丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得.但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展.因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P...     

有机元素分析仪测定丙烯腈-衣康酸共聚物中衣康酸的含量

建立有机元素分析仪测定丙烯腈-衣康酸共聚物中衣康酸含量的方法。采用二甲基甲酰胺溶解、甲醇沉降纯化和灼烧的方法验证了样品纯度,用有机元素分析仪测定样品中氧的含量,通过计算氧含量得到了衣康酸的含量。采用苯甲酸建立标准工作曲线,氧的质量在30~1570μg范围内与响应信号成良好的线性关系,线性相关系数为0.999,测定结果的相对标准偏差为1.9%(n=6),加标回收率为99.1%~100.5%。该方法简单快速,准确度和精密度高,适合丙烯腈-衣康酸共聚物中衣康酸含量的快速测定。     

差示扫描量热法研究丙烯腈-衣康酸共聚物的热稳定化

应用差示扫描量热法(DSC)研究了衣康酸(IA)、气氛、升温速率对丙烯腈-衣康酸共聚物[P(AN-IA)]热稳定化的影响. IA能够显著降低放热峰起始温度、放热量和放热速率. P(AN-IA)共聚物的放热峰起始温度受气氛影响不大, 却随着IA含量的增加而明显降低, 表明在热稳定化过程中它可能首先以离子机理发生氰基环化反应, 再发生氧化反应. 提高升温速率会导致放热峰向高温偏移和放热速率加快. 采用Kissinger法计算了不同IA含量共聚物的热稳定化活化能, 结果表明IA可以有效降低活化能.     

丙烯腈-衣康酸共聚物稀溶液的粘度行为

采用乌氏粘度计研究了丙烯腈-衣康酸共聚物稀溶液的粘度行为,探讨了羧基含量对聚丙烯腈稀溶液偏离Huggins方程的异常行为的影响.结果表明:随着羧基含量增加,溶液粘度偏离Huggins方程越严重,要准确测定聚丙烯腈树脂的分子量,必需适当提高其溶液浓度,避开偏离区域.     

磷酸活化粘胶基活性炭纤维的碳化活化机理

采用热重分析仪、红外光谱仪、X－射线衍射仪、核磁共振仪、X－射线光电子能谱仪及吸附仪等手段对磷酸浸渍粘胶纤维的碳化活性过程进行研究,实验结果表明：磷酸促进纤维素脱水,加上磷酸的阻及交联作用降低了纤维的大量裂解和碎片的逸散,使纤维的碳残留率提高。纤维素与浸渍的磷酸部分生成磷酸酯键,但它们在160℃以上逐渐分解。纤维上残留少量偏磷酸类化合物。同时纤维素基体脱水生成羰基和共轭双键,之后不断芳构化堆叠成为类石墨微晶。磷酸致孔的机理主要是磷酸珠粒的阻碍造成类石墨微晶发展不完善,堆叠时发生扭曲或形成缺陷。磷与纤维分子的酯化对微孔的生成有影响。     

衣康酸-天冬氨酸-苯乙烯磺酸钠三元共聚物合成及阻垢性能研究

以衣康酸(IA)、天冬氨酸(ASP)及苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成了IA-ASP-SSS三元共聚物,并对产物结构进行红外表征。探讨单体配比、引发剂用量、聚合温度、反应时间对共聚物阻垢性能的影响,通过正交实验和单因素实验确定最佳合成条件。采用静态阻垢法考察阻垢剂用量、钙离子浓度对阻垢性能的影响。结果表明：共聚单体的物质的量比(nASP:nIA:nSSS)为1:1:0.1、引发剂用量为单体总质量的9%、反应温度85℃且反应时间3h时,合成的IA-ASP-SSS共聚物对碳酸钙、磷酸钙及硫酸钙的阻垢率皆在95%以上,且此共聚物阻垢剂适用于高硬度水环境。     

含吡咯烷酮基的衣康酸酯聚合物及其水凝胶的热响应性

含吡咯烷酮基的衣康酸酯聚合物及其水凝胶的热响应性潘怀忠阎雁唐莉吴志强李福绵（北京大学化学学院北京１００８７１）关键词衣康酸 １ （２ Ｎ （２ 吡咯烷酮） 乙）酯 ４ 甲酯，温敏水凝胶，转变温度，溶胀比近年来，对智能型水凝胶方面的研究已成为功能高分...     

