关键词： 反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶   天然橡胶   填料网络   聚合物双网络结构   纳米复合材料  

摘要： 利用天然橡胶湿法胶(W-NR)与天然橡胶(NR)制备了NR/W-NR混炼胶,并进一步利用反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)改性NR及NR/W-NR,构筑具有不同聚合物网络结构及填料网络结构的橡胶纳米复合材料.采用炭黑填料分散仪、差示扫描量热仪以及平衡溶胀法等研究了白炭黑填充NR和NR/W-NR,NR/TBIR及NR/W-NR/TBIR橡胶纳米复合材料的结构与性能.结果表明,与NR和NR/W-NR相比,TBIR的加入可在天然橡胶基体中构筑聚合物双网络结构(包括硫交联键和TBIR片晶物理交联点),提高了混炼胶的模量与格林强度,改善了填料分散性,进而提高填料-橡胶相互作用.分别相对于NR和NR/W-NR硫化胶,NR/TBIR(90/10)及NR/W-NR/TBIR(40/66.5/10)硫化胶的耐磨性及伸张疲劳性能提高,滚动阻力降低,耐老化性改善.其中,TBIR与湿法胶并用构筑的NR/W-NR/TBIR(40/66.5/10)硫化胶具有更低的滚动阻力及优异的综合性能.本文建立了一种简单有效调控天然橡胶纳米复合材料的填料网络结构与聚合物网络结构的方法,赋予了天然橡胶基复合材料优异的综合性能.

关键词： 缺陷   界面   纳米复合材料   二氧化碳还原反应   氮气还原反应  

摘要： 实现碳氮循环是人类社会发展的迫切要求,也是催化领域的热门研究课题。在可再生能源的推动下,电催化技术引起了人们的广泛关注,且可以通过改变反应电压获得不同的目标产品。基于此,电催化技术被认为是缓解当前能源危机和环境问题的有效策略,对实现碳中和具有重要意义。其中,电催化CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)和N_(2)还原反应(N_(2)RR)是一种有前途的小分子转化策略。然而,CO_(2)和N_(2)均为线性分子,其中C=O和N≡N键的高解离能导致了它们高的化学惰性。此外,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的巨大能量间隙使它们具有高的化学稳定性;且CO_(2)和N_(2)的低质子亲和力使它们难以被直接质子化。另一方面,由于CO_(2)RR和N_(2)RR与析氢反应(HER)具有相近的氧化还原电位,造成其与HER之间存在竞争性关系,这也是致使催化剂在CO_(2)RR和N_(2)RR转化效率低的重要影响因素。因此,CO_(2)RR和N_(2)RR仍然面临着过电位高及法拉第效率低等问题。为了克服这些瓶颈,人们为提升CO_(2)RR和N_(2)RR电催化剂性能做出了很多努力。众所周知,电催化过程发生在催化剂表面,主要涉及质量传递和电子转移等过程。由此可见,催化剂的性能与其质量和电子传输能力密切相关,而调控催化剂表面结构可以优化活性点的质量和电子转移行为。电催化剂的缺陷和界面工程可通过表面原子工程来实现电子结构调控,对于提高气体吸附能力、抑制HER、富集气体及稳定中间产物等具有重要意义。到目前为止,所报道的各种缺陷和复合电催化剂在提高CO_(2)RR和N_(2)RR催化性能等方面均表现出巨大的潜力。在此,我们综述了CO_(2)RR和N_(2)RR中催化剂缺陷工程及界面工程的最新进展;首先讨论了四种不同的缺陷(空位、高指数晶面、晶格应变和晶格无序)对CO_(2)RR和N_(2)RR性能的影响;然后,总结了界面工程在聚合物-无机复合材料催化剂中的重要作用,并给出了典型实例;最后,展望了原子级电催化剂工程的发展前景,提出了开发和设计高效CO_(2)RR和N_(2)RR电催化剂的未来发展方向。

