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功能材料 2018年第06期杂志 文档列表

煤矸石微珠的制备及其对甲基紫和孔雀石绿的吸附性能1-8

摘要：研究了煤矸石微珠煅烧温度、用量、染料浓度和吸附时间对甲基紫和孔雀石绿吸附性能的影响。由喷雾干燥法制备出煤矸石微珠坯体，再经后续煅烧得到煤矸石多孔微珠。研究表明，微珠表面分布有片状组织并杂乱排布，蓬松多孔。随煅烧温度（800～1000℃）的升高，煤矸石微珠对甲基紫和孔雀石绿的吸附量降低。800℃时微珠对甲基紫和孔雀石绿的吸附量和去除率分别为16．2mg／g、97．2％和9．5mg／g、94．6％；微珠对甲基紫和孔雀石绿的吸附量随吸附时间和初始浓度的增加而增加，但随微珠用量的增加而降低；吸附过程均可用伪二级动力学模型描述；对甲基紫的吸附过程符合Langmuir模型，RL值介于0与1之间，为优惠吸附；对孔雀石绿的吸附过程符合Freuntillich模型，1／n值介于0与1之间，也为优惠吸附。用煤矸石滤柱过滤甲基紫和孔雀石绿，其吸附量和去除率分别为15．1963mg／g、99．1061％和8．8284mg／g和94．5903％。

基于苯并二噻吩的非对称型小分子给体材料的合成及其在有机太阳能电池中的应用9-14

摘要：以烷氧基和苯基作为一维和二维取代基来构造非对称型的苯并二噻吩（BDT）结构，以三联噻吩作为偶联π桥，以氰基乙酸异辛酯作为封端基团，设计并合成了基于非对称型BDT的小分子DCA3TIPBDTOC16和DCA3TFPBDTOC16-m，并首次将该类型的小分子作为活性层给体材料应用到有机太阳能电池器件中。两个小分子均表现出良好的热稳定性，较宽的吸收峰和较为平整的平面构型，最终，小分子DCA3TPBDTOC16表现出0．30％的光电转换效率（PCE），相应的开路电压（vOC）为0．387V，短路电流密度（JSC）为2．126mA／cm2，填充因子（FF）为29．39％，在此基础上，在BDT侧链上的苯环取代基上引入F原子来优化来调控分子能级，最终小分子DCA3TFPBDTOC16-m表现出了1．20％的PCE值，vOC为1．007V，JSC为1．61mA／cm2，FF为29．34％，其中VOC=1．007V与目前为止基于苯并二噻吩的小分子给体材料所表现出的最高开路电压值相近。这些结果表明，基于非对称型BDT的小分子给体材料在有机太阳能电池应用上具有巨大的潜力。

锂离子电池三元正极材料包覆工艺研究进展15-22

摘要：锂离子电池三元正极材料镍钴锰酸锂因为具有放电容量高、生产成本低、层状结构稳定、热稳定性好等优点，被认为是当前最可能广泛应用的动力电池正极材料。但还存在容量保持率低、不可逆相变大、循环性能差、高温热稳定性能差等问题，表面包覆工艺被认为是一种简便有效地提高材料多项性能的方法。综述了三元正极材料镍钴锰酸锂表面包覆的方法、常用包覆物质，分析了包覆后材料性能提高的原因，并提出了包覆工艺的改善对策。

RuO2／石墨烯纳米复合材料的合成及其电化学性能23-28

摘要：通过水热反应和高温焙烧方法制备了负载RuO2纳米粒子的石墨烯纳米复合材料（RuO2／G）。利用X射线衍射（XRI））、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析（TGA）和X射线光电子能谱（XIPS）对材料的结构和形貌进行了表征。结果表明，在复合材料中，平均粒径为3．6nm的RuO2纳米粒子均匀地负载在石墨烯片层上。该材料作为超级电容器的电极材料，表现出了良好的电容性能。当RuO2的质量分数为35％时，在6mol／L KOH电解液中，复合材料的比电容为402．5F／g，且表现出了较高的能量密度（14Wh／kg）和功率密度（50W／kg）。该复合材料体现了石墨烯双电层电容和RuO2赝电容的性质，为性能优异的储能材料。

不同晶相三氧化钨纳米晶粒光降解性能研究29-34

摘要：采用水热法制备了不同晶相的纳米三氧化钨晶粒（WO2），用XRD、SEM对其晶体结构和表面形貌进行了分析，并采用分光光度计对其光催化性能进行了研究。重点研究了不同晶相的WO2纳米晶粒的光催化性能以及同一种晶相WO2纳米晶粒对亚甲基蓝和甲基橙溶液光降解效果的差异。结果表明晶相不同的WO2纳米晶粒对同一降解物的光降解效果有明显差异，而相同晶相的WO2纳米晶粒对亚甲基蓝和甲基橙的降解率以及降解速率也有显著差异，并对差异产生的机理和原因进行了分析。

