纳米镍包覆超细铝复合粉末的氧化性能

通过置换还原法, 快速、简洁、定量地制备出了纳米镍包覆的超细铝粉复合粉末. 利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)等分析手段对原料Al粉和复合粉末的形貌及其氧化性能进行研究. 结果表明, 原料Al粉在1050 ℃时增重率为122%, 当包覆的纳米镍粉质量分数为0.75%时, 可以使铝粉在1050 ℃时的增重率达到135%, 并且随着镍粉含量的增加, 铝粉的增重率进一步提高. 当镍的质量分数达到8.93%时, 复合粉末在约1000 ℃时出现点火燃烧现象. 纳米镍粉的氧传递对促进超细铝粉的氧化起到了至关重要的作用.     

二氧化硅纳米颗粒/硅树脂复合超疏水功能涂层的制备和性能研究

将二氧化硅纳米颗粒和硅树脂制成混合液,采用喷涂法(spray-coating)制备出了具备超疏水性的复合涂层.研究了二氧化硅、硅树脂不同含量配比对涂层疏水性能的影响,结果表明复合涂层的接触角随二氧化硅含量的增加而增加.在二氧化硅含量大于3%(质量分数)时,涂层显现超疏水性;当二氧化硅含量为3%(质量分数)、硅树脂含量为7%(质量分数)时,涂层与水的接触角达到151.6°,滚动角接近0°.通过扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面的微观结构,发现超疏水性的涂层具备微-纳复合阶层结构,类球状突起粒径在5μm左右,类球状突起上分布纳米团聚颗粒,直径约为50 nm.这种类似荷叶表面的微(纳复合阶层结构,结合硅树脂的低表面能,使得复合涂层具备了超疏水性能.     

纳米znsn(oh)6对软质pvc阻燃和抑烟性能的影响

分别采用氧指数法、烟密度测试、热重分析和扫描电镜分析等评价了纳米羟基锡酸锌颗粒对软质PVC阻燃和抑烟性能的影响。在质量分数为1%~8%的范围内,纳米羟基锡酸锌的阻燃和抑烟效果均优于微米羟基锡酸锌。其中,添加纳米羟基锡酸锌质量分数为1%时,氧指数由27.1%提高到29.5%;添加质量分数为6%时,烟密度等级由88降到81。热重分析表明,纳米羟基锡酸锌的加入使软质PVC的残炭量在400℃以后均高于微米羟基锡酸锌,550℃时比微米羟基锡酸锌提高了4.3%,比空白PVC提高了6.4%。扫描电镜观察发现,添加纳米羟基锡酸锌的PVC燃烧残渣明显呈膨胀状态,结构最密实,起到了较好的隔氧、隔热及抑制可燃性气体逸出的作用。对试样的部分力学性能测试结果表明,添加纳米羟基锡酸锌的PVC试样的拉伸强度和断裂伸长率也有所改善,添加量在质量分数为4%时的效果最好。     

纳米ZnO对白僵菌孢子的紫外保护及与孢子的生物相容性

用沉淀法制备经油酸表面修饰的纳米ZnO,测定其紫外吸收性能及对油悬浮剂型白僵菌孢子的抗紫外保护效率;用扫描电子显微镜观察纳米ZnO与孢子的混合状态,通过对含纳米ZnO的白僵菌制剂在贮存期间孢子萌发率差异显著性的分析,确定其与白僵菌孢子的生物相容性.结果表明：制备的纳米ZnO的平均粒径为27nm,其对波长200nm～370nm范围的紫外光具有良好的吸收性能.含纳米ZnO质量分数为1.0%、2.0%和5.0%的油悬浮剂型白僵菌,紫外灯照射8h,对孢子保护效率均大于60%,不含纳米ZnO为9.7％. 纳米ZnO被吸附包覆于孢子表面,屏蔽紫外线,保护孢子免受紫外线的杀伤.含0.5%、1.0%和2.0%纳米ZnO的油悬浮剂型白僵菌制剂室温贮存10个月,其孢子萌发率与不含纳米ZnO的差异不显著;纳米ZnO与白僵菌孢子生物相容性好.油悬浮剂型白僵菌制剂中纳米ZnO的适宜含量为1.0%～2.0%.     

