关键词： MOF-303   CaCl_(2)   大气集水   吸湿性能  

摘要： 淡水资源日益短缺,解决淡水需求问题刻不容缓。大气中水多以水蒸气与水滴的形式存在,若通过吸附剂将大气中的水收集,可以缓解水资源短缺。近年来,MOF-303因具有较高的比表面积、高孔隙率优点成为热门吸附剂,但MOF-303存在吸水量低等问题,若选取低成本的吸湿性盐与MOF-303复合,可解决MOF-303吸湿体量问题。因此向MOF-303中引入无机盐氯化钙(CaCl_(2)),不仅增加了吸湿性能,同时有利于改善传统吸湿性盐易于泄漏的问题。通过水热法合成MOF-303,以MOF-303、氯化钙为原料制备出3种不同浓度的MOF-303/CaCl_(2)复合材料,研究MOF-303及MOF-303/CaCl_(2)复合材料的结构组成、外观形貌以及吸湿性能。结果表明:CaCl_(2)的引入对复合材料的比表面积影响较大,同时MOF-303/CaCl_(2)复合材料经过7h可吸附0.63g/g的水,相较于MOF-303吸湿性能有显著的提高。

关键词： TiC-Ni/EP复合材料   冰模板   微观结构   力学性能   热学性能  

摘要： 针对电子封装用基板材料热导率低、热膨胀系数高的问题,本文采用冰模板法制备层状多孔TiC-Ni支架,并结合真空浸渍法将环氧树脂(epoxy,EP)渗入多孔支架的孔隙中,制备层状TiC-Ni/EP复合材料。采用扫描电子显微镜、万能力学试验机和热膨胀仪等设备,研究Ni含量对层状多孔TiC-Ni支架的孔隙形貌、层状结构特征以及复合材料的微观结构、力学性能、热学性能的影响规律。结果表明:随Ni含量增加,多孔支架的层间距和层壁厚度增大,复合材料的抗压强度和抗弯强度降低,热导率和热膨胀系数增大。φ(Ni)=2%时,多孔支架和复合材料均获得最佳的层状结构特征,复合材料的热导率为2.24 W/(m·K),热膨胀系数为30.23×10^(-6)K^(-1)。

关键词： 量子点   金属有机骨架   光学传感器  

摘要： 金属有机框架(MOF)在光学传感方面得到了广泛的应用,同时量子点(QD)也具有优异的光学性能,可将其引入到MOF中,提升其光学活性。因为MOF自身具有较大的孔径可以容纳QD,可以充分避免QD聚集而导致光学活性降低的问题。QD@MOF复合材料结合了QD和MOF优异的光学性能和特异性识别等优点,提升了复合材料在荧光传感器领域的灵敏度和选择性。综述了合成QD@MOF复合材料常见的3种方法:瓶中船法、瓶绕船法和物理混合法。及QD@MOF材料作为荧光传感器在检验金属离子、生物分子、气体、硝基化合物等物质的应用。还简要讨论了目前所面临的问题,及未来的发展方向。

关键词： α-堇青石/TiO_(2)   核-壳结构   吸附   光催化降解  

摘要： 利用水热-焙烧法制备TiO_(2)纳米片,采用水热-煅烧法制备α-堇青石,并以α-堇青石和钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体,通过水热-焙烧法合成α-堇青石/TiO_(2)复合材料。利用XRD、SEM、BET、FT-IR、XPS、UV-Vis等对材料进行表征,研究其对亚甲基蓝(MB)溶液的吸附与降解性能。结果表明,复合材料中TiO_(2)为锐钛矿相,α-堇青石的引入未改变TiO_(2)晶体结构,但显著提高了比表面积(由59.1 m^(2)/g增至255.8 m^(2)/g),改善了TiO_(2)的团聚现象,增加了表面羟基、氧空位和介孔。α-堇青石使TiO_(2)吸收带蓝移,禁带宽度由3.27 eV降至3.19 eV。复合材料在120 min黑暗条件下对10 mg/L MB的吸附率达92.3%,分别是纯TiO_(2)和α-堇青石的61倍和8.2倍;在30 W紫外灯下照射60 min,其对MB的光降解率达100%,是纯TiO_(2)的2.5倍。经过5次循环使用,降解率仍达95.2%,表现出优异的稳定性。自由基捕获实验表明,羟基自由基(·OH)是光降解的主要活性物种。本研究为废水中染料的去除提供了一种高效的处理方法。

关键词： 氧化锌   石墨相氮化碳   复合材料   光催化  

摘要： 随着纺织业的快速发展,纺织业污水处理成为亟待解决的环境问题,未经处理净化或未净化彻底的有机染料废水的排放造成水体污染,严重破坏生态平衡,对人类赖以生存的生活环境带来巨大损失。ZnO因其高光敏性、晶形可控和优异的光电催化活性,使其在催化降解水中有机污染物方面表现出独特的优势。但是单一ZnO材料存在光生载流子复合几率高、太阳光利用率低等不足,限制了其在实际应用中的效果。为进一步提高ZnO的光催化性能,概括讨论了ZnO作为光催化剂的改性方法,并详细讨论了ZnO/g-C_(3)N_(4)纳米复合材料在光催化领域的研究进展。复合后的光催化剂具有更小的带隙,在可见光区域具有更宽的光响应范围且能够通过异质结构促进电子-空穴的有效分离,从而提高在可见光下的光催化性能。

