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功能材料 2018年第03期杂志 文档列表

功能材料杂志热点·关注

α粒子和Kr+离子对钙钛锆石辐照损伤的MonteCarlo模拟3001-3006

摘要：为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和Kr+离子在100~3000keV入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值.结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437~6960nm,形成的空位总数为12~20个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的Kr+离子轰击时,入射离子射程为39~1130nm,形成空位总数为138~1097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1000keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度小,1500keV的Kr+离子所产生的峰值dpa深度大.

富锂锰基正极材料结构优化设计与电化学性能研究进展3007-3012

摘要：针对锂离子电池用正极材料——富锂锰基材料的首次效率低、锂离子扩散差及电压衰减快等问题,研究者开发利用优化材料结构(结构优化设计)来提高富锂锰基正极材料的电化学性能。到目前为止,已报道了许多优秀的结构,如微米/纳米结构、介孔结构等,并取得了不错效果。就结构设计对富锂锰基正极材料电化学性能的影响作用机理来进行分类,详细研究和探讨结构优化设计如何通过影响锂离子扩散、材料结构稳定性、材料不可逆相变和Mn离子溶解等因素来提高材料电化学性能的机理,并提出进一步的优秀结构设计的研究发展趋势与方向。

一种Mannich型酸化缓蚀剂制备及作用机理研究3013-3019

摘要：合成了一种Mannich化合物作为酸化缓蚀剂主剂,通过正交实验考察了其与分散剂、增效剂等的缓蚀协同作用,最终得到一种高温酸化缓蚀剂MMPD;通过电化学、吸附热力学及表面分析对其作用机理进行研究并构建吸附模型。结果显示,在140℃,20%盐酸介质中,当缓蚀剂MMPD加量为3%时,N80钢的腐蚀速率降至28.78g/(m2·h),优于一级品标准;其属同时抑制阴阳极的混合型缓蚀剂。

炭化处理对重组竹阻燃抑烟性能影响3020-3024

摘要：利用锥形量热仪、氧指数测定仪和烟密度测定仪研究了炭化处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响,结果表明,炭化处理可以降低重组竹燃烧热释放速率和质量损失速率,减少热释放总量,增大氧指数,延迟点燃时间。炭化处理使重组竹燃烧热释放速率峰值降低了36.6%、达到峰值的时间延迟了450s,点燃时间增加了5倍,氧指数增大了49.3%,质量损失速率峰值降低了21.8%、达到峰值的时间延迟了505s;炭化处理显著降低了重组竹烟生成速率、烟生成总量、烟密度及一氧化碳与二氧化碳释放速率。炭化处理使重组竹燃烧烟密度降低了35.9%,一氧化碳与二氧化碳释放速率达到最大值时间延迟了600s左右。炭化处理对重组竹具有明显的阻燃抑烟效果。

3D-石墨烯及其聚苯胺复合材料在超级电容器中的研究进展3025-3030

摘要：聚苯胺制备工艺简单,价格低廉,结构稳定,理论比容量大,掺杂过程简单,具备掺杂和反掺杂的性能,但循环稳定性差,将其与石墨烯复合,利用二者的协同作用能够更好地提高电容性能。与二维石墨烯相比,三维石墨烯具有独特的三维多孔结构,不仅增加了与电解液的接触面积,同时提供了快速的电子传输通道,而且其独特的网状结构可减少聚苯胺在复合材料中的团聚使其在超级电容器方面表现出良好的潜力。介绍了三维石墨烯的制备方法,主要包括自组装法和模板导向法;综述了三维石墨烯/聚苯胺复合材料以及掺杂改进的三维石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及其电化学性能在超级电容器中的研究进展;并对其未来研究发展趋势进行了展望。

功能材料杂志综述·进展

石墨烯功能化修饰进展及应用3031-3041

摘要：石墨烯是当前最受关注的材料之一,许多国家和机构都致力于石墨烯的功能化修饰方面的研究。结合目前国内外研究现状,从修饰石墨烯的分子类型出发,综述了金属及其化合物、无机小分子、有机小分子以及聚合物4大类修饰方法,介绍了石墨烯功能化的研究进展及其在不同领域的应用和展望。

