关键词： 吸波材料   三维结构   异质结界面   MOFs衍生  

摘要： 随着科技迭代与社会发展进程的加速,电子信息设备在提升人类生活便利性的同时,其伴生的电磁波辐射问题逐渐显现出潜在危害性。在此背景下,对电磁波污染的治理需求日益迫切,开发兼具高效能与高可靠性的电磁屏蔽材料及电磁吸波材料,已成为电磁防护领域的重要研究方向与技术突破口。 碳材料作为最具普适性的基础原料,因其来源广泛、环境友好、成本低廉及优异导电性等特性,在电磁波吸收领域已成为研究热点。然而,受限于单一损耗机制或阻抗匹配失衡等缺陷,传统碳材料吸波性能表现不佳。因此,本研究选取多元碳材料体系,通过对比和控制变量的方法研究碳基复合材料吸波性能的变化。 （1）将g-C3N4通过水热自组装的方式锚定在rGO表面,由于g-C3N4低电子导电性和高电子空穴率的特性,将两种材料复合在一起形成异质结界面,以此来调节阻抗匹配。同时通过冷冻干燥,控制样品形貌,形成多孔的三维网络结构,增加散射、反射和其他的极化损耗机制,从机理层面调节复合材料的吸波性能。制备的C-G-0.5气凝胶在厚度为3.0 mm时具有8.08 GHz的最大有效吸收带宽。为了进一步研究异质结界面和阻抗匹配对复合材料性能的影响程度,还将复合材料进行退火处理。经研究材料由于退火产生一定程度的分解,导致异质结界面减少,阻抗匹配变差,从而也可以反过来证明合成的C-G-0.5气凝胶确实具有良好的吸波性能。 （2）选用葡萄糖、三聚氰胺和四水醋酸钴为原料,通过水热的方法使得葡萄糖在碳化过程中诱导三聚氰胺缩聚形成小球,进而将Co元素包裹在小球内部;后续再通过高温煅烧来还原Co并将其暴露出来,氮掺杂碳载体和过渡金属Co之间通过电子轨道的重叠来形成较强的电子相互作用,从而使得电子在基底和金属之间进行迁移,以此来丰富电磁波损耗机制,增加材料电磁波吸收性能。从实验结果显示,单纯的氮掺杂碳小球在添加了Co之后吸波性能得到显著改善,在厚度为1.7mm的情况下,最大有效吸收带宽可达5.12 GHz,反射损耗可达-46.07 dB。 （3）采取冷冻干燥的方式制备得到CMC气凝胶,并以CMC气凝胶为生长模板,通过水热自组装将Zr-MOF生长在CMC碳基模板上,以增加异质结界面和改变气凝胶表面形貌的手段来丰富材料的极化机制和增加电磁波在材料表面的反射和散射,进而来影响材料整体的吸波性能。当复合材料厚度为2.2 mm时,材料的最大有效吸收带宽可达5.68 GHz,在厚度为2 mm时,反射损耗可达-42.59 dB。

摘要： 1征稿范围本刊主要刊载复合材料基础研究和应用研究方面具有创新性和重要意义的原始性高水平研究学术论文,以及由该领域专家亲自撰写的反映本学科最新发展状况的综述性研究论文。刊载范围:先进功能(光热电磁等)、仿生、新能源、轻质、光催化、生物、(纳米)纤维、颗粒等改性或增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料的制备、性能及应用。

关键词： 杨木   水热炭   钛酸铋   光催化   印染废水  

摘要： 纺织、印染等工业废水中含有大量有毒物质,若直接排放至自然环境中,会对人体健康、动物生存及其他生物群落产生潜在的危害。因此,如何有效治理这些废水已成为科研领域亟待解决的重要课题。光催化氧化技术凭借其独特的优势脱颖而出,该技术利用太阳光将光能转化为化学能,能够高效地降解各类有机污染物,且具有非选择性、无二次污染等特点,是助力低碳环保发展、实现可持续发展战略目标的有效技术手段。 钛酸铋(Bi20TiO32)光催化剂因其合适的能带结构,能在可见光下直接作用而受到关注,然而,其光生载流子复合率较高的问题制约了其进一步发展和实际应用。为此,本文首先通过磷酸活化制备了水热炭(HTC),再与Bi20TiO32复合,采用溶剂热法制备出HTC/Bi20TiO32光催化剂材料,最后利用所制备的催化剂光催化降解模拟印染废水。本论文主要研究内容和结果如下: (1)以杨木为原料,采用磷酸活化和水热法制备了杨木水热炭。以罗丹明B(Rh B)染料为目标污染物,考察了水热温度、液固比、水热时间对杨木水热炭吸附性能的影响,并通过响应面试验设计进行了制备工艺优化。采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙度分析(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对水热炭进行了分析与表征。结果表明:制备的杨木水热炭具有良好的孔隙结构,比表面积为53.11 m2/g,且表面有丰富的含氧官能团。响应面试验得到的最佳制备条件为水热温度194℃、液固比25:1、水热时间11.8 h,此条件下制备的水热炭对罗丹明B的吸附量可达到31.65 mg/g,吸附过程符合准二级反应动力学,对Rh B的吸附为单层吸附。 (2)为了提高Bi20TiO32的光催化性能,以HTC作为基底,采用溶剂热法制备出HTC/Bi20TiO32复合材料。用300 W氙灯模拟太阳光,探究了煅烧温度、水热炭添加量、煅烧时间对HTC/Bi20TiO32光催化性能的影响和动力学规律,进一步利用响应面试验设计优化制备工艺条件。响应面试验的结果表明:当水热炭添加量为1.04 g,煅烧时间为1 h,煅烧温度为295℃时,制备得到的HTC/Bi20TiO32光催化剂光照120 min后,对100 mL 10 mg/L Rh B溶液光催化降解为98.68%。SEM显示Bi20TiO32颗粒成功在HTC表面生长,XRD和FT-IR表征发现HTC的加入并未明显改变Bi20TiO32光催化剂的结构。自由基捕获实验表明,超氧自由基(·O2-)在Rh B降解过程中起主导作用,h+在整个降解过程中几乎不起作用,HTC/Bi20TiO32对多种不同的染料都有着较好的降解效果。 (3)利用HTC/Bi20TiO32光催化降解模拟印染废水,研究了吸附时间、光照时间、溶液pH、催化剂用量和10%H2O2添加量对光催化降解模拟印染废水的影响。研究表明:吸附时间为30min,光照时间为120min,pH为3.00,HTC/Bi20TiO32光催化剂用量为0.10 g,10%H2O2加入量为0.30 mL时,100 mL模拟染料废水的CODCr值从初始的560.72 mg/L显著降低至73.45 mg/L,CODCr降解率达到86.90%,处理后的染料废水色度接近纯净水,几乎无色。HTC/Bi20TiO32有良好的循环稳定性,在经过5次循环使用后降解率仍有78.16%,且循环使用后催化剂的结构基本不变。 综上所述,本论文以杨木为生物质原料,采用水热碳化法成功制备了杨木基水热炭(HTC),通过磷酸活化处理,水热炭的比表面积显著提升。进一步通过溶剂热法将Bi20TiO32纳米颗粒均匀生长在活化水热炭表面,构建了具有可见光光催化性能和良好循环稳定性的HTC/Bi20TiO32复合光催化剂。本论文为印染废水的高效处理提供了一种新型、稳定的生物质炭光催化复合材料解决方案。

