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功能材料 2016年第08期杂志 文档列表

石墨烯及其复合材料在重金属离子吸附方面的应用8001-8007

摘要：重金属污染是目前最为严峻的环境污染问题之一,因此,寻找高效的纳米材料去除水中的重金属变的尤为重要。作为碳系家族的新成员,石墨烯已经成为万众瞩目的研究热点。由于具有超大的比表面积、较高的机械强度和稳定的化学性质等突出优势,石墨烯不仅在场效应晶体管、催化、药物输送等领域应用前景广阔,而且作为吸附材料在重金属离子处理方面的潜能也备受关注。综述了近年来有关石墨烯及其复合材料吸附水溶液中重金属离子的研究,系统介绍了石墨烯基材料对重金属离子的吸附效果、吸附机理、影响因素,及该材料的脱附再生性能。最后,对石墨烯及其复合材料研究过程中的挑战进行了评述,同时对它们在水处理过程中的应用前景做了深入探讨和展望。

弹性加成型硅胶涂层的制备及防冻粘性能研究8008-8012

摘要：通过对4种涂层进行切向结冰循环剥离测试发现,样件A涂层虽然具有高的接触角,但是随着切向结冰剥离次数的增加,涂层的接触角逐渐降低,切向冻粘强度逐渐增大;而样件B、C、D涂层表面的接触角及切向冻粘强度变化不大,但样件B涂层的切向冻粘强度较低,通过向样件B涂层的配方中添加不同含量的端乙烯基三氟丙基聚硅氧烷后,发现当其质量分数为20%时,涂层具有较高的接触角及较低的切向冻粘强度,最后通过对端乙烯基三氟丙基聚硅氧烷质量分数为20%时涂层进行不同结冰温度、不同结冰时间的切向冻粘强度的测试发现,随着冻粘时间的延长及冻粘温度的降低,冰与涂层表面的切向冻粘强度呈逐渐增大的趋势,最后给出了较佳的除冰时间及温度。

黄芩提取物/PBS复合材料的界面作用及降解机理研究8013-8019

摘要：从植物黄芩中提取有效染色成分,与可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）复合制备环保型着色复合材料。通过XPS、FT-IR分析与分子模拟揭示了复合材料的界面作用。对材料亲疏水性、热稳定性、力学性能进行测试,研究了提取物的添加对复合材料的性能影响。通过模拟自然降解、大田降解研究了复合材料的降解情况,并探讨了降解机理。结果表明,黄芩提取物的添加使得复合材料的亲水性增强。复合材料XPS、红外光谱及分子模拟显示黄芩提取物中的—OH与PBS酯基作用形成C=O…H—O,从而使得材料的热稳定性、力学性能得以保持或改善。黄芩提取物作为小分子物质,易被微生物侵蚀,其产生的孔洞使得复合材料的降解速率增大。

钠离子电池负极材料密度泛函理论研究进展8020-8030

摘要：近年来有关钠离子电池的理论计算和实验研究不断增多,其中第一性原理计算的应用及结果引起国内外学者的研究兴趣。综述了密度泛函理论在钠离子电池负极材料中应用的研究进展,主要包括结构模型、电极电势或电池电压、可逆容量、晶格膨胀及其弹性、钠的存在状态、钠离子的扩散行为和电子导电性。随着研究的逐步深入,通过密度泛函理论计算能够给出电极材料可逆储钠性能的系统解释,并在新材料结构和成分设计方面发挥更重要的作用。

MEA、DEA浸渍改性SBA-15对CO_2吸附性能的研究8031-8034

摘要：为实现CO_2的高效捕集,采用浸渍法将MEA、DEA分别负载到介孔材料SBA-15的孔道内,研究改性前后样品对CO_2吸附性能的影响,其中主要分析不同温度下CO_2吸附量的变化情况。通过X射线衍射（XRD）、低温N2吸附-脱附（BET）、热重分析（TGA）等手段对所得样品进行表征。结果表明,MEA、DEA均负载到SBA-15的孔道内部,且没有破坏介孔结构;经MEA、DEA改性后样品的吸附性能显著提高,最大吸附量分别提高了51%和75%。

石墨烯的改性及其在电化学检测方面的研究新进展8035-8042

摘要：介绍了石墨烯的基本性质,综述了石墨烯的表面改性及其在电化学检测方面的应用,并对不同改性方法的优缺点进行了讨论,另外比较了基于石墨烯的检测手段与传统的检测手段,最后对基于石墨烯的材料在未来的发展进行了展望。

