2019年 第36卷 第7期
2019, 36(7): 1575-1582.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181009.004
摘要:
为了改善聚酰亚胺（PI）的热学性能和冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等力学性能，通过液相刻蚀三元层状陶瓷Ti3AlC2制备了二维层状结构纳米Ti3C2Tx，利用XRD、FE-SEM对产物进行了物相分析和微观结构表征；采用湿法球磨和热压成型法制备了不同Ti3C2Tx含量的Ti3C2Tx/PI复合材料，考察了Ti3C2Tx对复合材料热学性能、冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等的影响，并分析了断面形貌。结果表明，所制备的Ti3C2Tx为纳米片层结构，片层厚度为20~50 nm，片层堆叠；二维Ti3C2Tx在PI基体中分散均匀，且固化过程中PI进入Ti3C2Tx层间提高了二者之间的结合力，使界面结合良好；Ti3C2Tx纳米片的添加提高了PI的玻璃化转变温度并改善了基体的冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等，当Ti3C2Tx添加量为0.25wt%时，Ti3C2Tx/PI复合材料的玻璃化转变温度提高了17℃，冲击断裂强度提高了31%。
为了改善聚酰亚胺（PI）的热学性能和冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等力学性能，通过液相刻蚀三元层状陶瓷Ti3AlC2制备了二维层状结构纳米Ti3C2Tx，利用XRD、FE-SEM对产物进行了物相分析和微观结构表征；采用湿法球磨和热压成型法制备了不同Ti3C2Tx含量的Ti3C2Tx/PI复合材料，考察了Ti3C2Tx对复合材料热学性能、冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等的影响，并分析了断面形貌。结果表明，所制备的Ti3C2Tx为纳米片层结构，片层厚度为20~50 nm，片层堆叠；二维Ti3C2Tx在PI基体中分散均匀，且固化过程中PI进入Ti3C2Tx层间提高了二者之间的结合力，使界面结合良好；Ti3C2Tx纳米片的添加提高了PI的玻璃化转变温度并改善了基体的冲击断裂强度、弯曲强度和硬度等，当Ti3C2Tx添加量为0.25wt%时，Ti3C2Tx/PI复合材料的玻璃化转变温度提高了17℃，冲击断裂强度提高了31%。
2019, 36(7): 1583-1590.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181121.001
摘要:
利用高长径比的纤维素纳米纤丝（CNF）与片层结构的氧化石墨烯（GO）形成的CNF-GO复合水凝胶经抗坏血酸还原制备出CNF-还原氧化石墨烯（rGO）复合水凝胶材料。通过冷冻干燥法得到CNF-rGO复合气凝胶，并进一步通过苯胺单体在CNF-rGO复合气凝胶的孔道内原位聚合制备出CNF-rGO/聚苯胺（PANI）气凝胶柔性电极复合材料。研究了不同苯胺、CNF和GO的质量比对CNF-rGO/PANI气凝胶柔性电极复合材料的结构形貌和电化学性能的影响。结果表明，苯胺原位聚合后所得CNF-rGO/PANI复合气凝胶仍具有紧密的三维多孔网络结构。与rGO/PANI气凝胶电极复合材料相比，CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料具有更理想的电容行为。当CNF与GO质量比为60∶40，PANI添加量为0.1 mol时，CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料比电容可达85.9 Fg-1，且其电化学性能几乎不受弯曲程度的影响，展现出了良好的柔韧性和电化学性能。
利用高长径比的纤维素纳米纤丝（CNF）与片层结构的氧化石墨烯（GO）形成的CNF-GO复合水凝胶经抗坏血酸还原制备出CNF-还原氧化石墨烯（rGO）复合水凝胶材料。通过冷冻干燥法得到CNF-rGO复合气凝胶，并进一步通过苯胺单体在CNF-rGO复合气凝胶的孔道内原位聚合制备出CNF-rGO/聚苯胺（PANI）气凝胶柔性电极复合材料。研究了不同苯胺、CNF和GO的质量比对CNF-rGO/PANI气凝胶柔性电极复合材料的结构形貌和电化学性能的影响。结果表明，苯胺原位聚合后所得CNF-rGO/PANI复合气凝胶仍具有紧密的三维多孔网络结构。与rGO/PANI气凝胶电极复合材料相比，CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料具有更理想的电容行为。当CNF与GO质量比为60∶40，PANI添加量为0.1 mol时，CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料比电容可达85.9 Fg-1，且其电化学性能几乎不受弯曲程度的影响，展现出了良好的柔韧性和电化学性能。
2019, 36(7): 1591-1600.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181017.001
摘要:
采用水热法合成聚糠醇（PFA），探究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）添加量和反应时间对PFA微观形貌的影响。将改进Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）对PFA、泡沫Ni进行包覆，探讨了PFA模板与GO不同质量比的包覆效果。去模板后成功构筑三维大孔石墨烯（3D rGO），3D rGO再经KOH活化获得三维多级孔石墨烯（3D PrGO），3D PrGO经与聚苯胺（PANI）原位复合获得3D PrGO/PANI复合材料。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和比表面（BET）分析法对材料的物相组成、微观结构、形貌、比表面和孔径进行表征，采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱分析了3D PrGO/PANI复合材料的电化学性能。结果表明：通过控制糠醇、PVP及水的比例，在180℃水热反应24 h成功制备了球径在500 nm左右的PFA微球。在PFA与GO质量比为1∶1时包覆效果最佳。450℃热处理6 h成功去除PFA模板并形成400~600 nm左右的大孔，经KOH活化后，在3D PrGO上形成介孔结构。3D PrGO/PANI复合材料在0.5 A/g电流密度下比电容为433 F/g，在1 A/g下1 000次循环充放电之后，3D PrGO/PANI复合材料的比电容保留率为75%，高于纯PANI的69%。
采用水热法合成聚糠醇（PFA），探究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）添加量和反应时间对PFA微观形貌的影响。将改进Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）对PFA、泡沫Ni进行包覆，探讨了PFA模板与GO不同质量比的包覆效果。去模板后成功构筑三维大孔石墨烯（3D rGO），3D rGO再经KOH活化获得三维多级孔石墨烯（3D PrGO），3D PrGO经与聚苯胺（PANI）原位复合获得3D PrGO/PANI复合材料。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和比表面（BET）分析法对材料的物相组成、微观结构、形貌、比表面和孔径进行表征，采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱分析了3D PrGO/PANI复合材料的电化学性能。结果表明：通过控制糠醇、PVP及水的比例，在180℃水热反应24 h成功制备了球径在500 nm左右的PFA微球。在PFA与GO质量比为1∶1时包覆效果最佳。450℃热处理6 h成功去除PFA模板并形成400~600 nm左右的大孔，经KOH活化后，在3D PrGO上形成介孔结构。3D PrGO/PANI复合材料在0.5 A/g电流密度下比电容为433 F/g，在1 A/g下1 000次循环充放电之后，3D PrGO/PANI复合材料的比电容保留率为75%，高于纯PANI的69%。
