水热法制备CNTs/ZnS复合材料

在低温条件下利用水热法在未加修饰的原始碳纳米管(CNTs)上包覆硫化锌(ZnS)。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试表明ZnS层连续均匀的覆盖在CNTs上,厚度约为24 nm,具有闪锌矿结构,红外光谱结果说明乙酰胺吸附在CNTs/ZnS表面,抑制了ZnS层的厚度,紫外-可见吸收光谱结果表明在220 nm,265 nm处存在紫外吸收峰。以亚甲基蓝为目标降解物,光催化实验结果表明,与ZnS、CNTs相比,CNTs/ZnS复合材料显现出更好的光催化活性。     

三维互通CNTs/Cu复合材料的制备及力学性能研究

对CuCr合金粉末固溶时效处理之后进行预烧结,得到CuCr预压块。以此预压块为基底,采用化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）工艺和放电等离子烧结（sparking plasma sintering, SPS）工艺成功制备了三维互通的碳纳米管/铜（carbon nanotubes/Cu, CNTs/Cu）复合材料。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）,拉曼光谱仪等表征碳纳米管的微观组织结构,利用微拉伸试验机测试复合材料的力学性能。研究结果表明,Cr作为催化剂,对碳纳米管的形貌影响很大,碳纳米管的质量也会对复合材料的力学性能产生影响。当Cr的质量分数为0.6%时,碳纳米管在铜基体表面均匀分布,CNTs/Cu复合材料的力学性能最佳。经SPS烧结和轧制之后,复合材料的导电率和屈服强度分别达到了82.4% IACS和349 MPa,断裂伸长率高达6.4%,这是由于CNTs的加入,起到了第二相强化的作用,提高了复合材料的力学性能。     

Zn/Al-LDH和Zn/Mo-LDH及其改性产物的制备和吸附性能

采用共沉淀法以硝酸锌、硝酸铝、氯化钼和尿素为原料,制备出锌铝水滑石(Zn/Al-LDH)和锌钼水滑石(Zn/Mo-LDH),经煅烧得到衍生复合氧化物(LDO),采用再构筑法用己二酸、辛二酸、癸二酸对其进行改性。借助X-射线衍射仪(XRD)、红外吸收光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TG)等手段对制得的样品进行了表征,并对LDH,LDO及改性LDH的吸附性能进行了研究。结果表明,Zn/Mo-LDH比Zn/AlLDH具有更短的最佳吸附时间,且能达到较大的脱色率,但Zn/Al-LDO具有最大的脱色率。     

静电组装法制备CB/CNTs导电复合材料

用表面活性剂分别对炭黑、碳纳米管进行表面修饰,并采用超声波分散仪对其进行分散处理。探讨了添加几种不同分散剂超声分散的效果。利用相反电荷相互吸引原理,将带有相反电荷的炭黑和碳纳米管,静电组装成CB/CNTs导电材料。实验结果表明：表面活性剂可使炭黑、碳纳米管表面附有相应电荷,有效分散炭黑、碳纳米管。且静电组装法制得CB/CNTs复合材料,导电性能得到良好改善。     

锌镍铁三元水滑石的制备及其对铀的吸附性能研究

用水热法成功制备了蜂窝状的锌镍铁三元水滑石(ZnNiFe-LDH),并将其用于吸附含铀废水中的铀.考察了溶液pH、吸附剂投加量、铀初始质量浓度等因素对ZnNiFe-LDH吸附U(Ⅵ)的影响,结合吸附前后材料的微观表征,探究了ZnNiFe-LDH对U(Ⅵ)作用机理.实验结果表明:当温度为25℃、pH为5、固液比为0.10...     

PS/CNTs复合材料中CNTs作用的研究

利用悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/碳纳米管复合材料.通过透射电镜观察到复合材料中CNTs包裹于PS粒子中,且PS粒子较纯PS粒子变大,并由动态光散射测试得到了证实.热重分析表明复合材料中PS最大失重速度时的温度较纯PS升高了约80℃.GPC的测定也反映出复合材料中PS的分子量较纯PS有较大幅度的提高.据此可以认为:在悬浮聚合法中,CNTs参与了PS的聚合反应,与PS形成了键合并使PS的聚合程度增加.     

