剂MnO₂/AC,考察了吸附剂的制备条件及脱硫条件对脱硫效果的影响。研究结果表明,适宜的吸附剂制备条件为,以Mn(NO₃)₂为活性组分前驱物,Mn(NO)₂浸渍液浓度0.15mol/L、常温下浸渍24h、焙烧温度350℃、焙烧时间2h。该吸附剂在静态吸附温度120℃、吸附时间2h、剂油质量比0.10的条件下可使原料油硫的质量分数从628.6×10^-6降至221.5×10^-6,脱硫率达到64.8%;在动态吸附温度60℃、空速1.76h^-1的条件下,初始流出汽油硫的质量分数降至21.8×10^-6,初始脱硫率达到96.5%。     

含炔丙基苯基醚磷酰胺改性氰酸酯树脂的制备与性能

由对氨基苯基炔丙基醚(appe)与苯膦酰二氯(BPOD)合成了N,N’-二(4-炔丙氧基苯基)-苯基膦酰胺(DPPPA),用核磁共振谱(NMR)和红外光谱(FT-IR)表征了其分子结构。将DPPPA分别与双酚A型二氰酸酯(BADCy)和双酚E型二氰酸酯(BEDCy)在溶液中混合均匀后制备了两种改性氰酸酯(BADCy/DPPPA和BEDCy/DPPPA),对这两种改性氰酸酯的热性能、极限氧指数(LOI)和力学性能等进行了研究。结果表明:DPPPA可明显降低两种氰酸酯的起始固化温度和峰值温度,BADCy/DPPPA和BEDCy/DPPPA的固化物在空气中800℃保留率分别由纯氰酸酯的0增加至33%和26%,极限氧指数达39.7%和35.4%,冲击强度分别为11 kJ/m~2和14 kJ/m~2,但玻璃化转变温度(T_g)分别降低了19℃和24℃。BADCy/DPPPA浇铸体的弯曲强度和拉伸强度分别为123 MPa和45 MPa,高于BEDCy/DPPPA的相应值。DPPPA改性氰酸酯树脂的吸水率有所降低。     

含酰胺结构超低膨胀聚酰亚胺薄膜的热膨胀行为

采用联苯二酐与3种含酰胺结构二胺制备了具有不同取代基团的聚酰胺-酰亚胺薄膜, 考察了酰胺结构对薄膜力学、 耐热及尺寸稳定性的影响, 研究了聚集态结构与薄膜热膨胀行为的关系和规律. 该系列薄膜具有超高强度和优异的耐热性能, 拉伸强度高达280.5 MPa, 玻璃化转变温度在389~409 ℃, 并在30~300 ℃温度范围内表现出超低负膨胀, 热膨胀系数(CTE, ppm/℃, 即10 ⁶ cm·cm ^-1·℃ ^-1)在-3.05~-1.74 ppm/℃之间. 聚集态分析结果表明, 酰胺结构使分子链间形成了强氢键相互作用, 分子链在薄膜面内方向高度有序取向, 并在膜厚方向堆积更为紧密, 使薄膜表现出热收缩现象. 通过不同体积大小的取代基团进一步调控分子链间相互作用及排列堆积, 可实现薄膜在高温下近乎零尺寸形变, 为设计制备超低膨胀聚合物基板材料提供了新思路.     

无机质子导体SnP2O7及其复合膜

合成了无机质子导体SnP₂O₇,测定了其从室温到250 ℃不加湿条件下的电导率,170 ℃时,SnP₂O₇的电导率最高为0.053 S/cm。通过溶液浇铸法,分别制备了SnP₂O₇与聚偏氟乙烯 (PVDF) 及磺化聚醚醚酮 (SPEEK) 的复合膜。210 ℃时,SnP₂O₇质量分数为60%的SnP₂O₇/PVDF和SnP₂O₇/SPEEK复合膜的电导率分别为9.2×10^-5 S/cm及9.3×10^-5 S/cm。对SnP₂O₇及其复合膜的质子传导机理,进行了初步探讨。测定了复合膜的机械强度,130 ℃时SnP₂O₇/PVDF的断裂拉伸强度明显优于SnP₂O₇/SPEEK复合膜。     

