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功能材料 2017年第01期杂志 文档列表

功能材料杂志热点·关注

锂硫电池有机电解液研究现状与展望1001-1013

摘要：作为一种高能量密度和绿色环保的储能体系，锂硫电池的发展前景被普遍看好，但是其当前存在的活性材料利用率低、循环性能差、自放电严重等问题，严重制约了实用化进程。放电中间产物多硫化锂在电解液中的溶解与穿梭是导致上述问题的主要原因。人们起初多从改性正极材料入手开展研究工作，但随着认识的不断深入，逐步意识到锂硫电池的另一关键部件——有机电解液亦极大影响着电池性能，因此电解液研究近年来开始备受关注。首先分析了锂硫电池电解液的基本设计理念，然后详细论述了近几年在锂盐、有机溶剂、离子液体、添加剂等方面的研究进展，最后简要展望了电解液今后的发展方向。

共沉淀法制备锂离子正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O21014-1018

摘要：采用化学共沉淀法，以硫酸盐为原料，氨水为络合剂，NaOH为沉淀剂，制备得到颗粒均匀的镍钴锰氢氧化物Ni0.5Co0.2Mn0.3（OH）2前驱体，通过跟Li2CO3混合烧结后得到类球形的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。采用热重分析（TG）、X射线衍射（xRD）、扫描电镜（SEM）对样品的结构、形貌、粒径分布进行表征，并利用恒流充放电测试对材料的电化学性能进行了分析。结果表明，在pH值=11．5的条件下制备得到的前驱体，与Li2CO3混合后，900℃下烧结后的正极材料，球形形貌规整，具有层状结构和优异的电化学性能，首次放电比容量达159mAh／g，60次充放电循环后放电比容量为147．1mAh／g，容量保持率为92％。可见所制备的LiNi0.515Co0.2Mn0.3O2材料具有高放电比容量、良好的循环性能和结构稳定性。

柔性透明纳米发电机的电极材料研究现状1019-1028

摘要：柔性透明纳米发电机可收获生活中的多种能量，如机械能、热能等，并且具有良好的透光性和柔性，可以适应生活中遇到的复杂环境，在低功耗便携式设备，自供能电子系统和植入式传感器等领域有巨大的应用前景。系统的综述国内外关于柔性透明纳米发电机的研究现状，阐述纳米发电机的分类及工作原理，重点讨论分析了氧化铟锡（ITO）、碳纳米管、石墨烯等3种不同电极材料的柔性透明纳米发电机的输出特性以及存在的问题，并且针对这些问题，预测了未来柔性透明纳米发电机的发展应致力于在改善现有透明电极材料的性能的同时，优化器件结构设计，实现柔性透明纳米发电机的发电性能的提升，并且继续改进制备工艺，实现纳米发电机的集成化，以便柔性透明纳米发电机投入实际应用。

NH4F改性MWCNTs负载Pd纳米粒子的电催化性能研究1029-1033

摘要：以无机物NHtF为改性剂，对NaOH处理后的多壁碳纳米管（f1-MWCNTs）进行共价键表面修饰得到f2—MWCNTs，将前驱体溶液在紫外光照射下边还原边负载于f2-MWCNTs表面，制得Pd／f2-MWCNTs催化剂。利用FT—IR、TEM、EDS、XRD和XPS等手段对其进行表征，结果表明f2-MWCNTs表面形成C-F、C—N等化学键和Pd／f2—MWCNTs表面存在Pd—F配位键，通过这些化学键的相互作用改变了Pd的电子结构，从而提高Pd纳米粒子的负载率和分散性。通过电化学测试发现，Pd／f2-MWCNTs催化剂对甲醇具有优异的催化性能，其质量电流密度是JM公司商业Pd／C催化剂的2．87倍。

