长玻纤母料增强聚丙烯研究

长玻纤增强聚丙烯复合材料被称为热塑性玻璃钢,由于具有较好的力学性能、成型工艺容易控制、易回收利用等特点,已经成为传统玻璃钢的替代产品。本文以聚丙烯作为基体,长玻纤母料作为增强相,加入相容剂以及其它助剂,制备可回收利用、满足环保要求的绿色复合材料,并对其拉伸、弯曲性能进行测试,进而得出长玻纤母料对聚丙烯的增强作用。研究结果表明:长玻纤母料与聚丙烯具有很好的相容性,能够错落有致地分布于聚丙烯基体中,达到很好的增强效果。     

《化学研究》2012年第23卷1～6期总目次

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累积轧制Ti／AI复合材料的微观结构演变和力学性能研究

用累积轧制法成功制备了平均晶粒尺寸为200--300nm的超细等轴晶Ti／A1多层复合材料．研究了Ti／A1多层复合材料的微结构变化和力学性能．     

板结构计算模型的新发展

现代复合材料层合板具有高强和轻型的突出优点，从而在军工和民用等诸多领域发挥着重要作用。这种板结构的特点是随着纤维走向的不同，层间材料的物理-力学特性发生剧烈变化。沿板厚方向变形的梯度比较陡峭，并在层间结合面处发生强不连续，呈现zig-zag （锯齿状）现象。这导致横向剪应变在板的静态和动态响应中发生重要作用，不计横向变形的经典组合板计算模型CLPT难以适应现代多层板计算分析的需要。考虑横向剪切变形影响的板的计算模型得到重视和发展。需要指出，现有各种考虑剪切变形影响的计算模型虽然有了很大的发展，但在全面和准确性上仍然存在一定的不足，难以适应现代多层组合板横向力和物理性能多变的情况。模型预测的沿板厚方向位移和应力的变化规律难以通过严格的检验。本文提出的以比例边界有限元为基础的正交各向异性板的数值计算模型，同时可适用于各种薄板与厚板的分析，对现代复合材料层合板的分析具有特殊的优越性。所得到的板的位移、正应力和剪应力沿板厚方向的变化，与三维弹性理论的标准解高度吻合。数值算例进一步表明，随着层间纤维走向的变化，板内位移场和应力场沿板厚方向剧烈变化所呈现的锯齿现象均可以精准地进行模拟。据此，本文建议方法对现代板分析的广泛适应性和高度准确性得到了充分论证。     

石墨烯基复合材料应用于光电二氧化碳还原的基本原理，研究进展和发展前景

In response to aggravated fossil resources consuming and greenhouse effect, CO₂ reduction has become a globally important scientific issue because this method can be used to produce value-added feedstock for application in alternative energy supply. Photoelectrocatalysis, achieved by combining optical energy and external electrical bias, is a feasible and promising system for CO₂ reduction. In particular, applying graphene in tuning photoelectrochemical CO₂ reduction has aroused considerable attention because graphene is advantageous for enhancing CO₂ adsorption, facilitating electrons transfer, and thus optimizing the performance of graphene-based composite electrodes. In this review, we elaborate the fundamental principle, basic preparation methods, and recent progress in developing a variety of graphene-based composite electrodes for photoelectrochemical reduction of CO₂ into solar fuels and chemicals. We also present a perspective on the opportunities and challenges for future research in this booming area and highlight the potential evolution strategies for advancing the research on photoelectrochemical CO₂ reduction.     

功能化离子液体液化木粉及其酚醛复合材料

合成了氯代1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体[He MIM]Cl、溴代1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[Ae MIM]Br和氯代1-羧乙基-3-甲基咪唑离子液体[Ce MIM]Cl 3种功能化咪唑离子液体,并分别进行了红外与氢核磁结构表征.然后用3种离子液体液化木粉,液化3 h后向体系直接加入苯酚、甲醛和氢氧化钠,制备酚醛复合材料,并采用FTIR、XRD、DSC和SEM对酚醛复合材料进行结构、性能与形貌测试,研究离子液体种类对木粉液化率及酚醛树脂性能的影响.结果表明,离子液体及其液化木粉产物制备的酚醛复合材料性能得到明显改善.[Ce MIM]Cl液化效果最好,90℃液化率高达24.6%,当[Ce MIM]Cl与木粉质量比为10∶1时,制备的酚醛复合材料的游离醛释放量由原来的3.64%降低到0.92%.离子液体[Ae MIM]Br能将酚醛复合材料的冲击强度由原来的0.93 k J/m2提高到6.96 k J/m2,而[Ae MIM]Br及其液化的木粉产物制备的酚醛复合材料拉伸强度从原来的3.28 MPa提高到9.70 MPa.     

半导体纳米复合材料的制备及其光电催化CO2还原

本实验通过模拟植物光合作用,设计制备了新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni BiVO4/FTO,用电化学沉积法制备了泡沫镍负载的ZnO纳米棒光电阴极和BiVO4光电阳极,以0.1 mol·L^−1 KHCO3水溶液作为电解质,1 mmol·L^−1曙红Y为光敏剂,在−0.6 V硅太阳电池的电压下光电催化还原CO2得到了乙醇、乙酸和甲醇,总产率22.5μmol·L^−1·h^−1·cm^−2。实现了将太阳能贮存为化学能并减少了空气中的CO2,加深了学生对绿色化学和植物Calvin循环机理的理解。     

MODELING CONTACTS OF IONIC POLYMER METAL COMPOSITES BASED TACTILE SENSORS

We report the first attempt to model the contacts of an ionic polymer metal composite（IPMC） based tactile sensor. The tactile sensor comprises an IPMC actuator, an IPMC sensor and the target to be detected. The system makes use of multiple contacts to work： the actuator comes into contact with the sensor and pushes the movement of sensor; the contact between the sensor and the object detects the existence and the stiffness of the target. We integrate modeling of various physical processes involved in IPMC devices to form a simulation scheme. An iteration and optimization strategy is also described to correlate the experimental and simulation results of an IPMC bending actuator to identify the two key parameters used in electromechanical transduction. Modeling the multiple contacts will aid the design and optimization of such IPMC based soft robotics.     

纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料制备与表征

采用反相微乳法在庚烷/琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)/水体系中成功制备出纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)对复合材料进行了结构表征和形貌观察。结果表明,UV-Vis光谱吸收峰在325 nm和360 nm,表现出纳米粒子明显的量子尺寸效应;TEM照片显示纳米CdS粒径分布较窄,均匀分散在PVK中。XRD分析表明,CdS纳米颗粒已经形成。PL结果显示:产物的荧光发射光谱峰波长在375 nm和520 nm。