硅负极材料的储锂机理与电化学改性进展8043-8049

摘要：硅作为锂离子电池负极材料具有极高的比容量,被认为是最有应用潜力的下一代锂离子电池负极候选材料。本文系统总结了硅负极材料的电化学储锂特性和储锂机理,分析了硅负极材料存在的主要问题及原因。针对存在的问题,从嵌脱锂过程硅材料粉化调控、稳定固体电解质界面膜（SEI膜）的构建和硅材料导电性调变3方面对硅负极材料的电化学改性进展进行了评述,并指出了硅负极储锂材料今后的研究方向。

导电聚合物在正极材料LiFePO_4上的应用及进展8050-8057

摘要：主要介绍了国内外在导电聚合物材料包覆改性LiFePO_4方面的研究进展,包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电聚合物对LiFePO_4改性及作用机理。同时,还分析了导电聚合物包覆改性存在的问题,并对将来的发展做了展望。

静电纺丝法制备聚偏氟乙烯（PVDF）及其复合纳米纤维的应用与发展前景8058-8063

摘要：聚偏氟乙烯（PVDF）机械强度高、耐辐射性好且具良好的化学稳定性,在诸多领域有着广泛的应用。当其尺度达到纳米级时,其纳米材料具有更多优异的性能。静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的简单有效的方法,目前已成功制备出多种不同种类的纳米纤维,在制备功能性纳米纤维方面也取得了显著成果。本文综述了近几年电纺法制备的PVDF及其复合纳米纤维材料在医学、环境工程、电工电气及纺织领域的应用现状;指出静电纺PVDF及其复合纳米纤维面临的问题及发展前景。

面向等离子体钨基材料的增韧研究最新进展8064-8067

摘要：钨及钨基材料由于其高熔点、高热导率、低蒸气压、低溅射产额及低辐照放射性等优异性能,成为具有广阔应用前景的面向等离子体材料。然而,钨基材料的本征脆性成为其作为聚变材料的主要限制因素,也成为国际聚变材料界的研究热点。本文综述了通过合金化、弥散强化以及复合材料等3种途径来增加钨基材料韧性的最新研究进展。目前合金元素中只有铼的添加能够显著改善钨的韧性;单一弥散强化方式难以有效提高钨的韧性,适当的热机械加工能够明显降低钨基材料的韧脆转变温度;通过钨箔钎焊制备出的钨层压结构复合材料的韧脆转变温度降低到了150℃。

分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究进展（一）：分子纳米层8068-8073

摘要：无机材料形成的纳米层可以作为铜扩散阻挡层,已经被广泛地研究,如钽和氮化钽。但是在低于3纳米厚度,尤其在具有较高的深宽比的器件中,此类材料纳米层不够均匀致密,不能作为理想的扩散阻挡层。由短的有机链和功能性端基组成的有机分子纳米层被用来改善表面性能,如润滑,纳米光刻和腐蚀防护。本文介绍了有机分子纳米层作为铜扩散阻挡层的要求;综述了作为铜扩散阻挡层的有机分子纳米层的类型和作用机理;分析了每类分子纳米层的优势和不足;展望了分子纳米层今后的研究方向。此外,介绍了国内对分子纳米层作为铜扩散阻挡层的研究进展。

聚丙烯压电驻极体的振动能量采集研究8074-8078

摘要：以线性聚丙烯（PP）为原材料,经压缩气体膨化处理和电晕极化处理后,使其具有压电效应,并将其应用在振动能量采集器中。结果表明,PP压电驻极体在厚度方向上的弹性模量和机械品质因数（FOM,d33·g33）分别为1.7 MPa和8.4GPa-1,利用面积为3.14cm2单层膜进行能量采集,当振子质量为25.6,33.7和57.7g时,其共振频率分别为2 300,2 000和1 800 Hz,在各自的匹配负载条件下,获得的输出功率分别为10.1,13.2和16.9μW/g2。将两片PP膜电学串联,当振子质量为33.7g时,在共振频率1 400Hz和匹配负载4.3 MΩ的条件下,可以获得的输出功率为15μW/g2。

内掺Ca（OH）_2对碱矿渣混凝土强度发展的影响8079-8083

摘要：通过水化热、孔隙率及吸水率测试、XRD等分析手段,研究了内掺Ca（OH）_2对碱矿渣混凝土性能发展规律的影响。测试结果表明,加入Ca（OH）_2后,碱矿渣水泥水化速率提高,可进一步加快其早期强度发展;碱矿渣混凝土试件28d的毛细孔率及吸水率均有所下降,说明混凝土孔结构得到了优化;XRD分析表明,碱矿渣混凝土中富钙水化产物增多并生成了水化铝酸四钙。