二维水滑石纳米片对氧化铝/聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响

将二维层状材料水滑石剥离为二维纳米片分散液,向其中加入纳米氧化铝,并进行聚酰亚胺(PI)的原位聚合,构筑PI/水滑石纳米片/氧化铝纳米粒子三元复合薄膜。 结果表明,在PI薄膜中同时加入质量分数为10%氧化铝和2%水滑石纳米片,比仅加入质量分数为10%氧化铝时的耐电晕时间(180 min)提高了12倍,拉伸强度提高了37.8%。 聚合物中同时加入纳米片、纳米粒子两种不同形貌填料,能够同时提升复合材料的耐电晕性能和机械性能。     

原位限域生长策略制备有序介孔碳负载的超小MoO_3纳米颗粒（英文）

采用原位限域生长策略制备了一系列有序介孔碳负载的超小MoO_3纳米颗粒复合物(OMC-US-MoO3).其中,有序介孔碳被用作基质来原位限域MoO_3纳米晶的生长.依此方法制备的MoO_3纳米晶具有超小的晶粒尺寸(5 nm),并在介孔碳骨架内具有良好的分散度.制得的OMC-US-MoO_3复合物具有可调的比表面积(428～796m~2/g)、孔容(0.27～0.62 cm~3/g)、MoO_3质量分数(4%～27%)和孔径(4.6～5.7 nm).当MoO_3纳米晶的质量分数为7%时,所得样品OMC-US-MoO_3-7具有最大的孔径、最小的孔壁厚度和最规整的介观结构.该样品作为催化剂时,表现出优异的环辛烯选择性氧化性能.     

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。     

水性聚氨酯阻燃纳米复合材料的Click反应制备及性能

以4,4'-二羟甲基-1,4-庚二炔功能单体作为扩链剂制备了端炔基功能化聚氨酯, 与叠氮基改性纳米蒙脱土(MMT-N₃)、 纳米氢氧化铝(ATH-N₃)和纳米氢氧化镁(MH-N₃)通过Click反应制备了水性聚氨酯(WPU)阻燃纳米复合材料. 采用红外光谱(FTIR)、 核磁氢谱(¹H NMR)和扫描电子显微镜(SEM)对WPU阻燃纳米复合材料的结构进行了表征, 对比研究了纳米阻燃剂配比和制备方法对WPU阻燃纳米复合材料的氧指数、 动态燃烧行为和热稳定性的影响. 阻燃性能研究结果表明, 当MMT-N₃, MH-N₃和ATH-N₃的质量分数分别为7%, 2%和1%时, 采用Click反应制备的复合材料的氧指数比纯WPU高7%, 点燃时间从10 s延长到29 s, 峰值热释放速率和烟释放速率分别降低了41%和42%. 热失重分析结果表明, 当MMT-N₃质量分数为10%时, 与WPU相比, 采用Click反应制备的MMT/WPU复合材料在热失重50%时的温度提高了21 ℃. 复合材料断面和燃烧后残渣的SEM分析证明在聚合物基体中Click反应是分散纳米材料的一种有效方法.     

碳纳米管改性环氧树脂的导热和阻燃性能

以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)环氧树脂(Epoxy Resin,EP)为基体、甲基六氢苯酐(MHHPA)为固化剂、以多壁碳纳米管(MWCNTs)为添加剂制备了环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料。通过对微观结构、玻璃化转变温度(Tg)、热失重、热导率和锥形量热测试结果分析,研究了质量分数少于1.5%的MWCNTs对环氧树脂的导热和阻燃性能影响,结果表明,MWCNTs质量分数为1.5%时,复合材料发生团聚;纳米复合材料随着MWCNTs质量分数的增加Tg值先增加后降低;失重5%时,对应的温度先增加后降低,残炭量增加;样品的热导率呈现先升高后降低的趋势,当MWCNTs质量分数为1%时,复合材料的热导率最大;MWCNTs加入后环氧树脂的总释热量减少,释烟量增加,阻燃性得到一定程度的提高。     