镍基碳纳米纤维无酶葡萄糖电化学传感器的研究

以静电纺丝制得Ni和NiMoO4纳米棒掺杂的聚乙烯醇(PVA)碳纳米纤维(CNF),以此两种碳纳米纤维为前驱体,分别进行高温碳化,制备了Ni-CNF和Ni-Mo2 C-CNF复合材料.对所制备材料的组成和形貌进行了表征,探究了两种材料对葡萄糖的直接电催化性能,结果表明,Ni-CNF和Ni-Mo2 C-CNF对葡萄糖均表...     

碳包覆纳米SnO2中空纤维的制备及电容性能

采用同轴静电纺丝法制备了碳包覆纳米SnO₂中空纤维超级电容器电极材料.利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积分析仪(BET)对材料进行表征.结果表明,纤维呈现中空形貌,平均直径为1 μm; SnO₂颗粒均匀分布于碳壳结构中,平均粒径为3-15 nm.材料的比表面积为565 m²·g^-1.在三电极体系中,当电流密度为0.25 A·g^-1时,电极材料的比容量达397.5 F·g^-1;在1.0A·g^-1电流密度下,充放电循环3000次后比容量仍保持为初始值的88%.在对称型双电极体系中,电流密度为0.25 A·g^-1时,电极材料的比容量达162.0 F·g^-1,在1.0 A·g^-1电流密度下,充放电循环3000次后比容量仍保持为初始值的84%.     

α′-乙酰基-α-噻吩基苯乙炔六羰基二钴和α′-乙酰基-α-噻吩基-P-乙酰基苯乙炔六羰基二钴的合成及结构

本文研究了α-噻吩基苯乙炔六羰基二钴同乙酰氯的傅氏酰化反应,证明噻吩核较苯核有更强的亲电酰化活性,而苯核又较乙酰化的噻吩核有更强的亲电酰化活性;通过酰化反应合成了两个新钴碳簇合物,即α′-乙酰基-α-噻吩基苯乙炔六羰基二钴Ⅰ和α′-乙酰基-α-噻吩基-P-乙酰基苯乙炔六羰基二钴Ⅱ。除用碳氢分析、IR和~1HNMR推得Ⅰ和Ⅱ的结构外,还测得Ⅱ的单晶结构。Ⅱ晶体属单斜晶系,空间群为PZ_1╱n,晶胞参数a=8.037(2),b=16.347(3),c=17.823(2),β=102.68(2)°,D_c=1.61g·cm~(-3),Z=4。最终偏离因子R=0.040。     

1,3-二烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷/苯乙烯共聚物的合成及其热性能

有机硅聚合物具有柔软、耐热、耐水、抗生物污染等优点,若在聚合物中引入其它官能团,可进一步改善其性能,扩大应用领域,如:气体分离膜[1,2]、耐紫外线及X-射线材料[3]、半导体材料[4]、药物载体[5]、液晶材料[6]、阻燃材料[7]等.特别是含硅烷基苯乙烯衍生物系列的聚合物,其膜适用于氧等气体的分离,近来出现许多研究报道[1,2,8,9].     

聚碳硅烷纤维的热交联研究

在无氧的情况下对PCS纤维进行热交联时 ,发现在热交联前纤维必须有一个最低的预氧化程度 ,然后通过PCS纤维自身热交联实现预氧化 ,这样可降低纤维 1 3的氧含量 ,制备性能优良的SiC纤维 .研究了低预氧化PCS纤维热交联反应的机理 ,并对引入氧在热交联中所起的作用进行了分析 .研究结果表明 ,PCS纤维能够进行热交联处理所需的最低预氧化程度为纤维氧增重 9% ;热交联的过程主要是消耗了PCS中的SiH键 ,生成SiCH2 Si键 ,形成分子间交联 ;引入的少量氧预氧化时生成SiOH键 ,热交联中发生脱水反应生成SiOSi键 ,在纤维表层形成保护层 ,保证了纤维的热交联顺利进行     

半碳化粘胶基阳离子交换纤维(SCVCIEF)的制备及反应机理的研究

本工作首次研究将接枝聚苯乙烯的棉粘胶纤维、未接枝的棉粘胶纤维及甘蔗渣粘胶纤维预先进行部分碳化,随后进行磺化处理制取不同品种的半碳化粘胶基阳离子交换纤维(SCVCIEF)。本工作还借助元素分析、红外光谱、化学滴定、扫描电镜等分析手段探讨了交换纤维的反应机理。结果表明,半碳化粘胶基纤维在催化剂存在下经浓硫酸加热磺化处理可制取理论交换容量高达7毫克当量/克,中性盐分解容量大于2毫克当量/克的阳离子交换纤维;催化剂对磺化反应有较大的促进作用;磺化反应过程伴生氧化反应而使纤维引进羧基、内酯基。     