2019, 36(7): 1601-1606.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181108.005
摘要:
以高浓度ZnCl2水溶液为溶剂，采用氧化-还原引发体系，在丝朊（SF）上接枝丙烯腈（AN）和丙烯酰胺（AM）得到铸膜液，以水为凝固浴制备SF上接枝聚丙烯腈-聚丙烯酰胺（SF-g-P（AN-co-AM））复合过滤膜。通过SEM、TG和水接触角对SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜进行表征，研究了其力学性能、分离性能和抗污染性能。结果表明，随着AM添加量的增加，SF-g-P（AN-co-AM）过滤膜的断裂强度逐渐增加，通量逐渐减少。当AM用量为0.5 g时，SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜的断裂强度达到1.4 MPa，在0.1 MPa压力下，水通量为35 L/（m2h）。该过滤膜具有良好的分离性能，对0.03 g/L刚果红（Mw=696.68）溶液的截留率达到99%。SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜具有良好的抗污染性能，未经清洗条件下，三次纯水和牛血清白蛋白溶液循环过滤后，通量恢复率还能达到94.4%。
以高浓度ZnCl2水溶液为溶剂，采用氧化-还原引发体系，在丝朊（SF）上接枝丙烯腈（AN）和丙烯酰胺（AM）得到铸膜液，以水为凝固浴制备SF上接枝聚丙烯腈-聚丙烯酰胺（SF-g-P（AN-co-AM））复合过滤膜。通过SEM、TG和水接触角对SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜进行表征，研究了其力学性能、分离性能和抗污染性能。结果表明，随着AM添加量的增加，SF-g-P（AN-co-AM）过滤膜的断裂强度逐渐增加，通量逐渐减少。当AM用量为0.5 g时，SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜的断裂强度达到1.4 MPa，在0.1 MPa压力下，水通量为35 L/（m2h）。该过滤膜具有良好的分离性能，对0.03 g/L刚果红（Mw=696.68）溶液的截留率达到99%。SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜具有良好的抗污染性能，未经清洗条件下，三次纯水和牛血清白蛋白溶液循环过滤后，通量恢复率还能达到94.4%。
2019, 36(7): 1607-1617.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180919.002
摘要:
将不同质量比的石墨烯纳米片（Gnps）添加到40% Zn粉含量的Zn/环氧（EP）涂层中，制备出Gnps-40% Zn/EP复合涂层，并制备Zn粉含量为70%的Zn/EP涂层作为对比涂层。采用拉曼光谱、SEM、盐雾试验、电化学测试等技术，研究不同Gnps添加量对Gnps-40% Zn/EP涂层屏蔽性能和阴极保护效果的影响。对比Gnps-40% Zn/EP复合涂层与70% Zn/EP涂层的防腐性能，探究了添加Gnps来降低涂层Zn粉含量的可能性。构建不同Gnps添加量的Zn/EP复合涂层的防腐模型，进一步阐明不同涂层防腐机制的差异。结果表明：Gnps在涂层中的分散性良好，其无序度随着Gnps添加量的增加呈线性增大；当Gnps添加量为0.3%、0.5%和1.0%时，可以明显提高Zn/EP涂层的物理屏蔽性能；当Gnps添加量为0.5%和1.0%时，可以显著改善Zn/EP涂层牺牲阳极的阴极保护效果；当Gnps添加量为1.5%时，对涂层屏蔽性能和阴极保护效果的改善均不明显。对于Gnps-40% Zn/EP复合涂层，Gnps最佳添加量为0.5%~1.0%。通过添加适量Gnps，可以降低Zn/EP涂层中的Zn粉含量，从而降低生产成本。
将不同质量比的石墨烯纳米片（Gnps）添加到40% Zn粉含量的Zn/环氧（EP）涂层中，制备出Gnps-40% Zn/EP复合涂层，并制备Zn粉含量为70%的Zn/EP涂层作为对比涂层。采用拉曼光谱、SEM、盐雾试验、电化学测试等技术，研究不同Gnps添加量对Gnps-40% Zn/EP涂层屏蔽性能和阴极保护效果的影响。对比Gnps-40% Zn/EP复合涂层与70% Zn/EP涂层的防腐性能，探究了添加Gnps来降低涂层Zn粉含量的可能性。构建不同Gnps添加量的Zn/EP复合涂层的防腐模型，进一步阐明不同涂层防腐机制的差异。结果表明：Gnps在涂层中的分散性良好，其无序度随着Gnps添加量的增加呈线性增大；当Gnps添加量为0.3%、0.5%和1.0%时，可以明显提高Zn/EP涂层的物理屏蔽性能；当Gnps添加量为0.5%和1.0%时，可以显著改善Zn/EP涂层牺牲阳极的阴极保护效果；当Gnps添加量为1.5%时，对涂层屏蔽性能和阴极保护效果的改善均不明显。对于Gnps-40% Zn/EP复合涂层，Gnps最佳添加量为0.5%~1.0%。通过添加适量Gnps，可以降低Zn/EP涂层中的Zn粉含量，从而降低生产成本。
2019, 36(7): 1618-1624.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181107.002
摘要:
在CoSO4-C6H7N-H2SO4混合液中，采用恒电位法合成了CoO/聚苯胺（PANI）复合膜，研究了添加剂（H4N）2S对CoO/PANI复合膜的影响。通过电化学测试技术、SEM、XRD和加速腐蚀试验等方法对CoO/PANI复合膜的微观形貌及耐腐蚀性能进行分析。结果表明，合成的CoO/PANI复合膜中，CoO以晶体形式存在，（H4N）2S的加入改变了CoO/PANI复合膜膜层的微观形貌，由不致密不规则的片状结构转变为均匀致密规则的片状一体结构，（H4N）2S加入量过大导致（H4N）2S-CoO/PANI复合膜表面出现少量孔洞；未添加（H4N）2S的CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度为7.079×10-6 A/cm2，自腐蚀电位为-0.545 V，添加0.3 g/L的（H4N）2S后，（H4N）2S-CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度达到7.943×10-7 A/cm2，自腐蚀电位达到-0.314 V，极化电阻为6 426.8 Ωcm2，经过10% HCl点滴腐蚀时间达478 s，中性盐雾实验56 h未见锈蚀，（H4N）2S显著提高了CoO/PANI复合膜的耐腐蚀性能。
在CoSO4-C6H7N-H2SO4混合液中，采用恒电位法合成了CoO/聚苯胺（PANI）复合膜，研究了添加剂（H4N）2S对CoO/PANI复合膜的影响。通过电化学测试技术、SEM、XRD和加速腐蚀试验等方法对CoO/PANI复合膜的微观形貌及耐腐蚀性能进行分析。结果表明，合成的CoO/PANI复合膜中，CoO以晶体形式存在，（H4N）2S的加入改变了CoO/PANI复合膜膜层的微观形貌，由不致密不规则的片状结构转变为均匀致密规则的片状一体结构，（H4N）2S加入量过大导致（H4N）2S-CoO/PANI复合膜表面出现少量孔洞；未添加（H4N）2S的CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度为7.079×10-6 A/cm2，自腐蚀电位为-0.545 V，添加0.3 g/L的（H4N）2S后，（H4N）2S-CoO/PANI复合膜自腐蚀电流密度达到7.943×10-7 A/cm2，自腐蚀电位达到-0.314 V，极化电阻为6 426.8 Ωcm2，经过10% HCl点滴腐蚀时间达478 s，中性盐雾实验56 h未见锈蚀，（H4N）2S显著提高了CoO/PANI复合膜的耐腐蚀性能。