聚丙烯腈/氧化石墨烯复合纳米纤维的制备与性能研究

以氧化石墨烯为添加物,采用静电纺丝的方法制备不同质量分数的聚丙烯腈/氧化石墨烯(PAN/GO)复合纳米纤维。使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观结构进行观察;采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究复合纳米纤维的热学性能随着氧化石墨烯添加量增加的变化;采用微机控制电子万能试验机对复合纳米纤维的力学性能进行研究。结果表明,加入氧化石墨烯后,纺制的PAN/GO纳米复合纤维会变细,但随着GO添加量的增多出现珠节现象,降低了纤维的粗细均匀度,同时加入GO后对PAN的氧化具有一定的抑制作用,而且GO的加入也使PAN的力学性能增加,当加入量为0.1%时断裂强力增加了一倍,但添加量为1%时,断裂强力又会降低,综合实验结果显示当加入氧化石墨烯的质量分数为0.1%时最适宜。     

Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_2包覆固体氧化物燃料电池Ni-ScSZ复合阳极制备及性能表征

应用双层流延法制备Ni-ScSZ阳极支撑体-ScSZ电解质复合膜素坯,经共烧结得到复合膜.以硝酸铈和硝酸钆为原料,柠檬酸作燃料,由燃烧合成法制备Gd0.2Ce0.8O2(GDC)包覆的Ni-ScSZ阳极.X-射线衍射(XRD)和电子显微镜(TEM和SEM)分析显示,Ni-ScSZ阳极颗粒表面的包覆层是由直径小于100 nm的GDC微粒构成,并与Ni-ScSZ阳极颗粒紧密烧结在一起.实验表明,2.0%(by mass)GDC包覆的Ni-ScSZ阳极具有较佳的性能,以其组装的单电池在850℃用H2或CH4作燃料的最大功率密度分别是825和848 mW/cm2,而由无包覆的Ni-ScSZ作阳极的单电池,功率密度分别是584和586 mW/cm2.由两种阳极材料组装的单电池,分别在700℃于CH4气氛下作长时间发电实验,发现2.0%(by mass)GDC包覆的Ni-ScSZ阳极比Ni-ScSZ阳极具有较好的抗碳沉积性能.     

富勒烯-苯乙烯-甲基丙烯酸三元共聚物的合成及其摩擦学性能

纳米微球;富勒烯-苯乙烯-甲基丙烯酸三元共聚物的合成及其摩擦学性能     

Studies on the mechanical and friction properties of polyamide 6-Cu/Si nanocomposites

Polyamide 6 nanocomposites reinforced with Cu/Si nanoparticles (PA6-Cu/Si) were prepared by the in-situ ring-opening polymerization of ?-caprolactam. The in-situ polymerization was critical for preventing the aggregation of Cu/Si nanoparticles. The Cu/Si nanoparticles in the nanocomposite retained their nano characteristics and were not oxidized by the amino groups in PA6. The structure of the as-fabricated PA6-Cu/Si nanocomposite was evaluated by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-vis). The friction and wear resistance, mechanical strength, and antistatic performance of PA6-Cu/Si were also evaluated. The PA6 polymer chains prevent the Cu/Si nanoparticles from aggregation by coating the surface of the Cu/Si nanoparticles via physical adsorption or an electrostatic effect. The mass fraction of the Cu/Si nanoparticles also had a significant effect on the crystalline form of PA6. The γ crystalline form of PA6 was predominant at a high mass fraction of Cu/Si to PA6. Moreover, PA6-Cu/Si with improved mechanical properties and wear resistance was generated by tuning the amount of nano-Cu/Si filler added during the polymerization. PA6-Cu/Si with a nano-Cu/Si content of 0.5% possesses the highest tensile strength and wear resistance and shows promise in applications as a functional polymer-matrix composite.     