液态合金表面张力的理论计算的研究进展35-40

摘要：表面张力是液态合金的一种重要性质，其对铸造中的的金属凝固过程中表面是否开裂、焊接后的焊接处微观形貌以及合金的晶体生长等起着决定性的作用。系统的总结了国内外关于理论计算液态合金表面张力的研究报道，针对二元和三元系合金详细的介绍了Butler模型、Eyring模型以及Toop模型的计算原理和进展。在此基础上分析了目前理论计算存在的主要问题和计算值与实验值之间存在误差的原因。最后展望了未来对于多元系液态合金表面张力的研究方向。

SiC、Ti 3SiC 2陶瓷类高温吸收剂研究进展41-48

摘要：作为耐高温、高强度吸波剂，陶瓷类吸收剂已越来越受到人们的重视。综述了近年来研究较多的陶瓷类高温吸收剂的研究进展，包括SiC、Ti 3SiC 2等，总结了陶瓷类高温吸收剂研究中存在的问题，并对陶瓷类高温吸收剂的发展方向进行了展望。

自愈性超疏水表面的方法及应用进展49-56

摘要：近些年，受自然界中具有超疏水性表面的动植物的启发，在结合外部环境的影响并充分考虑表面化学组成与表面微观结构的基础上，科学研究工作者们已经探究出超疏水性表面的制备方法，并成功制备出超疏水性能表面。但由于其在化学侵蚀或机械性磨损下所表现的较差的耐久性，导致其在实际应用中受到了很大限制。受荷叶对物理损伤的超疏水性的再生能力的启发，超疏水和自愈性的组合可能是解决这一问题的有效手段。主要介绍了构造自愈性超疏水表面的原理，以及其目前的应用情况，并对超疏水未来的发展进行了展望。

铝阳极箔点蚀扩面机制及影响因素的研究进展57-63

摘要：概述了铝阳极箔点蚀萌生的机制研究，阐述了直流电解腐蚀过程中高纯铝的性质（微量元素和立方织构）、电解液参数（氯离子浓度、硫酸根离子浓度、温度和缓蚀剂）以及外加极化电流等因素对铝箔点蚀萌生、蚀孔生长及增容的影响研究进展。

PVDF基介电复合材料的研究进展64-72

摘要：聚偏氟乙烯（PVDF）基介电复合材料因具有加工性能好、介电损耗低、介电常数高等优点而成为现今介电复合材料领域主要的研究对象。对当前国内外PVDF与不同维数（0维、1维、2维）填料共混所得PVDF基介电复合材料的制备方法、功能化改性及介电性能的研究进展进行了系统的综述，并对其研究和应用趋势进行了展望。

以石墨烯气凝胶为导电相的压电阻尼复合材料73-79

摘要：阻尼材料在减振降噪领域有着极其重要的应用，而压电阻尼复合材料能够在普通阻尼材料摩擦损耗基础之上进一步引入力-电-热损耗，从而提高基体材料的阻尼性能，使其在主动和被动减震方面备受青睐。但是通常为了达到导电渗流阈值，需要添加大量的导电相。采用模板辅助氧化石墨烯自组装的方式制备了三维石墨烯气凝胶，以此作为导电相，以聚氨酯/聚甲基丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯IPN共聚物作为基体，锆钛酸铅压电陶瓷作为压电相，制备了压电阻尼复合材料。三维石墨烯气凝胶的使用，由于其本身三维导电网络的存在，使得制备的压电阻尼复合材料可以在很低的导电相含量下达到导电渗流阈值，将压电陶瓷产生的电能转化为热能损耗掉，有效拓宽了基体材料的阻尼温域和提高了材料室温下的阻尼性能。

选区激光熔化成型正六方柱体多孔TC4合金结构及力学性能研究80-87

摘要：为了改善植入物与人体骨的力学相容性，避免应力屏蔽效应，采用选区激光熔化（SLM）技术制备了多孔Ti6Al4V合金。利用扫描电子显微镜对多孔钛试样的孔隙结构进行分析，并且测试了试样的力学性能。结果表明，测得的多孔件孔隙率约为46%，与原始设计相比，孔隙率降低16%；孔隙率降低主要来自激光扫描路径、熔池形状与尺寸以及粘粉等因素的影响；多孔件纵截面（平行于堆积方向）的硬度值高于横截面（垂直于堆积方向）的硬度值；压缩实验显示，其弹性模量为8.8 GPa、屈服强度为348 MPa，力学性能与理论预测值有偏差，但较相同的致密合金与自然骨更为接近。

锐钛矿型TiO 2（101）面对常见还原性气体CO、SO 2、H 2S吸附的微观机制与光学气敏特性研究88-92

摘要：利用密度泛函理论体系下第一性原理平面波超软赝势方法，研究了锐钛矿型TiO 2（101）面吸附CO、SO 2、H 2S气体的微观机制与光学气敏性质。研究表明，这3种气体分子均能被TiO 2（101）面吸附，综合考虑吸附距离，吸附后结构的稳定性，吸附后电子的转移，与吸附后的光学性质，在这3种气体中，H 2S气体被TiO 2（101）面吸附后结构更稳定，电荷转移更明显，光学气敏特性较明显。