2019, 36(7): 1625-1632.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181023.001
摘要:
为比较桉木、杨木、竹粉和稻壳为改性相的高密度聚乙烯（HDPE）基四种木塑复合材料耐海水腐蚀性能，对其进行模拟海水加速腐蚀试验，测试四种HDPE基木塑复合材料腐蚀前后力学性能和色差值，分析其腐蚀前后微观形貌和官能团变化。结果表明：模拟海水腐蚀导致四种HDPE基木塑复合材料两相结合质量变差（裂隙和空洞增多），力学性能下降，色差值变大（桉木/HDPE、杨木/HDPE和稻壳/HDPE复合材料趋于变白、变黄和变绿，竹粉/HDPE复合材料趋于变白、变蓝和变绿），羟基含量增多。模拟海水腐蚀21天，四种HDPE基木塑复合材料弯曲强度和弯曲模量降幅为：桉木/HDPE复合材料分别为12.94%和23.18%；竹粉/HDPE复合材料分别为15.45%和23.20%；稻壳/HDPE复合材料分别为18.53%和25.15%，杨木/HDPE复合材料分别为18.52%和34.21%。模拟海水腐蚀后，力学性能下降和颜色变化及断面裂隙和孔洞缺陷最少的是桉木/HDPE复合材料，最多的是杨木/HDPE复合材料。
为比较桉木、杨木、竹粉和稻壳为改性相的高密度聚乙烯（HDPE）基四种木塑复合材料耐海水腐蚀性能，对其进行模拟海水加速腐蚀试验，测试四种HDPE基木塑复合材料腐蚀前后力学性能和色差值，分析其腐蚀前后微观形貌和官能团变化。结果表明：模拟海水腐蚀导致四种HDPE基木塑复合材料两相结合质量变差（裂隙和空洞增多），力学性能下降，色差值变大（桉木/HDPE、杨木/HDPE和稻壳/HDPE复合材料趋于变白、变黄和变绿，竹粉/HDPE复合材料趋于变白、变蓝和变绿），羟基含量增多。模拟海水腐蚀21天，四种HDPE基木塑复合材料弯曲强度和弯曲模量降幅为：桉木/HDPE复合材料分别为12.94%和23.18%；竹粉/HDPE复合材料分别为15.45%和23.20%；稻壳/HDPE复合材料分别为18.53%和25.15%，杨木/HDPE复合材料分别为18.52%和34.21%。模拟海水腐蚀后，力学性能下降和颜色变化及断面裂隙和孔洞缺陷最少的是桉木/HDPE复合材料，最多的是杨木/HDPE复合材料。
2019, 36(7): 1633-1639.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181009.003
摘要:
为了提高环氧树脂（EP）基复合材料的摩擦磨损性能，制备低成本耐磨材料，选用纳米SiO2粒子和竹纤维（BF）等作为填料，制备了纳米SiO2-BF/EP复合材料。通过摩擦磨损测试仪、动态热机械分析仪和SEM研究了纳米粒子和纤维对复合材料的耐磨性能、热学性能及微观结构的影响。研究结果表明：单独加入BF后，BF/EP复合材料的体积磨损较同条件下的纯EP大幅度降低，最多可降低71%；同时加入SiO2纳米粒子和BF后，对纳米SiO2-BF/EP复合材料的玻璃化转变温度和体积磨损影响显著，玻璃化转变温度比纯EP提高了11℃，达到了124℃，体积磨损较同条件下的纯EP下降了约75.3%。
为了提高环氧树脂（EP）基复合材料的摩擦磨损性能，制备低成本耐磨材料，选用纳米SiO2粒子和竹纤维（BF）等作为填料，制备了纳米SiO2-BF/EP复合材料。通过摩擦磨损测试仪、动态热机械分析仪和SEM研究了纳米粒子和纤维对复合材料的耐磨性能、热学性能及微观结构的影响。研究结果表明：单独加入BF后，BF/EP复合材料的体积磨损较同条件下的纯EP大幅度降低，最多可降低71%；同时加入SiO2纳米粒子和BF后，对纳米SiO2-BF/EP复合材料的玻璃化转变温度和体积磨损影响显著，玻璃化转变温度比纯EP提高了11℃，达到了124℃，体积磨损较同条件下的纯EP下降了约75.3%。
2019, 36(7): 1640-1649.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181108.002
摘要:
采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜（BMI-PES）复相树脂体系的固化行为和固化动力学，根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子，利用Crane方程计算反应级数，得到反应动力学方程，进行了实验固化度与理论固化度对比验证，通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示：BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象，PES参与了BMI固化；随着升温速率增大，BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动，但固化热焓基本不变；随着PES添加量增多，反应速率增大，BMI-PES复相树脂固化热焓降低，而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明：随着PES添加量增多，BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大，但指前因子和反应级数无变化，固化为一级反应；BMI-PES树脂在200℃固化时，反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明，BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。
采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜（BMI-PES）复相树脂体系的固化行为和固化动力学，根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子，利用Crane方程计算反应级数，得到反应动力学方程，进行了实验固化度与理论固化度对比验证，通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示：BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象，PES参与了BMI固化；随着升温速率增大，BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动，但固化热焓基本不变；随着PES添加量增多，反应速率增大，BMI-PES复相树脂固化热焓降低，而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明：随着PES添加量增多，BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大，但指前因子和反应级数无变化，固化为一级反应；BMI-PES树脂在200℃固化时，反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明，BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。
2019, 36(7): 1650-1657.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180930.003
摘要:
利用Gemini表面活性剂对蒙脱土进行插层改性制备得到有机改性蒙脱土（OMMT），采用溶液混合法制备了OMMT/聚苯乙烯（PS）母料，将OMMT/PS母料与聚乙烯（PE）熔融共混制备得到OMMT/PS-PE复合材料。研究了蒙脱土的插层改性对OMMT/PS-PE复合材料相形态和力学性能的影响。对OMMT进行FTIR、XRD、TG表征，结果表明Gemini表面活性剂成功插层进入蒙脱土层间。通过SEM和电子万能试验机研究了OMMT/PS-PE复合材料相结构、分散相粒径的及相态与力学性能之间的关系。结果表明，随着OMMT含量的增加，PS分散相的粒径逐渐减小；当OMMT含量为2.5wt%时，OMMT/PS-PE复合材料的相形态由“海-岛”转变为双连续结构。与未添加OMMT的PE-PS树脂相比，OMMT/PS-PE复合材料弯曲模量和断裂伸长率显著提高，分别提高了约18%和近50倍。
利用Gemini表面活性剂对蒙脱土进行插层改性制备得到有机改性蒙脱土（OMMT），采用溶液混合法制备了OMMT/聚苯乙烯（PS）母料，将OMMT/PS母料与聚乙烯（PE）熔融共混制备得到OMMT/PS-PE复合材料。研究了蒙脱土的插层改性对OMMT/PS-PE复合材料相形态和力学性能的影响。对OMMT进行FTIR、XRD、TG表征，结果表明Gemini表面活性剂成功插层进入蒙脱土层间。通过SEM和电子万能试验机研究了OMMT/PS-PE复合材料相结构、分散相粒径的及相态与力学性能之间的关系。结果表明，随着OMMT含量的增加，PS分散相的粒径逐渐减小；当OMMT含量为2.5wt%时，OMMT/PS-PE复合材料的相形态由“海-岛”转变为双连续结构。与未添加OMMT的PE-PS树脂相比，OMMT/PS-PE复合材料弯曲模量和断裂伸长率显著提高，分别提高了约18%和近50倍。
2019, 36(7): 1658-1666.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181108.004
摘要:
以4，4’-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂、双马来酰亚胺（BMI）和酚醛环氧树脂（F51）为基体、聚醚砜（PES）为增韧剂、硅烷偶联剂KH560功能化纳米SiO2（KH-SiO2）为改性剂，采用原位聚合法制备了KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料，并通过非等温DSC确定了复合材料的固化工艺及固化反应动力学。根据Kissinger方程和Ozawa方程求得体系的表观活化能分别为96.03 kJ/mol和99.18 kJ/mol。FTIR测试结果表明：KH-SiO2改性效果良好，不饱和双键和环氧基特征峰消失，BMI中C=C双键和F51中环氧基在DDM作用下参与了体系的固化反应。SEM结果表明：PES树脂和KH-SiO2含量适当时，PES树脂和KH-SiO2在树脂基体中分散均匀，断裂纹不规则杂乱发展，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料呈韧性断裂。力学性能测试和热失重测试表明：当PES含量为4wt%，KH-SiO2含量为1.5wt%时，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为156.23 MPa、4.18 GPa和20.89 kJ/m2，较BMI-F51基体分别提高了49.7%、29.4%和82.8%；KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的热分解温度为393.1℃，残重率为50%时，分解温度高达523.1℃，耐热性十分优异。KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的力学性能和耐热性有了较大提高，为拓展F51及BMI的应用范围提供了一定的理论数据。
以4，4’-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂、双马来酰亚胺（BMI）和酚醛环氧树脂（F51）为基体、聚醚砜（PES）为增韧剂、硅烷偶联剂KH560功能化纳米SiO2（KH-SiO2）为改性剂，采用原位聚合法制备了KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料，并通过非等温DSC确定了复合材料的固化工艺及固化反应动力学。根据Kissinger方程和Ozawa方程求得体系的表观活化能分别为96.03 kJ/mol和99.18 kJ/mol。FTIR测试结果表明：KH-SiO2改性效果良好，不饱和双键和环氧基特征峰消失，BMI中C=C双键和F51中环氧基在DDM作用下参与了体系的固化反应。SEM结果表明：PES树脂和KH-SiO2含量适当时，PES树脂和KH-SiO2在树脂基体中分散均匀，断裂纹不规则杂乱发展，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料呈韧性断裂。力学性能测试和热失重测试表明：当PES含量为4wt%，KH-SiO2含量为1.5wt%时，KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为156.23 MPa、4.18 GPa和20.89 kJ/m2，较BMI-F51基体分别提高了49.7%、29.4%和82.8%；KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的热分解温度为393.1℃，残重率为50%时，分解温度高达523.1℃，耐热性十分优异。KH-SiO2-PES/BMI-F51复合材料的力学性能和耐热性有了较大提高，为拓展F51及BMI的应用范围提供了一定的理论数据。
2019, 36(7): 1667-1673.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181122.003
摘要:
采用化学沉淀法制备掺杂Zn的β-磷酸钙（β-TCP）粉末，Zn-β-TCP与Ti粉以3∶7（质量比）混合均匀经真空烧结得到Zn-β-TCP/Ti生物复合材料。结合金相观察、SEM、XRD等进行微观组织和表面形貌观察、物相分析，并进行显微硬度、摩粒磨损、单轴压缩和体外生物活性测试。结果表明：Zn-β-TCP粉体中粒径（D50）集中在1~20 μm。β-TCP/Ti生物复合材料成分为TiO2、Ti、β-TCP和CaTiO3，Zn-β-TCP/Ti复合材料成分为TiO2、Ti、β-TCP、CaTiO3和ZnO，Zn2+固溶到β-TCP晶格使衍射峰偏移，掺杂10mol% Zn的偏移角度最大。β-TCP结晶度随Zn掺杂量的增大而降低。β-TCP/Ti复合材料的TiO2相弥散分布在网状β-TCP相中，Zn摩尔分数为10mol%时，Zn-β-TCP/Ti复合材料的孔隙孔径在200~300 μm，满足工程支架材料的要求，且硬度最高为HV 346.2，磨损率最低为0.051 mgmm-2，抗压强度在130~180 MPa之间，弹性模量最大为8.021 GPa，Zn的加入提高了β-TCP/Ti复合材料的力学性能。类骨磷灰石的积累随在模拟体液中浸泡时间的延长而增多，Zn-β-TCP/Ti生物复合材料具有良好的生物活性。
采用化学沉淀法制备掺杂Zn的β-磷酸钙（β-TCP）粉末，Zn-β-TCP与Ti粉以3∶7（质量比）混合均匀经真空烧结得到Zn-β-TCP/Ti生物复合材料。结合金相观察、SEM、XRD等进行微观组织和表面形貌观察、物相分析，并进行显微硬度、摩粒磨损、单轴压缩和体外生物活性测试。结果表明：Zn-β-TCP粉体中粒径（D50）集中在1~20 μm。β-TCP/Ti生物复合材料成分为TiO2、Ti、β-TCP和CaTiO3，Zn-β-TCP/Ti复合材料成分为TiO2、Ti、β-TCP、CaTiO3和ZnO，Zn2+固溶到β-TCP晶格使衍射峰偏移，掺杂10mol% Zn的偏移角度最大。β-TCP结晶度随Zn掺杂量的增大而降低。β-TCP/Ti复合材料的TiO2相弥散分布在网状β-TCP相中，Zn摩尔分数为10mol%时，Zn-β-TCP/Ti复合材料的孔隙孔径在200~300 μm，满足工程支架材料的要求，且硬度最高为HV 346.2，磨损率最低为0.051 mgmm-2，抗压强度在130~180 MPa之间，弹性模量最大为8.021 GPa，Zn的加入提高了β-TCP/Ti复合材料的力学性能。类骨磷灰石的积累随在模拟体液中浸泡时间的延长而增多，Zn-β-TCP/Ti生物复合材料具有良好的生物活性。