石墨烯／聚吡咯导电复合材料超级电容器电极的制备研究1034-1037

摘要：超级电容器与锂电池相比具有更高的循环稳定性以及更高的能量密度。提高超级电容器电极材料化学稳定性，增大离子吸附比表面积，以获得更好的电化学性能，成为超级电容器研究领域的热点。以湿化学还原法制备的石墨烯为基底，采用原位电化学沉积法制成了石墨烯／聚吡咯导电复合材料超级电容器电极。通过扫描电子显微镜（SEM）对电极的微观形貌进行了观察，利用电化学工作站对组装的超级电容器电化学性能进行了系统表征，同时探讨了沉积浓度和沉积时间对电化学性能的影响。结果表明，在0．2mol／L吡咯溶液中沉积时间为22．5min制备出的石墨烯／聚吡咯导电复合材料电极的比电容可达388F／g，表现出优良的超级电容器电化学性能。

功能材料杂志综述·进展

胶原基水凝胶的制备、结构性能表征及其在生物医学中的应用1038-1046

摘要：作为一种具有特殊网络结构和功能的天然高分子材料，胶原基水凝胶已在医用敷料、药物载体、组织工程支架等生物医学领域得到了广泛应用。对近几年胶原基水凝胶的研究应用现状进行了全面综述，从胶原的结构与性能入手，着重对胶原基水凝胶的制备、结构性能表征及其在生物医学中的应用进行了阐述，同时对制备过程条件的控制对水凝胶结构性能的影响进行了重点讨论，对胶原基水凝胶的未来前景和发展重点进行了展望，有望为将来有关胶原基水凝胶的研究和应用提供数据参考。

羟基磷灰石微结构调控的研究进展1047-1055

摘要：人工合成的羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）与人体硬组织的无机相成分相似，并具有良好的生物相容性、骨传导性和骨诱导性，在骨组织工程领域得到了广泛的应用及研究。在HA的制备过程中，晶体的成核作用、生长习性、表面形貌以及尺寸受到诸多因素的影响，从而导致HA的微结构变化多样。HA的微结构对材料的宏观理化性能及生物力学特性有着重要作用，近年来微结构调控成为HA材料研究中的热点。综述了制备方法、合成工艺参数、离子取代及有机物模板等对HA微结构的调控及研究动向。

电介质／金属／电介质结构透明导电薄膜的研究进展1056-1063

摘要：电介质／金属／电介质（D／M／D）结构透明导电薄膜是经过独特设计的一类性能优良的透明导电薄膜，经过多年研究，其各项性能指标得到了极大地提高，其应用范围也在不断拓展，目前已可应用于诸多领域。主要论述了D／M／D多层透明导电膜的研究现状，包括膜层设计原理、材料选择机制，并总结了金属层厚度、金属退火温度对膜系结构、光学、电学性质的影响机制。

功能材料杂志研究·开发

Bi1.85In0.15Se3单晶的结构及输运特性研究1064-1067

摘要：主要研究了Bi1.85In0.15Se3的晶体结构、微观形貌及电输运性能。样品具有六方层状结构，形成的晶体易解理。样品的电阻率曲线在低温区域出现了金属一绝缘体转变行为。拟合结果表明，在低温下电子一电子散射和Mott变程跃迁模式共存，Mott变程跃迁模式在低温下对电阻率贡献作用的增大，导致金属一绝缘体转变的出现’而在高温区域，声子散射及电离杂质散射对载流子的作用共存。当施加外加磁场时，样品出现了与纯Bi2Se3相反的负磁电阻效应。这种反常的磁电阻行为可能跟由洛仑兹力导致的正磁电阻与自旋无序电阻率减小引起的负磁电阻之间的竞争作用有关。

氧化钛和氧化铝陶瓷的骨诱导作用1068-1072

摘要：蛋白质吸附、钙磷离子释放和表面生物矿化是钙磷材料诱导异位骨生成的可能材料机制。对比了非表面微孔羟基磷灰石陶瓷（HA—S）、表面微孔羟基磷灰石陶瓷（HA—R）和表面微孔生物惰性非钙磷陶瓷（TiO3陶瓷；Al2O3陶瓷；两者无钙磷释放，无表面生物矿化能力）的异位骨诱导能力。研究发现，不同化学成分的陶瓷材料对蛋白质有选择性吸附。即使不吸附骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2），具有表面微孔的非钙磷陶瓷也能诱导异位骨组织生成。结果表明，钙磷离子释放和表面生物矿化在磷酸钙生物材料骨诱导中不起关键作用，表面微孔也不一定通过蛋白质吸附而在异位骨诱导中起作用。