高能球磨法制备CNTs增强铜基复合材料粉末

通过对高能球磨制备碳纳米管增强铜基复合粉末的基本工艺和实验参数进行了探索。如:球磨时间、球磨转速、助剂用量等方面进行了单因素实验,找出了各种实验因素对复合粉末的D50和松装密度的影响规律。     

磁性多级结构镍铝氧化物的制备及其对染料吸附性能的研究

采用离子液体辅助尿素法合成了多级结构的NiAl-LDH(水滑石), 通过焙烧处理得到花状结构的复合金属氧化物(MMO). 对所合成样品进行罗丹明B吸附实验, 结果表明焙烧产物MMO 由于自身丰富的孔结构对废水溶液中的染料吸附具有较强的吸附效果; 更重要的是通过800℃焙烧处理得到MMO 样品具有较强磁性, 这种磁性吸附剂不仅可以实现对废水中染料的高效吸附, 同时由于自身磁性, 在外加磁场的作用下易于实现吸附剂的可循环利用.      

CNTs掺杂GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的研究

将2%的碳纳米管（CNTs）掺杂到玻璃纤维（GF）增强环氧树脂（EP）复合材料中,研究了CNTs对GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的影响。将一部分CNTs进行表面酸化处理（采用HNO₃和H₂SO₄的混酸）,酸化后的CNTs采用红外光谱仪（FTIR）分析。对比研究了酸化前后的CNTs对复合材料摩擦磨损性能的影响。实验结果表明:CNTs能够有效地降低复合材料的摩擦系数并提高复合材料的磨损率,酸化后的CNTs的性能更佳。复合材料的磨损表面采用扫描电镜（SEM）观察。     

四环素和土霉素在Cu污染土壤中的吸附和解吸特征

采用间歇平衡震荡法,研究四环素和土霉素在清洁及Cu污染黑土和潮土中的吸附和解吸特征.结果表明,供试土壤对四环素和土霉素均具有很强的吸附能力.四环素在黑土和潮土中的吸附容量(K_d)值分别为4 198.83和3 741.99L·kg^-1,高于土霉素相应K_d值1 399.50和224.9 L·kg^-1.此外,2种四环素类抗生素在土壤中均存在一定的滞后性,滞后性强弱顺序为潮土中土霉素>黑土中土霉素>潮土中四环素>黑土中四环素.重金属Cu的存在会促进抗生素在土壤中的吸附,并且在黑土中对抗生素吸附促进作用强于潮土.在Cu污染土壤中四环素和土霉素的解吸同样存在一定的滞后现象.四环素在两种土壤中的滞后系数随着土壤Cu浓度的增大而逐渐减小,土霉素在潮土中的滞后系数逐渐增大,而在黑土中先增大后减小.     

CNTs/SiCp增强镁基复合材料的力学性能

采用搅拌铸造法制备碳纳米管(CNTs)和碳化硅(SiCp)增强镁材料,并对复合材料的力学性能进行测试,对其显微组织进行观察和分析,以及利用扫描电子显微镜对断口形貌进行表征.结果表明:CNTs和SiCp的加入使镁基复合材料的晶粒细化和强化,镀镍处理后的CNTs与基体有很好的相容性,显著提高复合材料的力学性能.     

碳纳米管/聚合物复合材料薄膜制备及其压阻特性研究

基于真空过滤方法获得均匀的不同厚度碳纳米管薄膜,通过与聚合物基体的润湿固化转移碳纳米管薄膜制备压阻敏感度可控的复合材料薄膜.并研究了该薄膜的压阻特性.结果表明薄膜的压阻敏感度随着初始碳纳米管悬浮液体积的减小而降低,当体积减小到一定程度时,薄膜压阻敏感度反而增加,但是线性范围减小.碳纳米管/聚合物复合材料的这种压阻特性,一方面了说明了碳纳米管与聚合物复合材料薄膜压阻效应的可控性;另一方面,也表明了通过调节压阻敏感度,该复合材料既可用作应变传感,又可以用作对变形不敏感的导电薄膜.     

剥离态镁铝类水滑石纳米片的制备及其吸附性能

针对类水滑石因层板存在较强静电作用,难以实现有效剥离这一问题,提出利用类水滑石焙烧产物的“记忆效应”实现乙酸铵对自组装镁铝类水滑石的插层预处理,再通过高温加热使层间有机组分挥发来制备剥离态镁铝类水滑石纳米片;主要考察了过程因素对剥离效果的影响,借助XRD、TEM、AFM等测试分析手段对剥离前后样品进行表征,比较研究了类水滑石剥离前后样品的吸附性能。结果表明,当镁铝类水滑石在450℃下分解为MgO和Al₂O₃后,将上述混合金属氧化物按3 g/L的投加量投入500 mL、浓度为1 mol/L的乙酸铵溶液中,搅拌剥离12 h后,在200℃下焙烧30 min后可获得剥离态镁铝类水滑石纳米片,该纳米片粒度小、分散性好,在水中可实现重组而具有类水滑石的特征衍射峰。吸附试验结果表明,未剥离类水滑石对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附去除效果,而剥离态类水滑石纳米片对Cd(Ⅱ)的吸附性能较剥离前明显提高自我评价。     

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg^·g^-1,分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、²⁺_Pb-π和Cd²⁺-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.     

