改性纳米炭黑/聚氨酯复合物的制备及表征

利用有机硅偶联剂改性的纳米炭黑和聚氨酯制备了纳米炭黑/聚氨酯复合物. 采用红外光谱、透射电镜、流变学及力学性能等测试方法对纳米粒子及其聚氨酯复合物进行了表征. 红外光谱表明, 纳米粒子的存在使聚氨酯的氢键结构发生了改变. 适量改性纳米炭黑粒子明显提高了聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能. 流变学测试结果表明, 溶液中改性纳米炭黑粒子与聚氨酯分子间存在明显的相互作用.     

原位聚合法制备纳米二氧化硅/聚氨酯复合树脂

采用高压剪切分散（HPSH）的方法先将纳米SiO2分散在合成聚氨酯原料中,再应用原位聚合的方法制备了纳米SiO2/聚氨酯复合树脂。 用热重分析、动态机械热分析（DMTA）和扫描电子显微镜等测试技术研究了纳米SiO2的用量及其分散方法对聚氨酯树脂的热稳定和力学性能的影响。 结果表明,二苯甲基二异氰酸酯（MDI）中的-NCO和纳米SiO2表面的-OH发生了化学反应,SiO2表面的包覆率约为7%;通过高压剪切分散的方法能够使纳米SiO2在聚氨酯基体中均匀的分散开来,粒径为30~40 nm,而超声处理的纳米SiO2会聚集约为200 nm聚集体。 当SiO2的添加质量分数为3%时复合树脂（HPSH处理SiO2）的拉伸强度和断裂伸长率均达到最大值,分别为84.3 MPa和438.7%。 此外,与纯树脂相比,复合树脂(4%纳米SiO2)的Tg、Td和T-50%分别增加了17.2、9和21 ℃。     

纳米SiO_2/氧化石墨烯复合物的制备及其应用

综述了纳米二氧化硅(SiO_2)和氧化石墨烯(GO)纳米片的优缺点以及二者在应用中的协同效应.介绍了纳米SiO_2/氧化石墨烯复合物(SiO_2/GO)的制备方法,综述了该复合物在聚合物改性及其他领域中的应用.     

CdS/石墨烯纳米复合物的可见光催化效率和抗光腐蚀行为

制备了一系列CdS纳米晶/石墨烯(CdS/GR)复合物,并在可见光照条件下评价了其光催化降解亚甲基蓝的光催化效率和抗光腐蚀行为. 研究表明,石墨烯的引入加速了CdS纳米晶(NCs)光生电子的迁移速率,抑制了其光生电子-空穴的复合,有效改善了其光催化降解有机污染物的性能. CdS/GR复合物中的石墨烯含量显著影响其光催化效率,其中石墨烯含量为4.6%的光催化剂效率最高,其光电流是CdS NCs的2.3倍. 利用光电化学和X射线衍射技术进一步证实,石墨烯的引入抑制了CdS NCs光腐蚀的发生,提高了CdS/GR复合物的光催化稳定性.     

等离子体引发原位聚合制备凹凸棒土/聚苯乙烯纳米复合物

用阳离子表面活性剂处理凹凸棒土（Attapulgite),通过超声分散的方法将其均匀分散到苯乙烯单体中，并采用等离子体引发的方法制备出凹凸棒土／聚苯乙烯纳米复合物。通过透射电子显微镜（TEM）和X－射线衍射（XRD）观察了凹凸棒土及其纳米复合物的微观结构。对复合物的GPC测试表明，采用等离子体引发聚合反应可以显著提高树脂的分子量。XRD结果表明聚苯乙烯不是嵌入到凹凸棒土的层间，而是通过离子吸附接枝在凹凸棒土的棒状晶束上。     

原位无规共缩聚制备高性能石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料

将依次经过化学改性和还原得到的含有自由氨基的氧化石墨烯(r GO-NH2)作为共聚单体,与商品化的二胺单体和二酐单体在相关有机溶剂中进行原位无规溶液共缩聚得到前驱体溶液,然后在玻璃板上流延成膜后再进行热酰亚胺化得到一系列不同含量的还原的氧化石墨烯/聚酰亚胺(r GO/PI)纳米复合材料.通过对r GO-NH2的化学结构、组成和微观形貌的一系列测试和表征来证实上述改性和还原,以及为后续的聚合反应奠定基础.通过对所得纳米复合材料的性能进行测试后发现:当r GO-NH2的加入量为2 wt%时,其Tg、在N2和空气气氛中的T5%较PI分别升高了17.9、32.7和46.7 K,拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率分别增加了40.6%、16.7%和187.8%.除此之外,它的平均接触角(SCA)值增加到103.8°.与此同时,通过观察微观结构形貌来进一步了解r GO-NH2的加入量对相关性能的影响.     