空心微珠泡沫材料的导热性能研究1073-1077

摘要：通过烧结空心微珠坯体的方法制备了超低容重空心微珠泡沫材料，研究了温度、样品的容重、开孔气孔率对导热性能的影响规律。结果表明，随着温度的升高，空心微珠泡沫材料的导热系数逐渐增大；材料中的封闭孔部分变成连通孔之后，材料的导热系数增大。空心微珠泡沫材料容重为146kg／m3时，导热系数为0．054w／（m·K），容重为100～600kg／m3的样品，

苯胺－对苯二胺共聚物改性水性聚氨酯－丙烯酸酯涂层的制备及防腐性能研究1078-1083

摘要：采用微乳液聚合法合成苯胺-对苯二胺共聚物P（ANI—PDA），采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯－丙烯酸酯复合乳液（WPUA），根据物理共混法制备出苯胺-对苯二胺共聚物／水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层P（ANI—PDA）／WPUA。采用原子力显微镜（AFM）、热重分析（TGA）、吸水率测试、电化学测试和盐雾实验对P（ANI—PDA）／wPUA的形貌、热稳定性和防腐性能进行了表征和测试，研究了P（ANI-PDA）用量对涂层防腐性能的影响。结果表明，随着P（ANI—PDA）用量的增加，胶膜的热稳定性提高，乳胶粒粒径增大，当P（ANI—PDA）用量为1．5％时，胶膜的吸水率最低为4．1％，腐蚀电位为－1．034V，腐蚀电流密度为2．75×10^-7A·cm2，耐盐雾最好，防腐性能最佳。

海洋环境下磁场对电磁屏蔽涂层保护性能的影响1084-1088

摘要：采用电化学阻抗谱（EIS）研究了3．59／6（质量分数）NaCl溶液中外加磁场对Ni基电磁屏蔽涂层单、双层体系保护性能的影响，并采用体视显微镜与扫描电子显微镜对浸泡后涂层的表面及截面形貌特征进行了观察。结果表明，单层Ni基涂层体系下，磁场的作用表现为阻滞了溶液的扩散，使得其低频阻抗模值｜Z｜0.01Hz随浸泡时间的增加下降速度减缓，这是由于磁场使涂层中Ni颗粒重新排布，减少了涂层内缺陷；对于电磁屏蔽涂层／丙烯酸聚氨酯清漆双层体系，EIS结果表明外加磁场使涂层｜Z｜0.01Hz下降更快，而磁场方向对｜Z｜0.01Hz的变化规律无明显影响。这说明尽管磁场优化了底漆中Ni颗粒在涂层中的分布，提高了电磁屏蔽底漆的保护性，但是对于丙烯酸聚氨酯面漆的失效过程，磁场对电解质扩散的加速作用占主导地位，二者叠加总体来说磁场加速了双层涂层体系腐蚀过程。

赖氨酸超小纳米粒的制备及胶质瘤细胞荧光成像1089-1094

摘要：利用N-芴甲氧羰基-L-赖氨酸分子接枝异硫氰基荧光素，合成赖氨酸-荧光素小分子，在反相微乳液中京尼平作为交联剂交联赖氨酸-荧光素分子制备超小纳米粒。所得纳米粒纯化后进行紫外-近红外可见光扫描分析，确定荧光素交联到纳米粒上及未反应小分子被完全洗脱。动态光散射考察所得纳米粒径为（198．33±0．03）nm、透射电子显微镜观察到纳米粒呈球形，平均粒径为39．78nm。荧光光谱表征所得纳米粒与荧光素荧光光谱完全吻合。利用胶质瘤U87细胞进行纳米粒荧光成像，细胞被染色。利用CHO细胞考察纳米粒的毒性，在一定浓度下（小于8mg／mL）纳米粒对细胞无明显毒副作用。