中空多壳层TiO2填充对环氧树脂复合材料力学性能的影响

为改善环氧树脂(EP)材料的力学性能, 采用次序模板法合成了TiO₂中空多壳层结构(HoMS)材料, 利用偶联剂对获得的TiO₂ HoMSs进行接枝改性后填充到EP中, 制备了TiO₂ HoMSs/EP复合材料; 并与单壳层TiO₂中空结构进行比较, 研究了壳层数和偶联剂改性对复合材料力学性能的影响规律. 结果表明, 随着壳层数的增加, 复合材料的力学性能增强, 并且偶联剂改性的TiO₂ HoMSs可进一步提高复合材料的力学性能. 在该体系中, 经硅烷偶联剂KH-560改性后的三壳层TiO₂ HoMSs(3S-TiO₂ HoMSs)/EP复合材料的拉伸强度、 断裂伸长率和冲击强度可分别达到71.66 MPa, 7.4%和35.81 kJ/m². 扫描电子显微镜(SEM)断面形貌表征结果显示, 相较于纯EP材料, TiO₂ HoMSs/EP复合材料的断面更加粗糙, 说明TiO₂ HoMSs材料起到了吸收外界应力和阻碍裂纹扩展的作用, 提高了复合材料的韧性, 提升了复合材料的冲击性能.     

Pt掺杂Ni/NiAlOx催化菲加氢饱和反应性能研究

本研究选取菲为模型化合物,以强化芳烃吸附为目标,采用等体积浸渍法制备了系列Pt-Ni/NiAlO_x催化剂,系统考察了Pt掺杂量对催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响。结果表明,当反应温度300℃、氢气压力5 MPa、重时空速52 h^-1时,相比Ni/NiAlO_x催化剂,掺杂0.5%Pt的0.5Pt-Ni/NiAlO_x催化剂上全氢菲选择性在反应8 h后由40%提升至67%,且表观反应速率和转化频率分别由1.53×10^-3 mol·kg^-1·s^-1和14.64×10^-3s^-1提升至1.81×10^-3mol·kg^-1·s^-1和22.16×10^-3s^-1。这主要归因于金属Pt适宜的掺杂量提高了金属Ni缺电子结构的稳定性,促进芳烃吸附,提升了菲加氢饱和性能。     

灵芝菌丝体多糖的化学组成和溶液性质

用磷酸盐缓冲液在80℃时从灵芝菌丝体中提取出多糖-蛋白质缀合物LM-A.成分分析表明,GLM-A主要由葡萄糖组成,蛋白质含量为13%.GLM-A在1∶1水稀释的饱和镉乙二胺溶液中30℃时的特性粘数[η]和均方根旋转半径〈S²〉^1/2的分子量依赖关系分别为[η]=5.1×10^-2M_w^0.06(cm³·g^-1)和〈S²〉^1/2=3.9×10^-2M_w^0.50(nm).按照Yamakawa-Fujii-Yoshizaki蠕虫状圆筒模型的粘度理论和Bohdanecky表达式,求得GLM-A的分子参数为:单位围长摩尔质量M_L=(530±10)nm^-1,持久长度q=(2.8±0.2)nm.链直径d=0.75nm.实验结果表明,GLM-A在该溶液中为无规线团构象.     