还原氧化石墨烯/TiO2纳米复合物制备及其光催化性能

采用一步水热法制备了还原氧化石墨烯-二氧化钛(RGO-P25)纳米复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见漫反射谱(UVVisDRS)对复合材料的结构和光电性能进行了表征.在紫外光照和可见光照条件下,研究了不同复合比例的复合物的光催化降解甲基蓝(MB)的性能.结果表明:在水热过程中氧化石墨烯被还原,通过静电引力相互作用得到了具有较高缺陷的还原氧化石墨烯复合物.随着RGO含量的增加,复合物的禁带宽度由3.00 eV变到2.27eV,复合物的导电性增强.在可见光和紫外光光照条件下, 30 min内1%(w,质量分数)RGO-P25光催化降解甲基蓝的效率都超过了80%.紫外光照条件下, 1%RGO-P25纳米复合物催化降解N3染料, cis-Ru(H₂dcbpy)₂(NCS)₂ (H₂dcbpy = 4, 4'-二羧酸-2, 2'-联吡啶), 30 min内63%(摩尔分数)的染料被降解.与P25(75%锐钛矿, 25%金红石)相比,石墨烯的加入大大提高了光催化效率,有效抑制了电子-空穴对的复合.     

石墨烯/锌铁氧体复合物的制备及抗菌性能

用氧化还原法和化学共沉淀法分别制备了石墨烯(GE)和石墨烯/锌铁氧体(GE/ZnFe2O4)复合物,通过现代测试技术表征了样品的物相结构、组成和微观形貌.以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌为测试菌种,分别对样品的抗菌性能进行了研究.结果表明,样品的抗菌活性受GE/ZnFe2O4复合物中GE和ZnFe2O4质量比(mG/Z)以及菌种的影响,其中mG/Z=0.4的复合物对三种菌均有较好的抗菌效果,其最小抑菌浓度分别为25、25和12.5μg/mL;复合物对白色念珠菌的抗菌效果最好,这与菌种的结构有关.此外,对样品的抗菌机理进行了详细研究.     

氧化石墨烯-石墨烯纳米复合物传感器检测 对乙酰氨基酚和对氨基苯酚

本文通过简单超声法制备了氧化石墨烯-石墨烯(GO-Gr)碳复合材料,通过扫描电镜和电化学方法进行表征。将其修饰在玻碳电极表面,成功构建了用于对乙酰氨基苯酚(APAP)和对氨基苯酚(PAP)检测的电化学传感器。采用差分脉冲伏安法(DPV)测定APAP和PAP,线性检测范围为0.1～70μmol/L和0.3～60μmol/L,检出限为0.02 和0.1μmol/ L。同时,构建的传感器还表现出良好的稳定性和抗干扰能力,可用于实际样品的检测。     

用于制备聚氨酯纳米复合物的高岭石粒子的表征

Clay such as kaolinite， is commonly used as an additive to modify the thermal properties of polymer. In this paper， the morphology， composition， shape and structure of kaolinite was characterized by various advanced techniques. The TEM/ EDX data showed that the kaolinite had a larger particle size and a Si/Al ratio of 1.8. The individual particle of kaolinite was a single crystalline. TEM also showed that these particles were always stacked together due to the presence of electrostatic cohesive energy and hydrogen bond between plaletes. The PAS-FTIR spectra showed that no absorbance of hydroxyl group for hydration water in hydrogen bond region or at 1650cm^-1 was observed at room temperature. It meant a little ability to adsorb water for kaolinite particle. Kaolinite clay also showed no change for its PAS-FTIR spectra with increasing temperature. The TGA results revealed that kaolinite almost doesn′t lose weight at 60℃ due to loss of dehydration of absorbed water， however， it will decomposed around 510℃ and lose its hydroxyl functional group in the form of water (dehydroxylation). The result is consistent with that of PAS-FTIR analysis. This suggests that the structural hydroxyl group on the surface of individual kaolinite clay particle is very stable below 500℃， and the kaolinite composed polymer could be got by the reaction of its stable structural hydroxyl group with isocynate group of polyurethane prepolymer.     