Electrochemical behavior of a micro-patterned Si anode/LiV3O8 secondary cell

Using a micro-patterned Si plate, a Li secondary cell was assembled and tested for its electrochemical properties. A micro-patterned Si plate was made by photolithography. This was followed by Pt coating and Li deposition. With a non-lithiated LiV₃O₈ cathode, a Li-deposited micro-patterned Si anode was assembled as a secondary cell. The cell exhibited an initial charge/discharge capacity of about 220 mAh g^? 1 at a current density of 0.1 C-rate and it continued for more than 100 cycles without failure. The morphologies of Li deposition/dissolution in the anode were observed via scanning electron microscopy (SEM). Dendrite behavior of the Li metal was not observed on the anode during the cyclic process.     

表面活性剂碳化法合成Fe3O4/C复合物及其电化学性能

以水热法合成的包覆油酸的α-Fe₂O₃粒子为前驱体, 在氩气下500 °C煅烧1 h, 得到Fe₃O₄/C纳米复合物. 用傅里叶变换红外(FTIR)光谱, X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), X射线能量散射(EDX)谱, 高分辨透射电镜(HRTEM), 元素分析, 循环伏安(CV)和恒流充放电测试等方法对材料的结构、形貌、成分及电化学性能进行了表征. 结果表明: 所制备的Fe₃O₄/C复合物呈长约200 nm, 粗约100 nm的纺锤形, 表面碳层厚约1-2 nm, 碳含量为1.956%(质量分数); 这种复合物作为锂离子电池负极材料具有很好的循环稳定性(在0.2C (1C=928 mA·g^-1)循环80次后具有691.7 mAh·g^-1比容量)和倍率性能(在2C循环20次后依然有520 mAh·g^-1比容量). 相对于未包覆的商业Fe₃O₄粒子, 复合物显著提高的电化学性能是由于碳包覆能防止粒子聚集, 提高导电性以及稳定固体电解质界面(SEI)膜.     

Thermal properties of spray-coated geopolymer-type compositions

Thermal properties (DTA-TG and thermal expansion) of spray-coated fly ash-based geopolymer have been studied. The geopolymer composition selected for thermal spray coating had Si:Al = 3.3 and Na:Al = 1.45. To improve the fire resistant characteristics, fine- and coarse-milled vermiculite powder was added at 10 mass percent. Water:geopolymer ratios varied from 0.35 to 0.41 depending on vermiculite content and method of coating. Water added into a starting mixture to increase the flow ability also decreased the geopolymerisation reaction.     

甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的发光性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法, 以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物, 盐酸为催化剂, 用二步水解法制备了Ti3+/SiO2薄膜和甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜. 采用红外光谱仪、X射线衍射仪、椭偏仪、荧光光谱仪等对膜层性质进行了分析. 结果表明, 掺杂Ti3+的SiO2薄膜分别在250 nm附近有一弱的激发峰, 294 nm附近有一强的激发峰, 在393 nm附近出现一强的发射峰. IR光谱发现, MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的Si—OH的吸收峰强度比Ti3+/SiO2薄膜的略减小, Si—O—Si的吸收峰明显增强, 表明复合薄膜硅氧网络结构更规则, 有利于Ti3+的均匀分散. Ti3+/SiO2薄膜与复合薄膜的孔隙率分别为13.64%和6.66%, 表明MTES的加入使薄膜更致密. 在空气中陈放30 d后, Ti3+/SiO2薄膜已经检测不到荧光发射峰, 而MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜荧光强度只下降了18%. 在氮气中陈放30 d后, 普通薄膜与复合薄膜的荧光强度均仅下降了10%. 表明Ti3+的荧光猝灭的主要原因是由于Ti3+被氧化造成的. 溶胶中加入MTES后, 薄膜表面结构得到改善, 有效地防止了Ti3+的氧化, 荧光强度更稳定.     