仿生结构一维光子晶体传感器的制备与应用3042-3053

摘要：很多生物像蝴蝶、甲壳虫、鲍鱼壳等具有一维光子晶体结构色,人们模仿这些一维光子晶体制备了光子晶体传感器。综述了使用旋涂法、表面活性剂自组装法、嵌段共聚物自组装法以及全息法等有效方法制备仿生结构一维光子晶体传感器,并将此传感器应用于温度、压力、有机溶剂、酸度以及化学小分子等多方面的检测。该类传感器优点在于制备方便快速,具有较好的灵敏度和选择性。目前研究方向是采用更多的制备方法模拟一维生物结构色,并在更广泛领域得到广泛应用。

淀粉/聚乳酸可生物降解复合材料相容界面构建研究进展3054-3063

摘要：淀粉/聚乳酸(淀粉/PLA)可生物降解复合材料的开发能够缓解塑料工业对石油资源的依赖性和从根本上解决传统塑料所带来的“白色污染”问题。对淀粉与PLA之间的相容界面性进行构建,可以有效提高淀粉/PLA复合材料的机械性能、耐水性能和熔融加工性能等。概述了淀粉/PLA的界面特性和构建机理,从淀粉塑化改性、增容剂改性、淀粉疏水改性和PLA亲水改性4个方面综述了淀粉/PLA复合材料相容界面构建进展。针对淀粉/PLA复合材料在构建方法和构建机理等方面研究的不足,提出了进一步开展研究的建议。

功能材料杂志研究·开发

电活性的石墨烯/丝素蛋白取向纳米纤维膜的制备和表征3064-3069

摘要：丝素蛋白和石墨烯由于具有优异性能而被广泛用于生物医学领域。为了更好的仿生天然神经的拓扑结构和电学微环境,将氧化石墨烯(GO)纳米片涂层到丝素蛋白取向纳米纤维膜上,用VitaminC还原GO制备了具有电活性的石墨烯/丝素蛋白取向纳米纤维膜。扫描电镜(SEM)观察结果显示随着GO涂层时间的增加,纤维的直径逐渐增加,纤维的表面变得越来越粗糙并出现皱褶。电性能测试结果发现用40mmol/LVitaminC溶液50℃还原2h,取向丝素蛋白纳米纤维膜的电导率可达到1.66×10-2S/cm。傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FT-IR)、拉曼光谱(Ramanspectrum)、X射线光电子能谱(XPS)的表征结果表明GO成功地涂层到取向丝素蛋白纳米纤维膜上并且被VitaminC有效还原。

靶电流密度对热丝增强等离子磁控溅射制备Cr2N薄膜结构与性能的影响3070-3075

摘要：采用等离子体增强平衡磁控溅射技术在316L奥氏体不锈钢基体表面制备了不同靶电流密度条件下的Cr2N薄膜,并检测分析了靶电流密度对薄膜表面形貌、相结构、力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明,薄膜呈致密柱状结构,以Cr2N(111)择优取向为主。当靶电流密度为0.132mA/mm2时,WN相与Cr2N并存;随着靶电流密度的增加,薄膜厚度逐渐增加,硬度、弹性模量略有下降,膜基结合增强。薄膜与基体结合处呈脆性失效。靶电流密度0.132mA/mm2时,最高薄膜硬度及模量分别为33及480GPa,且磨损量最小。靶电流密度0.264mA/mm2时,最大膜机结合力为36.6N。经过镀Cr2N薄膜后,试样表面硬度、耐磨性明显提高。