八面体二氧化铈负载金纳米粒子的电化学传感器检测邻氨基苯酚

采用原位生长法制备了八面体二氧化铈(Ce O₂)负载金纳米粒子(Au NPs)复合材料Au NPs@Ce O₂,用扫描电镜及能量色散X射线光谱仪对复合材料进行形貌表征与元素分析。利用此复合材料修饰玻碳电极,构筑了一种邻氨基苯酚电化学传感器。Ce O₂性质稳定,其八面体结构提供了较大的比表面积,Au NPs具备极佳的导电性,二者复合协同发挥良好的电催化能力。研究发现,Au NPs@Ce O₂复合材料修饰电极对邻氨基苯酚表现出较高的检测灵敏度,在优化实验条件下,邻氨基苯酚浓度与氧化峰电流成正比,在1.00×10^-7～3.38×10^-5 mol/L浓度范围内呈现2段较好的线性关系,线性回归方程分别为I₁(A)=3.29×10^-2c(mol/L)+1.08×10^-8 (R=0.9967)和I₂(A)=1.32×10^-2c(mol/L)+1.22×10     

磺化纤维素纳米纤维多孔膜支撑的高通量纳滤膜的制备及脱盐性能

以细菌纤维素为原材料, 先后通过NaIO₄和NaHSO₃氧化还原反应制备了表面部分磺酸化的细菌纤维素(SBC)纳米纤维. 利用SBC纳米纤维多孔膜替代传统的超滤膜作为支撑底膜, 结合界面聚合反应调控制得复合纳滤膜, 并对其纳滤性能进行研究. 结果表明, 制备得到了对Na₂SO₄和MgSO₄具有高截留率(>96%)和超高分离通量(>320 L·m ^-2·h ^-1·MPa ^-1)的新型纳滤膜.     

不同锂盐对超支化/梳状复合型聚合物电解质的性能影响研究

利用PVA侧链上的羟基的化学活性, 采用超支化聚胺-酯对改性纳米SiO₂和PVA接枝改性, 并加入不同锂盐,制备了SiO₂-g-HBPAE/PVA-g-HBPAE超支化/梳状复合型聚合物电解质, 利用SEM观察了纳米粒子在基体中的分散情况, 采用DSC、拉伸实验以及介电谱研究了锂盐种类及添加量对复合体系性能的影响. 结果表明, 超支化接枝改善了SiO₂和基体的界面相容性; 磺酸类锂盐在复合材料中表现出自增塑现象, 材料的玻璃化转变温度(T_g)大幅度下降; LiClO₄在基体中的离解能力强于LiCF₃SO₃和 LiN(SO₃CF₃)₂; 当LiCF₃SO₃添加量为20 %(by mass, 下文同)时, 聚合物电解质的室温电导率达到最大值2.58×10^-6 S•cm^-1.     

用季铵盐定域体制备高碘酸根离子电极的研究

实验比较了若干种长链季铵盐制备高碘酸根离子电极,以十六烷基三辛基高碘酸季铵盐(HTOA-IO₄)制备的PVC膜电极性能较佳,能斯特响应区间为1.0×10^-1-6.3×10^-8M,检测下限1.0×10^-8M,工作pH范围2.5-7.5,高碘酸在溶液中存在复杂平衡,依据pH-电位曲线,认为电极响应的Ⅰ(ⅥI)离子的主要形态为IO₄^-,据此用电位法测试了H₅IO₆的酸离解常数:K₁=5.70×10^-4,K₂=1.97×10^-7,与文献值相符,测试了不同离子的电位选择性系数。     