金-钯纳米粒子/质子化碳化氮/MXene复合材料的制备及对核黄素、槲皮素同步电化学检测

采用逐步静电自组装及冰晶模板法制备了负载有金-钯双金属纳米颗粒(Au-Pd NPs)的Au-Pd/H-C₃N₄/Ti₃C₂T_x复合材料,并用于对核黄素(Rf)和槲皮素(Qu)的定量同步电化学检测研究。结果表明,Au-Pd NPs的引入进一步改善了材料的导电性和电催化活性,加快了H-C₃N₄与Ti₃C₂T_x之间的电子转移并提供了部分活性位点,提高了复合材料的电化学性能。该复合材料对Rf和Qu具有良好的电化学传感性能,实现了对Rf和Qu的单独电化学检测。结合不同浓度比条件下Rf和Qu的电流响应矩阵模型及对应拟合方程,表明该复合材料能够实现对Rf和Qu的同步定量电化学检测,在最佳实验条件下对Rf和Qu的检测限能够达到5.62 nM(Rf)和20.1 nM(Qu)。     

卡波普改性纳米纤维基复合纳滤膜的结构与性能

以仿生胶黏剂卡波普(carbopol,CP)改性的聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)纳米纤维膜为基膜,以哌嗪和均苯三甲酰氯分别为水相单体和有机相单体采用界面聚合法制备得到一种功能阻隔层为聚哌嗪酰胺(polypiperazine-amide,PA)的纳米纤维基复合纳滤膜(PAN/CP/PA).傅里叶红外光谱表明CP凝胶中的羧基(—COOH)与PAN纳米纤维层中的氰基(—CN)形成氢键,同时与水相单体哌嗪上的仲胺基形成羧酸铵盐离子键(—COO-H2N+),使得复合纳滤膜各层之间相互作用增强.分别以卡波普改性前后的PAN纳米纤维膜为基膜,采用相同界面聚合工艺制备PAN/PA和PAN/CP/PA复合滤膜,其力学性能测试表明,CP凝胶的引入将PAN纳米纤维基膜与功能阻隔层之间有效黏合在一起,实现了复合膜结构的一体性,整体的断裂强度由15.1 MPa提高至24.2 MPa.对比2种复合膜的盐水过滤性能,PAN/CP/PA复合膜对二价硫酸盐的截留效果与PAN/PA复合膜保持一致,对硝酸盐类和MgCl2的截留效果明显优于PAN/PA复合膜,其缘由归因于CP凝胶层中含有大量的羧基增强了PAN/CP/PA复合纳滤膜荷负电性.同时,CP凝胶本身的亲水性使得PAN/CP/PA复合膜的平均过滤水通量(20.3 L/m2h)与PAN/PA复合膜的平均过滤水通量(20.9 L/m2h)相比基本保持不变.     

Ni基催化剂上未掺杂和氮掺杂的碳纳米纤维生长机理的比较

研究了Ni催化剂上碳纳米纤维,以及Ni和Ni-Cu催化剂上N掺杂的碳纳米纤维的生长机理.结果表明,这两个过程的机理均包含了表面非计量碳化镍的形成,然后是碳或碳和氮通过催化剂颗粒体相的溶解和扩散.     

α-三唑基查尔酮与苯肼的加成-关环反应研究

(Z)或(E)-1,3-二芳基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-丙烯-1-酮与苯肼在醋酸中反应均生成顺式和反式吡唑啉异构体混合物,但是在三乙胺催化下却只生成反式的异构体。制备了三对顺、反式的1-苯基-3,5-二芳基-4-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-吡唑啉衍生物,其结构为^1HNMR和元素分析证实,初步论证了经α-氮原子的加成-环化反应机理。     

Sn-Ni核壳纳米颗粒修饰一维碳纳米结构的合成及电化学研究

以乙酸镍和四氯化锡为金属源,葡萄糖为碳源,高纯水做溶剂合成前体,使用自制多孔阳极氧化铝(anodized aluminum oxide, AAO)作为硬模板,利用原位热还原合成Sn-Ni核壳纳米粒子(Sn-Ni-NPs)修饰一维碳纳米结构(Sn-Ni/C)复合材料。使用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行检测和分析,结果表明,一维(1D)Sn-Ni/C纳米复合材料为具有中空管状结构,平均直径约为160 nm。核壳Sn-Ni-NPs均匀分布其管壁上。电化学研究是通过循环伏安法(CV)与安倍电流-时间法(I-t曲线)检测方法,探究了样品对葡萄糖的电催化性能,研究结果表明1D Sn-Ni/C纳米复合材料对葡萄糖有较高的电化学活性、良好的选择性、稳定性和重现性。