海藻酸钠纳米微球抗菌膜的制备及抑菌作用研究3076-3081

摘要：将在茶多酚的抗菌纳米微球加入由海藻酸钠、羧甲基纤维素、甘油组成的膜液中,研究成膜的机械性能、水蒸气透过率等的影响,并研究其对圣女果的保鲜效果;方法采用单因素试验、正交试验考察各因素对膜机械性能等的影响,测定保鲜过程中圣女果的腐烂率、失重率等;结果表明,抗菌膜最优化的制备条件为海藻酸钠质量浓度1.5%,V(羧甲基纤维素)∶V(海藻酸钠)=100∶30,甘油添加量为1.5%,抗菌微球的浓度为15mg/mL。抗菌涂层以及抗菌膜对圣女果的保鲜效果;无论是涂层还是抗菌膜,均能对圣女果的感官品质、酸含量、可溶性固形物等有一定的提升,可以有效地延长圣女果的保质期,是一种有发展前景的果实包装保鲜材料。

石墨烯/环氧树脂复合材料增韧机理研究3082-3086

摘要：用乙二胺将氧化石墨烯还原,经过冷冻干燥得到质轻的多孔石墨烯气凝胶,再用热固性树脂材料在恒温箱中真空浇筑浸渍石墨烯气凝胶,得到石墨烯/环氧树脂复合材料。力学性能测试表明,石墨烯/环氧树脂复合材料断裂韧性相比纯树脂材料显著提高,且石墨烯含量在0~0.70%(质量分数)范围内,韧性随含量升高而增加;含量超过0.70%(质量分数),韧性由于石墨烯的团聚作用而下降,因此可知石墨烯的最佳含量为0.70%(质量分数)。SEM断面分析可知,石墨烯的加入使得材料裂纹的路径和断面在扩展过程中增加,导致新裂纹所需的表面能和塑性变形能显著增加,从而从微观上解释了石墨烯的存在及其含量值对石墨烯/环氧树脂复合材料韧性的影响机理。

铁离子印迹材料IIPGPMAA/SiO2的制备及吸附性能研究3087-3091

摘要：利用表面接枝印迹法,以硅胶为载体,甲基丙烯酸为配体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,成功制备了Fe3+表面印迹材料IIP-PMAA/SiO2,考察了IIP-PMAA/SiO2对Fe3+的吸附性能和选择识别能力。实验结果表明,该印迹材料的饱和吸附量为26.80mg/g,最佳吸附pH值为2,吸附平衡时间为2h,对Fe3+离子具有很强的识别能力;同时材料的再生吸附性能也很稳定,重复使用10次吸附性能依然稳定。

凹凸棒微珠对废水中孔雀石绿的吸附性能研究3092-3096

摘要：利用喷雾干燥法制备了凹凸棒微珠坯体,并对其进行了煅烧获得凹凸棒多孔微珠。研究了微珠的煅烧温度、用量、吸附时间及染料浓度对废水中孔雀石绿染料的吸附性能。研究表明,凹凸棒微珠为多孔结构,表面存在纤维状组织及褶皱,主要为坡缕石相构成。微珠对废水中孔雀石绿的吸附量随着煅烧温度的增加而先提高(500~700℃)后降低(800~1000℃),600℃煅烧后的微珠对孔雀石绿的吸附量和去除率分别为95.45mg/g和95.5%;对孔雀石绿的吸附量随着微珠的用量和染料原始浓度的增加而增加,吸附过程可以用伪二级动力学模型来描述。

贫稀土钕铁硼合金与Nd67Cu33混粉热变形磁体组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响3097-3102