基于纳米压入法的Ti（58-x）Cu42Nix合金纳米力学行为研究1095-1098

摘要：借助纳米压入测试方法，对Ti（58-x）Cu42Nix（x=0，5，10）合金进行测试，研究掺入不同含量Ni的Ti—Cu合金的纳米力学性能，采用压痕形成过程中塑性应变与总应变的比值来表征合金塑性。分别用Oliver—Pharr方法和基于压痕功修正算法对比分析实验结果，研究了压痕表面形态和合金力学参数。结果表明，随着Ti—Cu合金中Ni含量的增加，其塑性性能减弱，即弹性性能增强。在压入过程中Ti48Cu42Ni10表面的凸起程度最大，Ti53Cu42Ni5的凸起程度略小，Ti58Cu42凸起程度最小，且3种合金的耐磨性随着Ni含量的增加而变强。

超支化聚酰胺纳滤膜的制备及其吸附性能研究1099-1104

摘要：以端氨基超支化聚酰胺为水相单体，对苯二甲酰氯为油相单体，采用界面聚合法通过控制单体浓度制备出具有荷负电特征的超支化聚酰胺纳滤膜。该膜对1000mg／LNaCl、Na2SO4、MgCl2、MgSO4的脱除顺序为Na2SO4〉MgSOa〉MgCl2〉NaCl，对硫酸钠的脱除率为73．5％。在明确该膜分离特征的基础上，着重考察了操作压力、Mg计浓度等因素对纳滤膜吸附镁离子性能的影响。结果表明，增大操作压力和进料液浓度均有助于缩短膜吸附达到平衡的时间，且吸附量略有增大；动力学模拟结果表明该膜的吸附动力学比较符合准一级动力学模型；并且理论分析初步表明镁离子主要吸附在膜表面及孔内部。

天冬氨酸-衣康酸共聚物对碳酸钙阻垢性能研究1105-1108

摘要：为提高聚天冬氨酸（PASP）抑制碳酸钙结垢的性能，改性合成了新型产品天冬氨酸-衣康酸共聚物（PAI）。采用静态阻垢法，考察不同水质条件对PAI阻垢性能的影响，并与改性产品天冬氨酸-赖氨酸共聚物（PAL）扣市售PASP进行了对比；初步从动力学角度，考察了PAI、有机膦系阻垢剂PBTCA和PASP在特定条件下阻垢效果的差异。结果表明，相同实验条件下，PAI的阻垢率最高可达90．12％，略优于PAL，明显高于PASP；碳酸钙结晶生长速率常数分别为k（PBTCA）-30．39〈k（PAI）-34．806〈k（PASP）-40．557。表明PAI是阻垢性能优异的新型改性产物，适用于水质条件不稳定和水力停留时间较长的用水系统。

环境湿度对有机电致发光二极管功能材料的影响1109-1114

摘要：随着有机电致发光二极管（OLED）市场化进程加快，有机光电功能材料的应用日趋广泛，但环境湿度对OLED功能材料影响的研究鲜有报道。以典型的空穴传输材料N，N′-bis-（1-naphthyl）-N，N′-biphenyl-1，1，_bipheny1-4，4′-diamine（NPB）为例，将其分别置于环境湿度为5％，20％，359，6和509／6，环境温度均为25℃的条件下24h，以其为空穴传输层构建绿色荧光OLED器件；系统调查了NPB材料不同存储环境湿度对OLED器件性能的影响。结果表明，随着NPB存储环境湿度不断增加（5％～50％），器件性能逐渐降低，其中最大电流效率由3．96cd／A降低到3．31cd／A。进一步地，单载流子器件的电流-电压特性表明，随着环境湿度的增加，NPB空穴传输性能逐渐增强，这加剧了OLED器件中空穴和电子传输性能的不平衡，导致器件效率较低。此外，分析了NPB薄膜光致发光（PL）光谱随着材料存储湿度的增加逐渐红移的现象，这可能是由于水分子的侵入，使得NPB分子的局域激发态转换为具有强烈电荷转移特征的激发态的结果。