还原氧化石墨烯/TiO2复合材料在钠离子电池中的电化学性能

二氧化钛(TiO₂)作为有前景的钠离子电池负极材料, 具有良好的循环稳定性, 但由于其导电率较低, 而导致容量和倍率性能不佳限制了其实际应用. 本文采用喷雾干燥技术制备了氧化石墨烯/纳米TiO₂复合材料(GO/TiO₂), 通过热处理获得还原氧化石墨烯/TiO₂复合材料(RGO/TiO₂). 电化学测试结果表明, 还原氧化石墨烯改性的RGO/TiO₂复合材料的电化学性能得到显著提升, RGO含量为4.0%(w)的RGO/TiO₂复合材料在各种电流密度下的可逆容量分别为183.7 mAh·g^-1 (20 mA·g^-1), 153.7 mAh·g^-1 (100 mA·g^-1)和114.4 mAh·g^-1 (600mA·g^-1), 而纯TiO₂的比容量仅为93.6 mAh·g^-1 (20 mA·g^-1), 69.6 mAh·g^-1 (100 mA·g^-1)和26.5 mAh·g^-1 (600mA·g^-1). 4.0%(w) RGO/TiO₂复合材料体现了良好的循环稳定性, 在100 mA·g^-1电流密度下充放电循环350个周期后, 比容量仍然保持146.7 mAh·g^-1. 同等条件下, 纯TiO₂电极比容量只有68.8 mAh·g^-1. RGO包覆改性极大提高了TiO₂在钠离子电池中的电化学嵌钠/脱钠性能. RGO包覆改性技术在改进钠离子电池材料性能中将有很好的应用前景.     

锂在嵌入物LixTio2中的扩散行为

本文利用电化学方法测定了薄膜电极Li_xTiO₂中锂离子的化学扩散系数,室温下其数量级为10^-11～10^-12cm²·S^-1(x=0.10～0.20)。通过₄-T关系,测得其扩散激活能E≈0.59eV,频率因子₀≈O.54cm²·s^-1.故其一般式可表为:₄=O.54exp(-6785/T)cm²·s^-1(t=15～50℃).利用D₄值和库仑滴定曲线测得了Li⁺在Li_xTiO₂薄膜电极中的迁移率和电导率分别为10^-10cm²·V^-1·s^-1和10^-7～10^-8Ω^-1·cm^-1数量级。比较了Li_xTiO₂体系与其他锂嵌入物的₄值,发现其与隧道化合物Li_xWO₃的₄值相近,而比层状化合物Li_xTiS₂的₄值小3～4个数量级。D₄值较大的嵌入物在作为锂电池的正极时,可以经受较大的充放电流。     

氮掺杂碳磷锂离子电池复合负极材料的制备及电化学性能

以商业化的活性碳作为碳基体, 三聚氰胺作为氮源, 采用沉积法合成了N掺杂的碳磷复合材料. 材料的物性表征和电化学测试结果表明, 磷纳米球形颗粒均匀分散在氮掺杂的活性碳上, 有效增加了与电解液的接触面积, 同时P—C键的存在能稳定材料的结构, 当三聚氰胺的添加量为10%(质量分数)时, 氮掺杂的碳磷复合材料在室温及0.1C倍率首次充电比容量为2282.2 mA·h·g ^-1, 循环100次后充电比容量保持率为92.5%, 在5C倍率下首次充电比容量达到624.6 mA·h·g ^-1. 该复合材料在-10 ℃, 0.1C倍率下充电比容量为1128.2 mA·h·g ^-1, 在55 ℃, 0.1C倍率下首次充电比容量达到2060.5 mA·h·g ^-1, 表现出较好的电化学性能.     

SIFSIX-3-Ni膜的制备及氢气分离性质

利用(NH₄)₂SiF₆修饰大孔玻璃基底后, 在溶剂热条件下制备了SIFSIX-3-Ni膜, 并研究了温度和浓度对制备SIFSIX-3-Ni膜的影响. 能谱分析(XPS)结果表明大孔玻璃表面引入了氟元素. SIFSIX-3-Ni膜的粉末X射线衍射(PXRD)峰位置和模拟结果一致, 表明成功制备出SIFSIX-3-Ni膜. 从扫描电子显微镜(SEM)照片中观察到膜连续均匀, 厚度约为20 μm. 热重分析(TGA)结果表明, 活化前的膜没有客体分子. 单组分测试结果表明, 膜的H₂, CO₂和N₂渗透量分别为6.83×10 ^-6, 7.42×10 ^-7和8.89×10 ^-7 mol·m ^-2·s ^-1·Pa ^-1, H₂/CO₂和H₂/N₂的理想分离比分别为9.20和7.68. 在连续测试5 h后, H₂, CO₂和N₂渗透量基本保持不变, 表明SIFSIX-3-Ni膜具有很好的稳定性.     