TiO2/Fe2O3/CNTs磁性光催化剂的制备及可见光下降解盐酸四环素

以碳纳米管为载体支架,利用简便的化学沉积和热处理方法,将Fe2O3纳米颗粒负载在碳纳米管表面,得到磁性碳纳米管(Fe2O3/CNTs)。再利用溶胶-凝胶法包覆Ti O2纳米颗粒,制得一种新型的磁性光催化剂(Ti O2/Fe2O3/CNTs),通过SEM、TEM、XRD、VSM和UV-Vis等方法,对样品进行了一系列的表征。将其用于水体中盐酸四环素的降解,探究了p H条件、原始浓度以及光催化剂用量对降解作用的影响。结果表明,样品具有紧凑的交错多孔结构,Ti O2/Fe2O3纳米颗粒包覆在其表面。样品能对紫外-可见光产生较强吸收,光能利用率及光催化性能显著提高。在25 mg/L盐酸四环素偏酸性体系中,在1.5 mg/L催化剂用量下,光催化反应降解率可达95.1%,光催化反应符合一级反应动力学模型。此外,催化剂还具备良好的超顺磁性,易于分离回收,重复使用,有望成为一种经济,环保,高效,可循环的四环素降解材料。     

Cu/Zr/SBA-15的制备及其对水中四环素的吸附性能

为高效去除废水中残留的四环素,通过水热合成法制备了Cu、Zr掺杂的SBA-15介孔分子筛Cu/SBA-15、Zr/SBA-15和Cu/Zr/SBA-15.通过XRD、FT-IR、SEM等对样品进行表征,并进行N₂吸附-脱附实验.结果表明,3种分子筛样品均具有孔道均一的介孔结构,活性组分Cu、Zr在Cu/Zr/SBA-15上分散均匀.3种样品中,Cu/Zr/SBA-15对四环素的吸附性能最佳,主要是因为Cu(Ⅱ)和四环素分子上供电子基团的配位作用以及Zr(Ⅳ)产生的路易斯酸与供电子基团的酸碱吸附作用.通过Langmuir模型对吸附平衡数据拟合,20, 30, 40℃时Cu/Zr/SBA-15对四环素的饱和吸附量分别为127.9, 160.4, 185.3 mg·g^-1.Cu/Zr/SBA-15吸附四环素的过程符合拟二级动力学模型,吸附速率快,稳定性较好.     

铸造方法制备铸钢/碳纳米管复合材料

使用铸造技术制备了碳纳米管铸钢复合材料.将碳纳米管与铝粉球磨混合,冷压成饼状预制块.将钢水浇注在粉碎成颗粒度为2mm的预制块粉末上,制得样品.拉伸试验结果表明碳纳米管添加量为0.1％的复合材料样品拉伸强度较未添加碳管的铸钢试样提高11％.复合材料使用扫描电镜观察样品断口,发现碳纳米管存在,显示碳纳米管被成功加入到钢基体中.     

含不饱和官能团MgAl-LDH/EPDM复合材料的制备及力学性能

分别用十二烷基硫酸钠(SDS)、十一烯酸(UA)、油酸(OA)作为插层剂,通过离子交换反应制备有机层状双氢氧化物(OLDHs),并采用熔融共混法制备OLDHs/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料.通过橡胶加工分析仪对复合材料进行表征,研究了其力学性能.结果表明,不饱和官能团碳碳双键的引入,特别是不饱和官能团在插层剂碳链末端时,有利于OLDHs在硫化过程中形成自由基与基体发生化学交联反应,对复合材料的邵氏A硬度、拉伸强度和伸长模量提高更加明显.     

溶解性有机质-四环素-Zn共存体系中土壤对四环素和Zn的吸附作用

以畜禽粪便中的典型组分——溶解性有机质、四环素和锌作为研究对象,以东北典型黑土为供试土壤,采用批次实验法,研究了溶解性有机质、四环素和锌三元混合体系中土壤对四环素和锌的吸附作用。结果表明,土壤对四环素的吸附符合Freundlich吸附模型,土壤对Zn的吸附既符合Langmuir吸附模型,也符合Freundlich吸附模型;四环素和锌之间存在着相互促进吸附的作用;溶解性有机质抑制了四环素在土壤上的吸附,促进了Zn在土壤上的吸附;在溶解性有机质-四环素-Zn混合体系中,四环素和溶解性有机质共存促进了Zn的吸附;而对于四环素的吸附,溶解性有机质和Zn的共存可以表现为促进作用,也可以表现为抑制作用,二者的相对浓度是决定其作用的关键因素。