汽车齿轮钢电沉积Ni-TiN镀层的制备及耐磨性研究93-96

摘要：采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声波脉冲电沉积方法，在汽车齿轮钢20CrMnTi表面制备Ni-TiN镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究Ni-TiN镀层的微观组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明，在超声脉冲电沉积获得的Ni-TiN镀层中，金属晶粒得到显著细化，组织结构最为致密，且TiN纳米微粒均匀分布于镀层中，Ni晶粒和TiN微粒的平均粒径分别为76.5和41.4 nm。当电沉积时间为 50 min 时，直流电沉积、脉冲电沉积和超声脉冲电沉积制得的Ni-TiN镀层显微硬度分别为841，882和923 Hv，超声波脉冲电沉积Ni-TiN镀层的耐磨性最优。

木质素基聚电解质交联薄膜的透光性和透气性97-102

摘要：以工业碱木质素、聚乙烯醇为原料，改性制备木质素季铵盐和羧甲基化聚乙烯醇，以甲醛为交联剂制备木质素基聚电解质交联薄膜。通过单因素实验对薄膜的透光性和透气性进行研究。采用紫外-可见分光光度计、压差法分别测定薄膜的光学性能、透气性能。利用静态接触角测量仪、XRD分别对薄膜的接触角、结晶结构进行分析。研究结果表明，TLQA/CMPVA交联薄膜在紫外光区的吸光度达到最大值10，在可见光区薄膜对光的透过率不到10%，甲醛的加入有利于提高TLQA/CMPVA交联薄膜的透光率。当聚电解质溶液偏弱碱（pH值=9）性时有利于聚电解质交联薄膜对光的透过。三甲基木质素季铵盐加入后，聚电解质交联薄膜对氧气和二氧化碳的透气量均增大。交联剂甲醛降低了聚电解质交联薄膜对氧气和二氧化碳的透气性。当聚电解质溶液中性或偏碱性时，聚电解质交联薄膜的透气性减小。聚电解质交联薄膜表面亲水性大于聚电解质共混薄膜表面亲水性，聚电解质交联薄膜的耐水性大于聚电解质共混薄膜。与PVA相比，CMPVA结晶结构消失。交联作用使TLQA和CMPVA复合更紧密。为TLQA/CMPVA交联薄膜的制备及其在特殊地膜、缓释包装材料中的应用提供了理论依据。

超支化聚酯制备高玻纤含量的尼龙/玻纤复合材料103-106

摘要：以新型的端羧基超支化聚酯（DCHP- n ）改性尼龙-6/玻纤（PA-6/GF）复合材料，制备高流动性和高玻纤含量（50%（质量分数））的复合材料，研究了端羧基超支化聚酯的含量和分子量对复合材料的综合性能的影响，包括熔融指数、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度及耐热性等。结果表明，DCHP- n 能使复合材料的熔融指数从15 g/10 min提高到30.8 g/10 min，原因是似球形结构的超支化聚合物分子容易分散进入尼龙分子链之间，促进尼龙分子链间的滑移；DCHP- n 能使复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别从142.8和89.3 MPa增加到163.5和 93 MPa ，DCHP- n 的羧基与玻纤表面的羟基之间的氢键相互作用增大了尼龙与玻纤之间的界面强度和相容性，SEM分析也证实了DCHP- n 能增加复合材料的界面相互作用和相容性。

普通“干水”及凝胶型“干水”粉体性能研究107-113

摘要：研究采用高速剪切搅拌法制备了以疏水性纳米粉体为外壳、内部含水的类胶囊状“干水”（DW）粉体，通过将水替换为海藻酸钠溶液制备了海藻酸钠-“干水”（SA-DW）粉体，利用海藻酸Ca 2＋ 交联反应形成凝胶的特性制备了海藻酸钙凝胶-“干水”（CA-DW）粉体。通过显微镜观察3种粉体形态的差异，对比制备条件对产物形态的影响。利用流出速度和堆积角表征粉体的流动性，通过静态压力实验和离心实验对比3种粉体的耐压性和稳定性。结果表明，DW粉体颗粒形态较不均匀，其堆积角＞30°，在离心转速为1 000 r/min时就会被破坏；SA-DW粉体形态较为均匀，其堆积角＜30°，在离心转速为2 000 r/min时会被破坏；CA-DW的粉体形态与SA-DW粉体类似，其堆积角＜30°，在4 000 r/min离心转速下只有少量水被离心释放出来。相比于DW粉体，CA-DW粉体的流动性、耐压性都有较大的提升。

微结构PDMS压电俘能器设计与特性研究114-118

摘要：设计了一种具有三明治结构的微结构驻极体膜，采用旋涂、“软刻蚀”等工艺，结合氧等离子体键合、恒压电晕放电技术，以铜网作为电极，摸索出完整的工艺流程，制作了基于微结构PDMS驻极体的柔性压电俘能器。测量了驻极体膜的压电系数以及力-电特性。结果显示，微结构PDMS压电俘能器的压电系数（ d 33 ）为 25 pC/N ；在5 N周期性压力下，最大能够产生1.98 Vpp的开路电压；驻极体膜的谐振频率为32 Hz，且产生的电压与受到的压力呈线性关系。