2019, 36(7): 1674-1683.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181121.002
摘要:
以SiFe合金和沥青为原料，采用机械球磨和高温热解法制备了SiFe@C负极复合材料，并对SiFe及一系列不同热解温度下制备的SiFe@C复合材料进行对比研究。利用XRD、SEM、TEM、EDS和恒流充放电测试仪对SiFe@C复合材料的物相、颗粒形貌及电化学性能进行表征。结果表明，在850℃热解温度下制得的SiFe@C负极复合材料首次放电比容量达到1 376.25 mAh/g，首次库仑效率为86.35%，经过70次循环后放电比容量为940.33 mAh/g，库仑效率达到98.78%，容量保持率为76.32%，循环性能远高于SiFe和其他热解温度下的
以SiFe合金和沥青为原料，采用机械球磨和高温热解法制备了SiFe@C负极复合材料，并对SiFe及一系列不同热解温度下制备的SiFe@C复合材料进行对比研究。利用XRD、SEM、TEM、EDS和恒流充放电测试仪对SiFe@C复合材料的物相、颗粒形貌及电化学性能进行表征。结果表明，在850℃热解温度下制得的SiFe@C负极复合材料首次放电比容量达到1 376.25 mAh/g，首次库仑效率为86.35%，经过70次循环后放电比容量为940.33 mAh/g，库仑效率达到98.78%，容量保持率为76.32%，循环性能远高于SiFe和其他热解温度下的
2019, 36(7): 1684-1690.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181011.001
摘要:
采用放电等离子烧结法（SPS）制备了不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料，研究了3wt% TiB2/Cu复合材料致密度、导电率、硬度和耐电弧侵蚀性能随TiB2颗粒粒径的变化规律，重点分析了不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为。结果表明：3wt% TiB2/Cu复合材料致密度和硬度随TiB2颗粒粒径的增大而略有降低；TiB2颗粒粒径越小，TiB2/Cu复合材料的综合性能越好。随着TiB2颗粒粒径的增大，3wt% TiB2/Cu复合材料耐蚀稳定性降低，3wt% TiB2/Cu阴极材料的损耗量明显增加；当TiB2颗粒粒径为10 μm时，3wt% TiB2/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能最佳。电弧蚀形貌观察表明：不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料经电弧侵蚀后，3wt% TiB2/Cu复合材料均由阴极向阳极发生转移；随着TiB2颗粒粒径的增大，阴极质量损耗逐渐增加，触头表面电弧侵蚀面积增加；而在Cu基体中引入较小的TiB2颗粒，有利于减弱电接触实验过程中TiB2/Cu复合材料的喷溅现象。
采用放电等离子烧结法（SPS）制备了不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料，研究了3wt% TiB2/Cu复合材料致密度、导电率、硬度和耐电弧侵蚀性能随TiB2颗粒粒径的变化规律，重点分析了不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为。结果表明：3wt% TiB2/Cu复合材料致密度和硬度随TiB2颗粒粒径的增大而略有降低；TiB2颗粒粒径越小，TiB2/Cu复合材料的综合性能越好。随着TiB2颗粒粒径的增大，3wt% TiB2/Cu复合材料耐蚀稳定性降低，3wt% TiB2/Cu阴极材料的损耗量明显增加；当TiB2颗粒粒径为10 μm时，3wt% TiB2/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能最佳。电弧蚀形貌观察表明：不同TiB2颗粒粒径的3wt% TiB2/Cu复合材料经电弧侵蚀后，3wt% TiB2/Cu复合材料均由阴极向阳极发生转移；随着TiB2颗粒粒径的增大，阴极质量损耗逐渐增加，触头表面电弧侵蚀面积增加；而在Cu基体中引入较小的TiB2颗粒，有利于减弱电接触实验过程中TiB2/Cu复合材料的喷溅现象。
2019, 36(7): 1691-1699.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181112.002
摘要:
为了改善C/C-ZrC-SiC复合材料在高超声速飞行器热防护领域的使用性能，采用低压悬浮浸渗法制备出Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料。利用XRD、SEM、EDS等手段研究氧乙炔焰烧蚀前后Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料表层微观结构演变规律，阐明了Fe基高温合金涂层对C/C-ZrC-SiC复合材料烧蚀行为的影响。结果表明：C/C-ZrC-SiC复合材料在1 650℃的大气环境下并通过低压悬浮浸渗法浸渗2 h后，其表层形成一层均匀、致密、且结合紧密的Fe基高温合金涂层。在2 500℃下烧蚀180 s后，改性后的C/C-ZrC-SiC复合材料表面出现较小的烧蚀坑，质量烧蚀率相比未表面改性的试样降低了8%，线烧蚀率降低了35%。且表面生成一层均匀致密的Fe2O3-ZrO2复合氧化物保护层，大大降低了表面裂纹、孔洞等缺陷的产生，从而降低了氧的扩散速率及缺陷带来的应力集中。最终Fe基高温合金覆盖层提高了C/C-ZrC-SiC复合材料的高温抗氧化性和抗机械剥蚀性能。
为了改善C/C-ZrC-SiC复合材料在高超声速飞行器热防护领域的使用性能，采用低压悬浮浸渗法制备出Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料。利用XRD、SEM、EDS等手段研究氧乙炔焰烧蚀前后Fe基高温合金涂层封填C/C-ZrC-SiC复合材料表层微观结构演变规律，阐明了Fe基高温合金涂层对C/C-ZrC-SiC复合材料烧蚀行为的影响。结果表明：C/C-ZrC-SiC复合材料在1 650℃的大气环境下并通过低压悬浮浸渗法浸渗2 h后，其表层形成一层均匀、致密、且结合紧密的Fe基高温合金涂层。在2 500℃下烧蚀180 s后，改性后的C/C-ZrC-SiC复合材料表面出现较小的烧蚀坑，质量烧蚀率相比未表面改性的试样降低了8%，线烧蚀率降低了35%。且表面生成一层均匀致密的Fe2O3-ZrO2复合氧化物保护层，大大降低了表面裂纹、孔洞等缺陷的产生，从而降低了氧的扩散速率及缺陷带来的应力集中。最终Fe基高温合金覆盖层提高了C/C-ZrC-SiC复合材料的高温抗氧化性和抗机械剥蚀性能。
2019, 36(7): 1700-1707.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180930.001
摘要:
为提高纳米SiO2在硅橡胶（SR）基体中的分散性及两相间的界面结合力，设计以羟基硅油（HSO）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为纳米SiO2的表面封端改性剂，并将改性SiO2与双组份加成型液体SR复合得到改性纳米SiO2/SR复合材料。通过一系列表征手段对改性纳米SiO2的形貌结构及其在乙醇中的分散性等进行分析，研究了改性纳米SiO2对纳米SiO2/SR复合材料的断面形貌、力学性能及热稳定性的影响。结果表明：KH570成功接枝到纳米SiO2表面并与SR基体间形成化学键。当HSO协同KH570改性纳米SiO2时，可有效改善纳米SiO2在SR基体中的分散性能及纳米SiO2与SR两相间的界面结合性能，并显著提高纳米SiO2/SR复合材料的力学性能和热稳定性。将SiO2∶HSO∶KH570以质量比为2.0∶0.2∶0.6处理的改性纳米SiO2粒子，得到的改性纳米SiO2/SR复合材料起始热分解温度提高了230℃。当SiO2∶HSO∶KH570质量比为2.0∶0.2∶0.45时，改性纳米SiO2/SR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了约1倍。
为提高纳米SiO2在硅橡胶（SR）基体中的分散性及两相间的界面结合力，设计以羟基硅油（HSO）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为纳米SiO2的表面封端改性剂，并将改性SiO2与双组份加成型液体SR复合得到改性纳米SiO2/SR复合材料。通过一系列表征手段对改性纳米SiO2的形貌结构及其在乙醇中的分散性等进行分析，研究了改性纳米SiO2对纳米SiO2/SR复合材料的断面形貌、力学性能及热稳定性的影响。结果表明：KH570成功接枝到纳米SiO2表面并与SR基体间形成化学键。当HSO协同KH570改性纳米SiO2时，可有效改善纳米SiO2在SR基体中的分散性能及纳米SiO2与SR两相间的界面结合性能，并显著提高纳米SiO2/SR复合材料的力学性能和热稳定性。将SiO2∶HSO∶KH570以质量比为2.0∶0.2∶0.6处理的改性纳米SiO2粒子，得到的改性纳米SiO2/SR复合材料起始热分解温度提高了230℃。当SiO2∶HSO∶KH570质量比为2.0∶0.2∶0.45时，改性纳米SiO2/SR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了约1倍。
2019, 36(7): 1708-1715.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181025.002
摘要:
以聚乙烯-乙烯醇的磺化物（EVOH-SO3Li）和聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）为原料，利用高压静电纺丝技术纺制成高孔隙率、纤维粗细均匀的EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜材料。利用FTIR、SEM、万能拉伸试验仪、TGA、BMP3电化学工作站和电池检测系统对EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜进行测试分析。测试结果表明：EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜形成致密的三维网络结构，纤维粗细均匀，孔径均一，EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜的孔隙率和吸液率分别为85%和437%；与纯EVOH-SO3Li隔膜相比，EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜的拉伸强度最大值从2.17 MPa提高至8.33 MPa，起始热分解温度升高至310℃，并表现出良好的电化学性能和电池性能。其中电化学稳定窗口由5.6 V增至5.8 V，界面阻抗由425.51 Ω降低至115.24 Ω，离子电导率由1.592×10-3 S/cm提高至3.102×10-3 S/cm；采用EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜组装的锂离子电池在0.5 C放电电流下循环100次后容量保持率为96.65%。
以聚乙烯-乙烯醇的磺化物（EVOH-SO3Li）和聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）为原料，利用高压静电纺丝技术纺制成高孔隙率、纤维粗细均匀的EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜材料。利用FTIR、SEM、万能拉伸试验仪、TGA、BMP3电化学工作站和电池检测系统对EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜进行测试分析。测试结果表明：EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜形成致密的三维网络结构，纤维粗细均匀，孔径均一，EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜的孔隙率和吸液率分别为85%和437%；与纯EVOH-SO3Li隔膜相比，EVOH-SO3Li/PVDF-HFP复合隔膜的拉伸强度最大值从2.17 MPa提高至8.33 MPa，起始热分解温度升高至310℃，并表现出良好的电化学性能和电池性能。其中电化学稳定窗口由5.6 V增至5.8 V，界面阻抗由425.51 Ω降低至115.24 Ω，离子电导率由1.592×10-3 S/cm提高至3.102×10-3 S/cm；采用EVOH-SO3Li/PVDF-HFP隔膜组装的锂离子电池在0.5 C放电电流下循环100次后容量保持率为96.65%。
2019, 36(7): 1716-1727.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181017.002
摘要:
通过一步水热法制备出MoS2/Sb2S3可见光复合催化剂，采用XRD、SEM、紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）和XPS表征手段对MoS2/Sb2S3复合光催化剂进行了表征，以罗丹明B（RhB）作为目标污染物进行降解实验。与纯Sb2S3和MoS2相比，MoS2/Sb2S3复合光催化剂对RhB的光催化降解具有更高的效率，表现出优异的吸附性能和光催化性能。同时在相同的实验条件下，与TiO2、Bi2S3、C3N4、Sb2S3等催化剂相比，MoS2/Sb2S3复合光催化剂表现出更为优异的光催化性能。此外，探究了MoS2/Sb2S3复合光催化剂光催化降解机制，阐述了光催化反应机制，提供了一种适用于降解较高浓度有机废水的光催化剂制备方法，具有一定的应用价值。
通过一步水热法制备出MoS2/Sb2S3可见光复合催化剂，采用XRD、SEM、紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）和XPS表征手段对MoS2/Sb2S3复合光催化剂进行了表征，以罗丹明B（RhB）作为目标污染物进行降解实验。与纯Sb2S3和MoS2相比，MoS2/Sb2S3复合光催化剂对RhB的光催化降解具有更高的效率，表现出优异的吸附性能和光催化性能。同时在相同的实验条件下，与TiO2、Bi2S3、C3N4、Sb2S3等催化剂相比，MoS2/Sb2S3复合光催化剂表现出更为优异的光催化性能。此外，探究了MoS2/Sb2S3复合光催化剂光催化降解机制，阐述了光催化反应机制，提供了一种适用于降解较高浓度有机废水的光催化剂制备方法，具有一定的应用价值。
2019, 36(7): 1728-1736.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.002
摘要:
采用两步法合成了石墨烯（GE）改性的超疏水超亲油甲醛-三聚氰胺-亚硫酸氢钠（FMS）共聚物海绵，首先在FMS海绵基质上进行GE原位聚合，然后通过聚甲基苯基硅氧烷构筑超疏水结构。采用FTIR、SEM、TGA、光学接触角测量仪对海绵结构进行表征分析。结果表明，GE成功地修饰了FMS海绵，制备出的GE/FMS共聚物海绵的接触角达158.9°。将GE/FMS共聚物海绵用于油水分离，经20次对机油吸附-解吸附测定后仍能保持稳定的超疏水性质。改性后的GE/FMS海绵具有良好的可重复利用性且对油和有机溶剂具有高度选择吸收性，对氯仿和机油的吸收量分别达到自身质量的约125倍和90倍，对油或有机溶剂的回收率达到87%以上。进一步对油或有机溶剂与水的分离进行了应用模拟，结果表明：改性后的GE/FMS海绵可以高效快速地将油或有机溶剂从水中分离出来，对于投入生产及吸附应用具有实际意义。
采用两步法合成了石墨烯（GE）改性的超疏水超亲油甲醛-三聚氰胺-亚硫酸氢钠（FMS）共聚物海绵，首先在FMS海绵基质上进行GE原位聚合，然后通过聚甲基苯基硅氧烷构筑超疏水结构。采用FTIR、SEM、TGA、光学接触角测量仪对海绵结构进行表征分析。结果表明，GE成功地修饰了FMS海绵，制备出的GE/FMS共聚物海绵的接触角达158.9°。将GE/FMS共聚物海绵用于油水分离，经20次对机油吸附-解吸附测定后仍能保持稳定的超疏水性质。改性后的GE/FMS海绵具有良好的可重复利用性且对油和有机溶剂具有高度选择吸收性，对氯仿和机油的吸收量分别达到自身质量的约125倍和90倍，对油或有机溶剂的回收率达到87%以上。进一步对油或有机溶剂与水的分离进行了应用模拟，结果表明：改性后的GE/FMS海绵可以高效快速地将油或有机溶剂从水中分离出来，对于投入生产及吸附应用具有实际意义。
2019, 36(7): 1737-1745.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181009.002
摘要:
为克服纳米ZnO晶体可见光光催化活性低的缺点，以六水合硝酸锌、六亚甲基四胺和二水合草酸为原料，采用液相共沉淀-热分解法制备了六方纤锌矿型海绵状ZnO，然后在碱性条件下复合纳米Ag2O颗粒，得到海绵状Ag2O/ZnO复合光催化剂，并采用XRD、FTIR、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）、FESEM、TEM和BET测量仪对其进行了表征；采用可见光光源，甲醛（HCHO）液体为光催化反应模型物，研究了不同摩尔比下Ag2O/ZnO复合光催化剂的暗吸附及光催化性能。结果表明，随着Ag2O相对含量的增加，HCHO暗吸附效果出现先增大后减小的趋势，当Ag2O与ZnO摩尔比为1∶5时，HCHO去除率达到43.34%；另一方面，在可见光下Ag2O/ZnO复合光催化剂对HCHO的降解率呈先增大后减小的趋势，其中Ag2O与ZnO的摩尔比为1∶10时取得最佳降解效果，经过90 min的可见光光照后HCHO降解率达到78%，总的HCHO去除率为85%。
为克服纳米ZnO晶体可见光光催化活性低的缺点，以六水合硝酸锌、六亚甲基四胺和二水合草酸为原料，采用液相共沉淀-热分解法制备了六方纤锌矿型海绵状ZnO，然后在碱性条件下复合纳米Ag2O颗粒，得到海绵状Ag2O/ZnO复合光催化剂，并采用XRD、FTIR、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）、FESEM、TEM和BET测量仪对其进行了表征；采用可见光光源，甲醛（HCHO）液体为光催化反应模型物，研究了不同摩尔比下Ag2O/ZnO复合光催化剂的暗吸附及光催化性能。结果表明，随着Ag2O相对含量的增加，HCHO暗吸附效果出现先增大后减小的趋势，当Ag2O与ZnO摩尔比为1∶5时，HCHO去除率达到43.34%；另一方面，在可见光下Ag2O/ZnO复合光催化剂对HCHO的降解率呈先增大后减小的趋势，其中Ag2O与ZnO的摩尔比为1∶10时取得最佳降解效果，经过90 min的可见光光照后HCHO降解率达到78%，总的HCHO去除率为85%。
2019, 36(7): 1746-1752.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181113.001
摘要:
采用流延法制备了醋酸酯淀粉（AS）∶尿素（UR）∶稻壳生物炭（RHBC）质量比分别为8∶1∶1、8∶2∶1、8∶4∶1的RHBC/AS-UR复合膜，利用SEM、FTIR、XRD、TGA等测试手段对RHBC/AS-UR复合膜的微观形态和结构性能进行了研究，采用流化床喷雾包膜装置制备了RHBC/AS-UR包膜UR肥并测试了其释放特性。结果表明：RHBC能够均匀的分散于RHBC/AS-UR复合膜中，与UR-AS交联体间形成了“固体桥”的微观结构，结合紧密，同时，RHBC的添加可以提高复合膜的热稳定性。UR的添加可以提高复合膜的延展性能，当UR质量分数为18.2wt%时，RHBC/AS-18.2wt% UR复合膜的力学性能达到最佳，断裂伸长率提高了约500%。UR释放特性试验结果表明，与未包膜UR相比，不同质量比的RHBC/AS-UR包膜UR均能有效降低UR态氮的释放速率，其中，RHBC/AS-18.2wt% UR包膜UR在连续24 h浸泡后的总释放率最小（81%），表现出更好的缓慢释放性能。
采用流延法制备了醋酸酯淀粉（AS）∶尿素（UR）∶稻壳生物炭（RHBC）质量比分别为8∶1∶1、8∶2∶1、8∶4∶1的RHBC/AS-UR复合膜，利用SEM、FTIR、XRD、TGA等测试手段对RHBC/AS-UR复合膜的微观形态和结构性能进行了研究，采用流化床喷雾包膜装置制备了RHBC/AS-UR包膜UR肥并测试了其释放特性。结果表明：RHBC能够均匀的分散于RHBC/AS-UR复合膜中，与UR-AS交联体间形成了“固体桥”的微观结构，结合紧密，同时，RHBC的添加可以提高复合膜的热稳定性。UR的添加可以提高复合膜的延展性能，当UR质量分数为18.2wt%时，RHBC/AS-18.2wt% UR复合膜的力学性能达到最佳，断裂伸长率提高了约500%。UR释放特性试验结果表明，与未包膜UR相比，不同质量比的RHBC/AS-UR包膜UR均能有效降低UR态氮的释放速率，其中，RHBC/AS-18.2wt% UR包膜UR在连续24 h浸泡后的总释放率最小（81%），表现出更好的缓慢释放性能。
2019, 36(7): 1753-1760.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180927.001
摘要:
水热合成法制备纳米SnO2-Fe2O3复合材料，以SnO2-Fe2O3为活性物质，多壁碳纳米管（MWCNTs）导电纸代替传统铜箔作为负极集流体制作锂离子电池。采用XRD、SEM进行表征，结果显示，SnO2-Fe2O3均匀嵌入到MWCNTs构建的三维导电网络的空隙中。电化学测试结果表明，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸作为负极电极能够显著提高锂离子电池的循坏和倍率性能。在100 mA/g电流密度下循环30次，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸电池比容量达到1 088 mAh/g，而在200 mA/g电流密度下循环200次后，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸比容量能稳定保持在898 mAh/g，表现出良好的循环性能，逐渐增大充放电电流，电池的比容量有所下降但其库伦效率仍然保持在96%以上，而在高倍率（1 600 mA/g）下进行充放电时，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸比容量仍然能够保持在547 mAh/g，之后再将电流密度降到100 mA/g，比容量重新回到1 000 mAh/g，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸表现出十分优异的电化学性能。