Fe_3O_4/CdTe/聚氨酯纳米复合物的制备及其性能研究

由共沉淀法和Stober法制备了伯胺基功能化SiO2稳定的Fe3O4磁性纳米粒子Fe3O4@SiO2-NH2;Fe3O4@SiO2-NH2与二异氰酸酯及咪唑阳离子二醇、聚乙二醇的反应使其表面形成阳离子型聚氨酯稳定层;通过阳离子型聚氨酯与CdTe量子点表面修饰的巯基乙酸间的电荷相互作用,制备得到了Fe3O4/CdTe/聚氨酯纳米复合物.用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、磁强计(VSM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)表征了该纳米复合物的结构与性能.结果表明,CdTe量子点均匀地分散在Fe3O4@SiO2磁性纳米粒子周围,所得纳米复合物在溶剂中分散均匀,不团聚,且具有超顺磁性,并保持了CdTe量子点的荧光性能.     

原位液体室透射电镜观察金纳米棒/石墨烯复合物的形成和运动过程

本文利用原位液体室透射电子显微镜实时观察了液态下金纳米棒/石墨烯复合物的动态自组装行为。结果表明,由于电荷吸引力,金纳米棒倾向于通过尖端接近方式靠近石墨烯的边缘。组装结构形成以后,金纳米棒与石墨烯边缘可以发生相对旋转,其中金纳米棒边缘贴合石墨烯边缘的结构更稳定,并且没有显示金纳米棒与石墨烯边缘之间的相对角度随时间的变化。观察到了自组装结构的漂移运动,与较小尺寸的自组装结构相比,较大尺寸的结构显得更难以通过液体流动推动运动,并且其运动更容易因为来自液体室窗口基底的阻力而慢下来。利用液体室透射电镜进一步观察石墨烯折叠结构,观察结果表明折叠结构可随时间在液体中打开和闭合,导致固定在石墨烯层上的金纳米棒表现出与石墨烯之间的明显相对位置变化。总体上,自组装结构非常稳定,并且在液体中没有表现出任何的分离行为。进一步,将金纳米棒/石墨烯复合物用作催化剂,在4-硝基苯酚催化还原实验中显示出比单纯金纳米棒更好的催化性能。投料质量比为1:5的金纳米棒/石墨烯复合物表现出最佳性能,表观速率常数值为0.5570min~(-1),是单纯金纳米棒的8倍。这一显著改善与优化稳定的金纳米棒/石墨烯复合物结构密切相关。原位液体室透射电镜为分析液体中复杂的自组装行为,及未来的高性能复合催化剂材料的开发,提供了一种强有力的表征方法。     

二氧化钛-石墨烯复合物的制备及其光催化性质

以氧化石墨和商业用二氧化钛为前驱物,在150℃水热条件下制备了二氧化钛-石墨烯复合物,利用XRD、Raman、SEM、TEM和低温N2吸附-脱附测试对复合物的结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝溶液模拟染料废水,研究了二氧化钛-石墨烯复合物在紫外光及可见光下的光催化效果,结果表明,该复合物的光催化性能较之商业用二氧化钛有较大提高。对光催化机理的研究表明,二氧化钛-石墨烯复合物光催化性能提高的原因是其对于染料分子的吸附能力提高、吸光能力增强,并且复合物中电荷分离效率也有很大提高。     

银/碳纳米管纳米复合物制备及性质研究

基于苯环与碳纳米管之间较强的π-π共轭效应和醛基对银氨溶液的还原作用,利用吸附在碳纳米管上的香草醛分子原位还原[Ag(NH3)2]+,成功获得了纳米银/碳纳米管(Ag-NPs/CNTs)复合纳米材料。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱结果表明,碳纳米管对香草醛分子有较强的吸附作用及银纳米粒子的形成。透射电镜结果表明,碳纳米管表面形成了大小约5.0 nm银纳米颗粒。所制备的纳米复合材料表现出较明显的荧光特性,且对浓度为1.0×10-7～6.0×10-7 mol/L的H2O2表现出较好的电催化还原能力。     

iPP/HDPE/CB复合材料的制备及反常的温度-电阻效应

本文利用普通熔融挤出法制备了iPP/HDPE/CB复合材料, 分别采用注射成型及压制成型方法得到测试试样. 通过研究复合材料体积电阻率随温度的变化, 考察注塑试样和压制试样的PTC特性及复合材料形态结构与试样PTC特性之间的关系.     