关键词： 铁氧体   电磁吸波材料   低温制备   复合材料  

摘要： 铁氧体作为常见的磁损耗型吸波材料,制备方法对其结构以及吸波性能的影响至关重要。传统的铁氧体制备多采用高温高压的溶剂热或者水热法制备,耗能大,材料后续复合时兼容性差。以氯化亚铁作为铁源,利用硝酸钾对亚铁离子进行可控的氧化反应,采用低温(50℃)共沉淀法制备了正八面体结构的Fe_(3)O_(4),研究了不同反应条件制备产物的吸波效果,并将其与介电材料NiCo_(2)O_(4)复合,制备的复合材料具有较好的吸波性能。低温法降低了对生产设备的要求,减小了耗能,提高了材料复合的兼容性,大大拓宽了铁氧体材料的应用范围。

关键词： 介电常数   短切纤维   磷酸盐  

摘要： 针对飞行器对耐高温透波材料的需求,开展不同短切纤维对磷酸盐复合材料性能的研究,并对不同短切纤维增强磷酸盐复合材料的弯曲性能、介电性能和微观形貌进行分析。研究结果表明:石英短切纤维作为磷酸盐复合材料的增强纤维,能最大程度地提高磷酸盐复合材料的性能,当石英短切纤维用量为15%(wt)时,磷酸盐复合材料的弯曲强度可达到170 MPa,介电常数可达3.72,微观形貌致密,石英短切纤维与磷酸盐基体结合紧密。

关键词： 铜基复合材料   界面结合   润湿性   第一性原理  

摘要： 采用第一性原理计算了WC/Cu和W/Cu体系的界面能、界面粘附功、润湿角、弹性模量及电子结构,从理论上对比分析了WC/Cu和W/Cu复合材料的界面结合强度以及在熔渗制备时的界面润湿性。结果表明,W端的WC(0001)/Cu(111)的界面能最低,WC/Cu界面结构比W/Cu界面结构稳定;WC(0001)/Cu(111)界面粘附功大于W(110)/Cu(111)的,WC/Cu比W/Cu更具有界面结合的优势;C端和W端的WC/Cu体系的润湿角分别为13°和19°,远低于W/Cu体系的润湿角(53°),Cu在WC表面的润湿性更好;WC/Cu和W/Cu的弹性模量介于Cu和WC、Cu和W之间,且泊松比均大于0.26,WC对Cu的增强效果优于W。从电子结构的角度分析,WC/Cu复合材料比W/Cu复合材料具有更好的界面结合能力。

关键词： 聚乙烯醇基复合膜   开放拓展性实验   教学设计   考核体系  

摘要： 基于成果导向教育(OBE)理念对学生实践能力和创新能力的培养要求,设计了“再生纤维素纤维增强聚乙烯醇膜的制备和力学性能”的开放拓展性实验。实验内容围绕聚乙烯醇基复合膜制备、结构表征分析、力学性能测试及包装应用拓展等开展。通过教师引导,学生查阅文献了解聚乙烯醇基复合膜制备方法,设计实验方案,学习红外光谱、X-射线衍射、热重、扫描电镜等表征实验方法,掌握膜材料力学性能测试方法,利用Jade、Origin等软件处理分析实验数据。同时,建立过程和结果相融合的考核体系,使学生的实践能力得到全面考查。该实验教学设计突出了学生主体地位,增强了的学生思考能力和动手实践能力,也培养了学生的团队精神和创新思维。

关键词： 聚醚醚酮   复合材料   碳纤维   界面改性  

摘要： 采用聚乙烯亚胺(PEI)上浆剂及聚酰胺-胺(PAMAM)偶联剂接枝法分别对碳纤维(CF)进行改性,从而提高碳纤维/聚醚醚酮复合材料的界面结合强度.采用热压烧结法制备了纯聚醚醚酮(PEEK)及改性前后CF/PEEK复合材料.探究改性前后复合材料的界面性能、力学性能,以及在干摩擦条件下的摩擦磨损性能.结果表明:填料CF经PEI上浆及PAMAM接枝改性后,表面能分别比纯PEEK提高了30.9%和10.58%,两种改性对CF/PEEK复合材料的界面结合强度均提高.在摩擦磨损试验中,在固定转速200 r/min的情况下,随着载荷提高,改性后的复合材料的摩擦系数先升高再降低,磨损率逐渐升高.与未改性CF/PEEK复合材料相比,PAMAM-CF/PEEK和PEI-CF/PEEK的摩擦系数和磨损率分别低11.63%、72.34%和11.51%、75.58%,比纯PEEK分别低30.12%、95.17%和25.32%、95.74%.虽然PEI-CF/PEEK的摩擦系数比PAMAM-CF/PEEK高0.84%,但是其磨损率降低了22.13%.在固定载荷90 N的情况下,随着转速的提高,摩擦系数和磨损率均呈现先降低再升高的趋势.PAMAM-CF/PEEK和PEI-CF/PEEK的摩擦系数和磨损率比CF/PEEK分别低15.1%、52.53%和18.78%、63.04%,比纯PEEK分别低25.42%、88.86%和25.32%、91.33%,虽然PEI-CF/PEEK的摩擦系数比PAMAM-CF/PEEK高4.33%,但磨损率降低了28.42%.改性后的复合材料在界面结合强度与摩擦磨损性能方面均有改善,且经PEI上浆改性的CF/PEEK复合材料的综合性能优于经PAMAM接枝改性的CF/PEEK.