水热合成法制备纳米SnO2-Fe2O3复合材料，以SnO2-Fe2O3为活性物质，多壁碳纳米管（MWCNTs）导电纸代替传统铜箔作为负极集流体制作锂离子电池。采用XRD、SEM进行表征，结果显示，SnO2-Fe2O3均匀嵌入到MWCNTs构建的三维导电网络的空隙中。电化学测试结果表明，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸作为负极电极能够显著提高锂离子电池的循坏和倍率性能。在100 mA/g电流密度下循环30次，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸电池比容量达到1 088 mAh/g，而在200 mA/g电流密度下循环200次后，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸比容量能稳定保持在898 mAh/g，表现出良好的循环性能，逐渐增大充放电电流，电池的比容量有所下降但其库伦效率仍然保持在96%以上，而在高倍率（1 600 mA/g）下进行充放电时，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸比容量仍然能够保持在547 mAh/g，之后再将电流密度降到100 mA/g，比容量重新回到1 000 mAh/g，SnO2-Fe2O3/MWCNTs导电纸表现出十分优异的电化学性能。
2019, 36(7): 1761-1768.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20180930.002
摘要:
采用相分离法合成了具有离子响应性的聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐）（PVEIm+BF4-）@CaO微胶囊。聚离子液体（PILs）的BF4-与水溶液中的Cl-发生离子交换使疏水性的交联PILs壳转变为亲水性，在水中形成亲水通道。PVEIm+BF4-@CaO微胶囊内部的CaO从通道被释放到水中形成Ca（OH）2。PVEIm+BF4-@CaO微胶囊加入后，NaCl水溶液中Cl-的浓度由8.3 mmolL-1降低至5.8 mmolL-1，pH值由7.00增加至11.83。提高反应物中的离子液体（ILs）的加入量、苯乙烯（St）∶二乙烯基苯（DVB）的质量比或水溶液中Cl-的浓度均可提高PVEIm+BF4-@CaO微胶囊中CaO的释放速率。不同含量单体组成的微胶囊或被不同浓度Cl-触发的微胶囊内的CaO均可被全部释放至NaCl溶液中。溶液中的最大Ca2+浓度基本一致，约为3.4 mmolL-1。SO42-也可触发微胶囊的释放。结果表明，PVEIm+BF4-@CaO微胶囊对Cl-和SO42-具有良好的响应性。加入PVEIm+BF4-@CaO微胶囊后，NaCl水溶液中Cl-/OH-的浓度比显著降低，有利于提高钢筋的抗Cl-腐蚀能力。
采用相分离法合成了具有离子响应性的聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐）（PVEIm+BF4-）@CaO微胶囊。聚离子液体（PILs）的BF4-与水溶液中的Cl-发生离子交换使疏水性的交联PILs壳转变为亲水性，在水中形成亲水通道。PVEIm+BF4-@CaO微胶囊内部的CaO从通道被释放到水中形成Ca（OH）2。PVEIm+BF4-@CaO微胶囊加入后，NaCl水溶液中Cl-的浓度由8.3 mmolL-1降低至5.8 mmolL-1，pH值由7.00增加至11.83。提高反应物中的离子液体（ILs）的加入量、苯乙烯（St）∶二乙烯基苯（DVB）的质量比或水溶液中Cl-的浓度均可提高PVEIm+BF4-@CaO微胶囊中CaO的释放速率。不同含量单体组成的微胶囊或被不同浓度Cl-触发的微胶囊内的CaO均可被全部释放至NaCl溶液中。溶液中的最大Ca2+浓度基本一致，约为3.4 mmolL-1。SO42-也可触发微胶囊的释放。结果表明，PVEIm+BF4-@CaO微胶囊对Cl-和SO42-具有良好的响应性。加入PVEIm+BF4-@CaO微胶囊后，NaCl水溶液中Cl-/OH-的浓度比显著降低，有利于提高钢筋的抗Cl-腐蚀能力。
2019, 36(7): 1769-1775.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181023.002
摘要:
以稻壳活性炭（AC）为基体，采用五乙烯六胺（PEHA）为改性剂，制备了改性AC-PEHA。研究了AC-PEHA对溶液中Cd离子的吸附动力学、等温吸附曲线、pH的影响等吸附行为，考察了不同HCl浓度对解吸率的影响，并通过SEM、FTIR、BET比表面积等手段，对AC和AC-PEHA吸附剂进行了表征。结果表明：AC-PEHA对Cd离子的吸附在反应时间为60 min处达到平衡，符合准二级吸附动力学模型。在初始Cd离子浓度为10~350 mgL-1，pH值为5.0的条件下，AC-PEHA对Cd离子的吸附量达53.58 mgg-1，显著高于AC的吸附量26.15 mgg-1。初始pH值为6~8的条件下，碱性环境更有利于AC-PEHA对Cd离子的吸附。采用30 gL-1的HCl时AC-PEHA对Cd离子的解吸率为83.8%。改性后，由于PEHA进入AC孔道，虽然使其孔容和孔径分别降低了21.6%和7.4%，但同时使AC表面负载了伯胺N—H吸附基团，提高了AC-PEHA对Cd离子的吸附能力。
以稻壳活性炭（AC）为基体，采用五乙烯六胺（PEHA）为改性剂，制备了改性AC-PEHA。研究了AC-PEHA对溶液中Cd离子的吸附动力学、等温吸附曲线、pH的影响等吸附行为，考察了不同HCl浓度对解吸率的影响，并通过SEM、FTIR、BET比表面积等手段，对AC和AC-PEHA吸附剂进行了表征。结果表明：AC-PEHA对Cd离子的吸附在反应时间为60 min处达到平衡，符合准二级吸附动力学模型。在初始Cd离子浓度为10~350 mgL-1，pH值为5.0的条件下，AC-PEHA对Cd离子的吸附量达53.58 mgg-1，显著高于AC的吸附量26.15 mgg-1。初始pH值为6~8的条件下，碱性环境更有利于AC-PEHA对Cd离子的吸附。采用30 gL-1的HCl时AC-PEHA对Cd离子的解吸率为83.8%。改性后，由于PEHA进入AC孔道，虽然使其孔容和孔径分别降低了21.6%和7.4%，但同时使AC表面负载了伯胺N—H吸附基团，提高了AC-PEHA对Cd离子的吸附能力。
2019, 36(7): 1776-1786.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20181025.001
摘要:
以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨烯（GO），通过Zn将其还原为石墨烯（RGO），且生成的ZnO附着在RGO表面。采用XRD、SEM、FTIR、Raman、TEM和矢量网络分析仪（VNA）研究了不同还原温度对ZnO/RGO复合材料形貌、结构、氧化程度、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及电磁响应行为的影响。结果表明：还原温度为50℃时RGO还原后结构更加完整，层间距为0.89 nm时ZnO/RGO复合材料的介电常数和磁导率均较高，在17.15 GHz时反射率达到-41.2 dB，反射损耗小于-10 dB的带宽为3.67 GHz。
以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨烯（GO），通过Zn将其还原为石墨烯（RGO），且生成的ZnO附着在RGO表面。采用XRD、SEM、FTIR、Raman、TEM和矢量网络分析仪（VNA）研究了不同还原温度对ZnO/RGO复合材料形貌、结构、氧化程度、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及电磁响应行为的影响。结果表明：还原温度为50℃时RGO还原后结构更加完整，层间距为0.89 nm时ZnO/RGO复合材料的介电常数和磁导率均较高，在17.15 GHz时反射率达到-41.2 dB，反射损耗小于-10 dB的带宽为3.67 GHz。