聚苯胺/金属纳米粒子复合物的制备及性能

基于国内外最新研究文献及本课题组研究工作,从发展历史、制备方法、多功能性方面系统综述了近年来发展起来的聚苯胺/金属纳米粒子复合物。在聚苯胺基体中引入金属纳米粒子的方法可归纳为3大类：原位复合法、直接共混法和层层自组装法。所形成的有机聚苯胺和无机金属杂化复合物不仅能保留各自原有的特异性能,而且二组分之间还存在着相互协同作用,能够极大地提升基体聚苯胺材料的性能,电导率最高可提高100倍,电氧化催化电流最高可提高10倍。分散在聚苯胺膜中的极少量铂微粒就能使不锈钢板的腐蚀电位稳定在钝化区域。聚苯胺/金属纳米粒子复合物所表现出的突出的固有电导性、优异的反应催化性和极强的金属防腐性,使其跻身于为数不多的新型高性能复合材料之列,显示出了诱人的应用前景。     

石墨烯-溴氧化铋复合物的制备及可见光光催化性能研究

采用超声-水热法在溴氧化铋(BiOBr)上负载不同含量氧化石墨来制备石墨烯-溴氧化铋(Gre-BiOBr)复合物,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)、荧光分光光度计(PL)、比表面积仪(BET)及红外光谱仪(FT-IR)对不同负载量的Gre-BiOBr进行初步表征.发现BiOBr负载石墨烯前后均为斜四方晶型(JCPDS:78-0348),均为大小500~1 000 nm片层状.在可见光照射下(λ≥420 nm),以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和水杨酸(Salicylicacid,SA)作为降解底物,发现经过负载石墨烯后BiOBr的可见光活性有明显提高,且当负载质量比为10%时,Gre-BiOBr复合物表现出最好的可见光活性,此时光降解RhB反应速率(k10%Gre-BiOBr=0.046 min-1)约为单纯BiOBr(kBiOBr=0.02 min-1)的两倍.经测定10%Gre-BiOBr复合物的比表面积为10.50 m2/g,禁带宽度为2.61 eV,能吸收λ≥475 nm可见光.结合自由基捕获实验,发现该催化体系主要涉及超氧自由基(O2·-)和空穴(h+)的共同氧化作用.10%Gre-BiOBr催化剂循环使用5次,仍保持着良好光催化活性,表明该催化剂稳定性较好.     

Mn_3O_4/氧化石墨烯纳米复合物的制备及其超级电容性能

利用锰前驱体与氧化石墨烯(GO)原位反应制备了Mn3O4/GO纳米复合物超级电容器电极材料;采用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪分析了纳米复合物的形貌和结构;并利用交流阻抗分析及充放电测试测定了纳米复合材料的电化学性质和电容性质.结果表明,引入氧化石墨烯可增强纳米复合物的导电性及稳定性,提高Mn3O4的电容特性,从而使得纳米复合物具有较高的比电容(350F/g)和较长的循环寿命(超过1 000次).     

磷化铁/石墨烯纳米复合物的制备及其在F-T合成反应中的应用

作为一种新型碳材料, 石墨烯(G)具有较大的比表面, 因而可以作为载体担载多种金属或金属氧化物. 通过水热法一步合成了磷酸铁/氧化石墨复合物(FePO/GO), 氧化石墨(GO)上复合的磷酸铁(FePO)呈多孔状, 粒径为100～300 nm. 以FePO/GO为前体, 在氢气氛围下, 通过煅烧进一步合成了磷化铁/石墨烯纳米复合物(FeP/G). 粒径为10 nm左右的磷化铁(FeP)均匀的分散在石墨烯表面, 主要暴露(201)晶面. 石墨烯不但能调控FePO的结构, 而且还能促进FePO的还原. FeP/G催化剂可以用于费-托反应, 相对于非负载的FeP, FeP/G具有较高的催化活性、对长链烃较高的选择性以及较高的烯/烷比.