纳米Al_2O_3改性双酚A型环氧丙烯酸酯的制备与性能研究

选用硅烷偶联剂KH570对纳米Al_2O_3进行表面改性处理,并用改性后的Al_2O_3对双酚A环氧丙烯酸酯进行复合改性,研究了纳米Al_2O_3含量(1%(wt)~5%(wt))对树脂性能的影响。结果表明:改性纳米Al_2O_3质量分数为5%时的复合材料的体积收缩率最小,为6.48%;粒子质量分数为2%时,树脂的凝胶率最大,为88.3%;热失重测试结果表明,改性纳米Al_2O_3提高了树脂的热稳定性;拉伸性能显示,随着改性纳米Al_2O_3质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先升高后下降,当改性纳米Al_2O_3质量分数为3%时,复合树脂拉伸强度最大,为34.74MPa,与未改性树脂相比,拉伸强度提高了108.27%。本文所制备的改性光敏树脂可适用于3D打印环境。     

C/g-C3N4/MoS2复合材料的制备及光催化性能

首先以尿素和葡萄糖为前驱体,通过热缩合方法制备了C/g-C₃N₄,然后利用溶剂热法合成C/g-C₃N₄/MoS₂三元复合材料。通过不同的手段对其进行了表征,结果表明,与C/g-C₃N₄相比,该三元复合材料不仅具有更强的光吸收性能和更大的表面积,而且更有利于电子的转移。同时对其可见光催化降解甲基橙性能进行研究,结果发现,C/g-C₃N₄/MoS₂-2.0%复合材料(含有质量分数为2.0%的MoS₂)表现出最高的反应速率常数(0.0086 min^-1),分别为g-C₃N₄/MoS₂-2.0%(0.0015 min^-1)和C/g-C₃N₄(0.0036min^-1)的5.7倍和2.3倍。     

聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性

将低密度聚乙烯(LDPE)、氧化铝(Al₂O₃)和纳米二氧化硅(SiO₂)进行熔融共混,再通过电子束辐照对得到的材料进行改性,得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料(PE-Al-Si)。 当纳米SiO₂的质量分数为1%,电子束辐照剂量为120 kGy时,与不含SiO₂的复合材料(PE-Al)相比,PE-Al-Si的导热系数达到了0.759 W/(m·K),提高了22%。 另外,PE-Al-Si的拉伸强度比PE-Al提高了17%。 证明SiO₂不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。     

Sn-Cl共掺杂的锂离子正极材料Li2MnO3的结构及电化学性能研究

以乙酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶的方法制备富锂阴极材料Li₂MnO₃,选用草酸亚锡(SnC₂O₄)为锡源,用Sn ⁴⁺代替Mn ⁴⁺,获得不同掺杂量的材料. 适当含量的Sn ⁴⁺掺杂可以提高材料的放电比容量,在低电流下获得256.3 mAh·g ^-1的高放电比容量,但由于Sn ⁴⁺离子半径过大,不能起到稳定结构的作用,材料的倍率性能较差. 在此基础上,选用氯化亚锡(SnCl₂)进行掺杂改性,在材料中同时引入Sn ⁴⁺和Cl ^-掺杂,获得了层状结构更完整的粉末样品. 通过共掺杂改性的阴极材料可以在20 mA·g ^-1的电流密度,经过80圈的循环仍然保持153 mAh·g ^-1的放电比容量,且此时还未出现衰减现象,库仑效率保持在96%以上;在400 mA·g ^-1的电流密度下提供的比容量可高达116 mAh·g ^-1,是未掺杂样品的2倍左右.