摘要：分别真空感应快淬贫稀土钕铁硼合金Nd11.5Fe81.8B6.0Nb0.7与Nd67Cu33薄带,然后制备Nd67Cu33含量0,3%,6%,9%,12%(质量分数)的混粉热变形磁体,分析讨论了贫稀土钕铁硼合金与Nd67Cu33混粉变形磁体中组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响。研究结果表明,在热变形过程中当变形量由0增到30%时,混粉热变形磁体中Nd-Cu的扩散导致与之相邻区域的α-Fe晶粒尺寸减小、局部出现富稀土相、2∶14∶1相中稀土含量部分补偿性增加,整个磁体中α-Fe相体积分数减少、2∶14∶1相与软磁相α-Fe交换耦合作用增强,混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而增大;当变形量进一步增加,在双相磁体中富稀土相消失,2∶14∶1相和α-Fe相晶粒尺寸增大,一旦α-Fe晶粒尺寸超过交换耦合的临界尺寸将导致双相交换耦合作用恶化,2∶14∶1相晶粒尺寸增大导致其对磁体矫顽力的贡献降低,整个混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而大幅度下降;当变形量达到70%时,混粉热压热变形磁体随Nd67Cu33添加量的增加尽管2∶14∶1等效平均晶粒尺寸增大但磁体的矫顽力不断提高,原因在于随Nd67Cu33的增加磁体分别出现α-Fe消失、富稀土晶界相出现、且富稀土晶界相体积分数增大,富稀土晶界相的去磁耦合作用增强。

CrCl3掺杂对钒钛基SCR催化剂脱硝活性的影响3103-3108

摘要：采用等体积浸渍法制备了不同浓度的CrCl3钒钛基商业催化剂,利用XRD、BET、XPS、H2-TPR、NH3-TPD等多种表征手段对催化剂进行了表征,结果表明,Cr在TiO2载体表面处于高度分散状态,呈无定形相形式;反应温度200~500℃内,含铬催化剂的最高脱硝效率提高7%,在低温时随Cr/V摩尔比的增大而提高,在高温时有较宽的稳定反应窗口;BET结果表明Cr的添加明显提高了催化剂的比表面积、总孔容和孔结构参数;负载铬盐后脱硝催化剂表面弱酸性位的活性中心数目和密度随着含铬量的增大而增大;商业催化剂中钒元素主要以V4+价态存在,随着Cr/V摩尔比的增大,催化剂中V4+所占比例下降而V5+所占比例升高;负载铬化物后铬元素主要以Cr3+价态存在。

核聚变钨铜面对等离子体材料研究3109-3112

摘要：介绍了钨用作核聚变面对等离子体材料的制备技术以及钨材料的微观结构以及基本性能,包括真空/大气等离子体喷涂钨涂层,超高压电阻烧结技术制备W/Cu梯度材料,粉末冶金TiC、La2O3弥散增强钨合金材料。研究发现,钨涂层柱状晶结构能有效地增强整体系统传热,涂层气孔率7.4%、与基体结合良好、热导率80W/(m·K),能够承受10MW/m2的稳态热负荷;5层W/Cu梯度材料无裂纹、孔洞等缺陷存在,表现出优异的热力学性能;La2O3和TiC在钨合金中起到“钉扎”作用,大大改善了钨材料晶界力较小,脆性等缺点,提高了冶金材料的性能。

纳米蒙脱性聚乳酸超滤膜的制备与性能研究3113-3117

摘要：采用相转化法制备了纳米蒙脱性的聚乳酸超滤膜,讨论了纳米蒙脱土对聚乳酸膜结构和性能的影响。通过孔隙率及平均孔径尺寸测定、接触角测量、扫描电子显微镜、原子力显微镜、热重分析等实验分别对膜的微观结构、亲水性以及热稳定性进行了表征。通过纯水通量、蛋白截留率、水通量恢复率以及通量衰减等实验分别对膜的过滤性能以及抗污染性能进行了研究。结果表明,纳米蒙脱土的加入使复合膜表面的亲水性得到明显改善,孔隙率与平均孔径尺寸明显增大。当膜中纳米蒙脱土的质量分数为0.2%时,复合膜的表面比纯膜更加光滑,断面的指状孔尺寸增大,热稳定性提高,纯水通量达到最大值450L/(m2·h),约是纯膜的4.7倍,水通量恢复率达到95.1%,抗污染性能最佳。过量的纳米蒙脱土会使铸膜液的粘度明显增加,并造成纳米粒子的团聚,从而导致膜的各方面性能均下降。