关键词： 太西无烟煤   微波辐照   固相力化学   煤基石墨烯   天然橡胶   纳米复合材料  

摘要： 将无烟煤与路易斯酸催化剂混合均匀后置于微波场-固相剪切力场交替作用下进行固相反应，微波场使煤分子内温度达到煤基石墨烯的反应温度，路易斯酸催化剂在高温环境下使煤分子进行烷基脱除反应，固相力化学反应器提供强大的剪切力场重复粉碎剥离实现了太西无烟煤的直接石墨烯化，进而在固相剪切碾磨中实现了煤基石墨烯与天然橡胶(NR)的纳米级复合，成功制备出抗静电煤基石墨烯/天然橡胶纳米复合材料。通过工业分析、元素分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和原子力显微镜等手段分阶段的表征了所制备纳米复合材料的结构与性能。结果表明在氯化铜催化-固相剪切碾磨-微波辐照的共同作用下，可以实现太西无烟煤的粉碎、剥离、脱氧、脱烃、脱氢、芳香稠环进而向石墨烯化方向发展，最终得到了3.5 nm厚度2D形貌的“煤基石墨烯(CB-GE)”；CB-GE可以实现对天然橡胶的增强和导静电功能化，在CB-GE质量分数20%时，CB-GE/NR纳米复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和电导率分别达到：22.36 MPa、278.8%和9.8×10-4S/cm，与天然橡胶材料相比分别提高314.1%、40.52%和9个数量级，在CB-GE质量分数4%时即可达到抗静电的要求。表明本文所制备的CB-GE可以实现对天然橡胶的增强和导静电功能化。氯化铜催化-固相剪切力场-微波场综合作用技术进行无烟煤的石墨烯化过程几乎无三废产生，可提升制备煤基石墨烯复合材料的经济性。同时固相力化学复合技术可实现纳米级石墨烯化无烟煤在不同聚合物基体材料中的纳米分散和直接复合，可以得到定向煤基石墨烯/聚合物纳米复合材料。

关键词： 热塑性聚氨酯   BaSO_(4)   纳米复合材料   X射线显影性能   力学性能  

摘要： 食品行业用输送带在运转过程中,可能会出现面层塑料颗粒脱落黏附在食品上,造成食品质量不合格,对人体健康产生负面影响。因此,开展可X射线探测的面层材料改性研究十分重要。本文通过熔融共混法制备了BaSO_(4)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)纳米复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、硬度和拉伸试验等系统地进行BaSO_(4)/TPU纳米复合材料的结构、热稳定性能和力学性能的表征。特别地,通过X射线透视测试表征复合材料的X射线显影性能。SEM表明BaSO_(4)以纳米尺寸均匀分散在TPU基体中。力学性能测试结果表明,BaSO_(4)对TPU有增强作用,BaSO_(4)添加量为10wt%时,BaSO_(4)/TPU纳米复合材料的综合力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率和断裂功较未改性TPU提高了10.19%、30.09%和31.92%。TGA测试结果表明BaSO_(4)/TPU复合材料的高温热稳定性有所提高。此外,通过添加纳米BaSO_(4),复合材料的X射线显影性能也得到了改善,从而实现在输送带面层中的应用。

关键词： 聚醚醚酮   石墨烯   纳米复合材料   导电性能  

摘要： 由于石墨烯(Gr)片层之间存在较强的范德华力且聚醚醚酮(PEEK)的熔融黏度大,Gr在PEEK基体中的分散性较差,导致复合材料的性能不能达到理想状态。为了提高Gr在PEEK中的分散性,本文通过乙酸/硝酸的混酸体系对PEEK进行化学改性,得到了PEEK-Aa粉末,然后采用溶液共混法和热压法制备了Gr/PEEK-Aa纳米复合材料。结果表明,Gr/PEEK-Aa纳米复合材料表现出良好的导电性,最大导电率为3.41×10^(-4 )S/cm,渗流阈值低至0.55vol%。此外,当Gr含量为1wt%时,Gr/PEEK-Aa纳米复合材料具有最佳的综合性能。