304不锈钢表面纳米化层的组织和性能8084-8088

摘要：采用表面机械研磨技术（SMAT）对304不锈钢进行表面纳米化处理,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜和显微硬度仪对处理后的不锈钢表面层组织进行表征,并在不同温度下对表面纳米组织的热稳定性进行研究。结果显示,经过SMAT后,表面获得了约436μm厚度的变形层,表面晶粒尺寸约为80nm;在SMAT处理过程中发生了应变诱发马氏体相变;表层晶粒的细化能显著提高组织的显微硬度;当保温温度在550℃以下时,表层纳米组织具有良好的稳定性,当温度超过600℃时晶粒显著长大。

ZnO/Cu多层膜的制备及电磁屏蔽性能研究8089-8093

摘要：采用磁控溅射法在涤纶水刺非织造布表面沉积纳米结构Cu单层膜和ZnO/Cu多层膜,利用原子力显微镜（AFM）对薄膜表面形貌进行分析,并利用四探针测试仪和矢量网络分析仪对样品的电学性能进行了测试。结果表明,在ZnO薄膜表面生长的Cu膜比在PET织物表面生长的Cu膜的均匀性、电学性能要好;在Cu镀膜时间相同的情况下,随着ZnO镀膜时间的增加,多层膜ZnO/Cu的电学性能先提高后降低,当ZnO镀膜时间为20min时,多层膜的电学性能达到最好;在ZnO镀膜时间相同的情况下,随着Cu镀膜时间的增加,多层膜ZnO/Cu的电学性能和织物表面颗粒均匀性经历了先提高、最后趋于稳定的过程,屏蔽效能最大平均值达到56dB。

气相分压对Co-Ni-Sb三元热电材料体系相平衡和相稳定性的影响8094-8103

摘要：依据Co-Ni-Sb三元系凝聚态的热力学优化评估和气相组分的热力学数据,利用Thermo-calc软件从热力学角度分析了气相压力对该体系中二元和三元体系的相平衡和相稳定性的影响。结果表明,气相压力减小到一定程度,Co-Ni、Co-Sb、Ni-Sb和Co-Ni-Sb体系中的化合物发生分解,出现气-液-固三相平衡区;计算的三相平衡温度-压力图（T-P图）表明各化合物都存在发生分解的临界压力和临界温度,在临界压力之上或临界温度以下,凝聚相间保持与常压下基本相同的相平衡关系。通过真空条件下Ni/ηCoSb3三元扩散偶测定的Co-Ni-Sb三元系1 073K等温截面,验证了计算的相平衡关系。研究结果为制备含Ni方钴矿热电材料ηCoSb3的工艺设计提供了热力学参考。

Sr变质对ADC12组织及性能的影响8104-8108

摘要：采用金相显微镜、扫描电镜、差热分析等手段,研究了不同含量的Sr变质对ADC12合金显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,Sr的加入降低了该合金的共晶温度,较大程度地改善了合金的组织及性能。当加入0.05%（质量分数）的Sr时,组织中的α-A1相和共晶硅相均得到了明显的细化,树枝状的初生α-A1相已基本被打断,晶核数量增多,形貌为近球状,尺寸变得更加细小,而共晶硅相则呈细小弥散分布的纤维状,此时合金的综合力学性能较佳,其抗拉强度达到269.54MPa,延伸率达到3.21%,分别比基体合金提高了47.48%和65.46%,并且合金材料断口上解理面变少,韧窝数量增加,形貌变小、变深,分布也较为均匀,表现为明显的韧性断裂。

PFI磨解对MFC及纳米纤维纸基材料性能的影响8109-8113

摘要：微纤化纤维素（microfibrillated cellulose,MFC）是一种具有纳米尺度的新型纤维素纤维,具有极为广阔的应用前景。但工业化MFC产品存在尺寸分布和纤丝化程度不均一的问题,从而影响其使用。本文采用PFI磨解的方法对MFC进行后处理,结果表明：PFI磨解可显著提高MFC的均一性,磨解转数为20 000转时,小于200μm的组分含量可达到92.3%,纤维平均长度为42μm。MFC经PFI后处理可制备出具有更高性能的纸基材料,在磨解转数为60 000转时,紧度可提高66.13%,透明度可提高40.26%,吸收性下降45.83%。撕裂指数最高增幅为268.03%（10 000转）,抗张指数可提高90.41%（20 000转）。