两步法制备具有自愈合能力的纯SiC涂层

为了提高碳/碳(C/C)复合材料的抗氧化性能,通过两步法在基体表面制备了具有自愈合能力的纯SiC涂层.首先,通过高含氢硅油(H-PSO)的高温热解在基体表面引入SiC纳米线,然后通过高温渗Si,在碳材料表面生成厚度约为100-200μm的涂层.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了所制备的涂层形貌及相组成,并对所制备的试样进行了氧化实验.实验结果表明:涂层是由纯SiC构成的,且具有一定的自愈合能力;所制备的试样在1400℃下氧化4h,失重仅为0.71%,抗氧化性能得到提高.     

紫外光-热双固化聚苯胺防腐涂料

以酸性磷酸酯为掺杂剂对本征态聚苯胺(EB)进行掺杂,制备了可在聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯中进行纳米分散的导电聚苯胺(ES),其粒径分布在80~750 nm之间可控。 在此基础上,制备了不含重金属的紫外光-热双固化聚苯胺防腐涂料。 该防腐涂料先后经过3~5 s紫外光固化和80 ℃下1~3 min的热固化,即可完成紫外光-热双固化过程。 由于ES与聚氨酯或聚氨酯丙烯酸酯之间是不相容体系,因此随着ES质量分数的增大,会导致ES的团聚,分散粒径增大。 当ES质量分数从1.0%增大到5.0%时,ES的粒径从80~119 nm增加到500~750 nm。 ES的分散粒径增大会导致防腐涂层的致密性变差,降低防腐效果。 与普通紫外光固化聚苯胺防腐涂层相比,当ES为1.0%时,紫外光-热双固化防腐涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡2160 h后,其0.1 Hz下的绝对阻抗值(|Z|_{0.1 Hz})仍高于1.0×10⁸ Ω·cm²,优于普通紫外光固化聚苯胺防腐涂层的|Z|_{0.1 Hz}(1.0×10⁷ Ω·cm²),表明紫外光-热双固化涂层的防腐效果有了显著改善。 经过500 h划叉中性盐雾试验后,普通紫外光固化防腐涂层的板面出现了锈蚀宽度小于1 mm的锈蚀,而紫外光-热双固化防腐涂层经过500 h划叉中性盐雾试验,板面没有出现生锈、起泡的现象,表明紫外光-热双固化路线对提高涂层的防腐性能具有较大的价值。     

The maleimide modified epoxy resins for the preparation of UV‐curable hybrid coatings

In the present study, maleimide‐modified epoxide resin containing UV‐curable hybrid coating materials were prepared and coated on polycarbonate substrates in order to improve their surface properties. UV‐curable, bismaleimide‐modified aliphatic epoxy resin was prepared from N‐(p‐carboxyphenyl) maleimide (p‐CPMI) and cycloaliphatic epoxy (Cyracure‐6107) resin. The structure of the bismaleimide modified aliphatic epoxy resin was analyzed by FTIR and the characteristic absorption band for maleimide ring was clearly observed at 3100 cm^?1. Silica sol was prepared from tetraethylorthosilicate (TEOS) and methacryloxy propyl trimethoxysilane (MAPTMS) by sol–gel method. The coating formulations with different compositions were prepared from UV‐curable bismaleimide‐based epoxy oligomer and sol–gel mixture. The molecular structure of the hybrid coating material was analyzed by ²⁹Si‐CP/MAS NMR spectroscopy techniques. In the ²⁹Si CP/MAS NMR spectrum of the hybrid coating, mainly two kinds of signals were observed at ?68 and ?110 ppm that correspond to T³ and Q⁴ peaks, respectively. This result shows that a fully condensed structure was obtained. The thermal and morphological properties of these coatings materials were investigated by using TGA and SEM techniques. Hardness and abrasion resistance properties of coating materials were examined and both were found to increase with sol–gel precursor content of the coating. The photopolymerization kinetics was investigated by using RT‐IR. 70% conversion was attained with the addition of 15 wt% of BMI resin into the acrylate‐based coating formulation. It was found that the UV‐curable organic–inorganic hybrid coatings improved the surface properties of polycarbonate. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.