关键词： 无源RFID温度传感器   氧化锌/还原氧化石墨烯温敏材料   纳米复合材料   射频回波损耗   归一化频移  

摘要： 射频识别(RFID)技术与传感器的一体化设计,具有数据采集便捷和部署方便等优点,在智慧农业和食品溯源监测领域具有潜在应用价值。提出一种基于氧化锌(ZnO)/还原氧化石墨烯(RGO)的无源RFID一体化温度传感器设计,传感器天线和电极主要采用微带贴片天线制作,天线及电极结构通过HFSS软件进行仿真设计及优化,然后利用热转印技术在环氧树脂覆铜板上通过化学刻蚀制备图形化电极;传感器的温敏材料为水热法制备的ZnO/RGO纳米复合材料。ZnO/RGO温敏材料阻抗随环境温度发生变化,从而引起RFID射频谐振中心频点偏移,以射频回波损耗和归一化频移来度量环境温度的变化,在10℃~60℃量程范围内,该传感器的温度灵敏度可达0.86 dB/℃,线性度R2=0.99。

关键词： Ag/WO_(3)   纳米复合材料   水热法   六价铬   光催化还原  

摘要： 以钨酸钠和硝酸银为原料,采用水热法合成得到Ag/WO_(3)纳米复合材料。XRD和SEM结构分析表明,Ag纳米颗粒掺入到WO_(3)结构中,增加了孔隙率和粗糙度,增强了纳米复合材料表面的活性位点,提高了有效比表面积。光催化实验表明,分别以WO_(3)和Ag/WO_(3)为光催化剂处理模拟废水中的Cr(Ⅵ)离子,对应在155 min和130 min的可见光照射后,Cr(VI)离子被完全去除。通过考察Ag/WO_(3)对实际工业废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原能力,结果表明,该光催化剂在还原工业废水中的Cr(Ⅵ)方面具有良好性能。

关键词： 牡蛎壳粉   高密度聚乙烯   熔融共混   纳米复合材料  

摘要： 将牡蛎壳进行回收,采用高温煅烧改性后与高密度聚乙烯采用熔融共混法制备了纳米复合材料。使用FTIR、XRD、SEM和TG对复合材料的结构、形貌和耐热性能进行了表征,并研究了改性后牡蛎壳粉对高密度聚乙烯性能的影响。结果表明,改性后的牡蛎壳粉可以提升高密度聚乙烯纳米复合材料的综合性能。当改性后牡蛎壳粉的含量为1%时,纳米复合材料的综合性能最好。

关键词： 分子印迹电化学传感器   组胺   纳米复合材料   量子化学  

摘要： 基于多壁碳纳米管(MWCNTs)、石墨烯量子点(GQDs)和纳米金(AuNPs)组成的三维导电网络,并借助量子化学进行分子印迹聚合物设计计算,选取对氨基苯硫酚(p-ATP)和吡咯(Py)作为双功能单体,制备了用于检测组胺的分子印迹电化学传感器。结果表明,三维导电网络的优良导电性以及导电材料与单体之间的强相互作用放大了电化学信号,因而该传感器电导率高,重现性好,对组胺的检测响应良好,线性范围在5~100μmol/L,检出限为0.86μmol/L(信噪比S/N=3)。

关键词： 静电纺丝   金属有机骨架   纳米复合材料   锂离子电池  

摘要： 金属有机框架(MOFs)材料因其具有高度可控的结构以及可调的孔隙率而在电池材料领域应用广泛。但由于MOFs类材料较低的电导率以及堆叠结构带来的活性位点利用率低等问题使其难以直接用作电极材料。因此,发展MOFs材料电极仍然存在挑战。本文将表面含有Co^(2+)离子的多孔炭纤维在高温高压条件下与含对苯二甲酸根的蒸汽进行反应。通过气-固反应的方法在碳纤维表面原位生长Co-MOF,制备负载纳米级Co-MOF颗粒的碳纳米纤维复合材料,并对该复合材料的结构形貌以及锂电池性能进行分析。多孔碳纤维的引入以及较小尺寸的MOF生成使得复合材料的导电性和稳定性得到了极大的提高。当被用作锂离子电池的负极时,Co-MOF/Pcnf在0.1 A/g的电流密度下循环100次后具有1081 mAh/g的可逆容量;在1 A/g的大电流密度下循环1000次后仍具有623.4 mAh/g的可逆容量。本研究为发展MOFs材料电极提供新的发展思路。