聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的热老化行为与机理研究

在250～400℃空气中对自由状态下对位芳纶进行等温热老化处理,采用万能材料试验机、红外光谱法、广角X射线衍射法、声速法和特性黏数法表征了老化过程中力学性能和结构的变化.结果表明,在老化初期,由于分子链的解取向,强度随时间快速下降;随后的热分解使强度随老化时间继续降低,符合二级反应动力学模型,其热老化表观活化能为32.4kJ/mol.老化样品的强度随温度升高显著下降,但高于350℃时热交联反应变得明显,同时结晶度增大和结晶结构完善,使强度的损失速率减小.老化样品的模量随老化温度的升高而增大,低于350℃时,非晶态分子链的解取向占优,模量较未热老化样品低;升高至350℃时,结晶结构完善占优,表现在第二类晶格畸变参数降低、表观微晶尺寸增大,特别是微晶横向融合使a,b轴方向尺寸显著增大,模量明显高于未老化样品.     

聚苯胺/Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米复合材料的制备及电磁性能

采用高分子凝胶法制备尖晶石型Co0.5Zn0.5Fe2O4,原位聚合法制备纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4纳米复合材料.使用傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征.FTIR和XRD的结果表明样品为纯聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5-Fe2O4.UV-Vis光谱表明聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4苯环上的π-π*和n-π*分别红移了23nm和5nm.TEM照片可知,聚苯胺和聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4粒子的平均粒径分别约为50nm和70nm.在8.2～12.4GHz测试频率范围内,聚苯胺/Co0.5Zn0.5Fe2O4的ε″数值在9.2～12.3之间,u″数值在0.15～0.16之间;聚苯胺/Co0.5-Zn0.5Fe2O4介电损耗低于纯聚苯胺,而磁损耗高于纯聚苯胺.     

Pt-Ru合金薄膜的电沉积制备及其电化学表面增强红外吸收光谱

在1mmol·L-1H2PtCl6+1mmol·L-1RuCl3+0.1mol·L-1H2SO4镀液中采用电沉积法在化学镀金膜的红外窗口Si反射面上制备Pt50Ru50合金电极.利用原子力显微镜(AFM)可以观察到制备的Pt50Ru50合金电极形貌呈现出100-200nm大小的颗粒.常规电化学分析方法得出该电极具有典型的合金特征,对CO和CH3OH具有很好的催化氧化作用.应用电化学现场衰减全反射表面增强红外光谱法(ATR-SEIRAS)可以观察到该电极上Pt位和Ru位上CO的振动谱峰,且表现出Pt-Ru二元金属良好的协同催化性能.     

超疏水低粘着铜表面制备及其防覆冰性能

用喷砂处理在铜片表面形成微米级丘陵状凹坑,再用表面氧化处理在铜片表面制备菊花花瓣状CuO纳米片.通过喷砂-表面氧化处理在铜片表面成功构建了微米-纳米复合结构,这种表面氟化后与水滴的接触角高达161°,滚动角低至1°,显示出优异的超疏水性和很低的粘着性.低温下,这种表面与水滴间的热量交换较小,水滴不易凝结,有效地提高了抗结霜性.抗结霜性良好的超疏水铜有望在热交换器或低温运行设备等领域获得应用,这种简便的超疏水铜表面的制备方法也给其它工程材料超疏水表面的工业化制备提供了一个思路.     

用第一性原理方法获取周期体系中原子的部分电荷

利用量子化学软件包Crystal计算了立方周期性边界条件下液态水体系的静电势(ESP)和静电场(EF).在此基础上,提出了一种由第一性原理方法获取周期体系中原子的部分电荷的快捷方法.该方法把由周期性边界条件引入的平均静电势准mean作为一个拟合参数,通过对第一性原理静电势与Ewald加和法静电势的最小二乘法拟合而实现.值得说明的是,比较静电势与静电场拟合方法,前者的相对拟合误差仅为2%-3%,比后者小一个数量级.考察了四种电荷限制条件下,静电势、静电场拟合的水分子原子部分电荷及偶极矩的分布情况.     

介孔掺镧纳米晶TiO_2瞬态光伏与表面光声特性

结合瞬态光伏与表面光声技术,研究介孔掺镧nano-TiO2光生载流子分离与复合过程及其能量转换机制.结果表明:锐钛矿中两种不同光伏特性的缺陷态具有光生载流子扩散距离短,复合速度快的特点;镧掺杂增加体缺陷态对于光伏效应的贡献,但在某种程度上抑制主带隙的电荷分离;模板剂种类对于主带隙电子-空穴对的分离与复合过程,以及亚带隙无辐射跃迁引起的晶格振动均有显著的影响.结果证实了样品表面光声与瞬态光伏现象之间存在明显的能量互补关系.     

碳纤维上电沉积Pd-Ag合金纳米粒子链及其氢传感性能

在碳纤维上采用三脉冲电沉积的方法制备出钯银合金纳米粒子链.把表面覆盖有Pd-Ag合金纳米粒子链的碳纤维组装成氢气传感器.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDX)表征了合金纳米粒子链的形貌和成分,应用CHI660B电化学工作站测试其氢传感性能.结果表明,在钯、银离子摩尔比为15∶1的电解液中,在-1.0--1.5 V下,成核5-40 ms;在-0.25--0.35 V,生长200-300 s的条件下,即可获得银的质量分数为16.0%-25.0%的钯银合金纳米粒子链阵列.在室温下,传感器对在0.30%-5.00%(φ,体积分数,下同)范围内的氢气有响应,最快响应时间约为300 s,灵敏度最高可达31.0%;氢在0.30%-1.20%的范围内响应电流与氢气浓度成线性关系,超过4.00%时响应电流不再随浓度的增加而变化;在低于3.50%的浓度下氢传感器的重现性良好.     

不同结构CoPt纳米棒磁学性能

运用电位置换结合化学还原方法制备了两种不同结构的CoPt纳米棒材料,一种为实心结构(CoPt-a),一种为空心结构(CoPt-b).采用透射电镜(TEM)和能量散射光谱(EDS)研究了其形貌和组成.在5和300K下测试了两种纳米棒的磁学性能.结果显示,CoPt-a和CoPt-b纳米棒在5K时的矫顽力分别为6.5和9.3A·m-1,温度升至300K时,两种结构CoPt纳米棒矫顽力均减小为0A·m-1.场冷曲线(FC)和零场冷曲线(ZFC)结果表明两种结构的CoPt纳米棒均表现出超顺磁性,阻塞温度(TB)分别为10.0和9.0K.两种CoPt纳米棒组成、结构等不同可能是引起其矫顽力、磁化强度和阻塞温度差异的主要原因.     

重质油胶体聚集结构的耗散粒子动力学模拟

重质油是以沥青质为胶核分散于饱和油分中形成的极其复杂的胶体体系.本文采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究重质油的胶体结构及其影响因素.根据重质油各组分的分子结构特征,构建了描述重质油组分的粗粒化模型化合物.模拟结果表明,本文构建的粗粒化模型能很好地反映重质油的胶体聚集结构.沥青质分子结构对胶体聚集结构有序性有显著影响,较高稠合程度的芳香环结构将使胶束结构有较高的有序性,烷基侧链则表现出分散作用.重质油中的胶质具有胶溶作用,胶质与沥青质的浓度比存在一个极限,当小于这个极限时,重质油将出现聚沉.     

磁性多壁碳纳米管吸附水中双氯芬酸的热力学与动力学

研究了磁化多壁碳纳米管(MWCNTs)对于水中非甾体抗炎药双氯芬酸的吸附过程.结果表明,双氯芬酸的吸附量随磁性MWCNTs投加量的增加而增大,而且吸附剂量增加到一定阶段后,双氯芬酸的吸附量达到平衡.在磁性MWCNTs的量为0.7g·L-1时,水溶液中双氯芬酸被磁性MWCNTs吸附的量达到最大,为33.37mg·g-1,对应的双氯芬酸去除率为98.1%.双氯芬酸的去除率随溶液pH的增加先增大后下降,随温度的升高而下降.用准一级、准二级模型进行了动力学分析.回归结果表明,准二级模型更准确地反映了吸附动力学.通过实验确定了Langmuir和Freundlich等温线的线性相关系数与标准偏差,结果揭示出Langmuir等温线与实验数据有很好的拟合度.对热力学参数的计算表明,ΔG00,意味着磁性MWCNTs对双氯芬酸的吸附是自发的;ΔH00,指明吸附是一个放热的物理吸附过程,温度低对吸附有利;ΔS00,代表该吸附是熵增过程.