关键词： CdMoO4   燃烧法   异质结   光催化   H2O2合成  

摘要： 半导体光催化技术在环境治理、能源生产及生物医学等领域展现出广阔的应用前景。在众多光催化材料中,钼酸镉(CdMoO4)因其独特的电子结构、优异的物理化学性质以及低廉的制备成本而备受关注。然而,该材料较宽的禁带宽度(～3.3 eV)导致其仅能利用不足5%的太阳光谱,严重限制了实际应用价值。本论文通过构建CdMoO4基复合光催化体系,系统探究了光催化剂的制备条件、微观结构与催化性能之间的构效关系,建立了“能带结构设计→界面电荷传输→催化活性强化”的全链条优化理论,为开发高效、稳定的可见光驱动CdMoO4催化剂提供了重要科学依据。研究工作主要围绕以下内容展开: (1)通过燃烧法制备了具有Ⅱ型异质结结构的ZnO/CdMoO4复合材料。XRD与XPS分析证实异质结的成功构建,DRS光谱表明ZnO与CdMoO4的复合显著拓宽了材料的光响应范围。电化学测试显示,ZnO/CdMoO4复合材料的光电流响应强度较单一组分明显增强,且电荷转移电阻明显降低,表明其载流子分离效率得到了有效提高。在模拟太阳光下,该复合材料的H2O2合成产率最高达332.86 μmol·g-1·h-1,为纯CdMoO4的2.9倍,且5次循环后活性保持率超87%,展现出优异的可重复使用性。机理研究表明,Ⅱ型异质结的能带匹配设计有效抑制了光生电子-空穴对的复合,延长了载流子寿命,从而显著提升了光催化性能。 (2)通过燃烧法成功构建了具有S型异质结结构的CdS/CdMoO4复合材料。DRS光谱和光电化学测试表明,异质结构的形成显著增强了材料的光吸收能力,并降低了光生载流子复合率。复合材料展现出卓越的光催化性能,H2O2产率最高可达到1394.71 μmol·g-1·h-1,较纯的CdMoO4提升了 12.2倍。EPR与自由基捕获实验证实,超氧自由基(·O2-)和单线态氧(1O2)为反应关键活性物种。循环实验和XRD结构表征证实材料经循环稳定性测试后仍保持较高的光催化活性,展现出优异的光稳定性。密度泛函理论计算表明,S型异质结界面处的功函数差异导致电子从CdS向CdMoO4转移,形成内建电场(IEF),促进光生载流子的分离,为光催化合成H2O2提供了重要的理论支撑。 (3)通过燃烧法合成了 C/CdMoO4复合光催化材料。SEM和TEM测试证实,碳修饰使CdMoO4从紧密微球结构转变为疏松多孔结构,比表面积增大,对O2的吸附能力增强。拉曼光谱证实,复合材料中同时存在有序和无序碳结构,提升了导电性。光电流响应强度较纯CdMoO4提升7倍,且电荷转移电阻降低,这大大提升了载流子分离速率。模拟太阳光下复合材料的H2O2产率最高可达到498.04μmol·g-1·h-1,达到了纯CdMoO4材料的4.4倍。

关键词： 辣椒素   脂质体   介孔二氧化硅纳米粒   Box-Behnken设计-响应面法   溶解度   口服生物利用度   胃黏膜  

摘要： 目的 制备脂质体包覆的辣椒素介孔二氧化硅纳米粒（liposomes-coated mesoporous silica nanoparticles loaded with capsaicin,Cap-MSN@Lips），考察Cap-MSN@Lips口服药动学行为，并评价胃黏膜刺激性。方法 溶剂挥发法制备Cap-MSN粉末。单因素考察结合Box-Behnken设计-响应面法（Box-Behnken design-response surface method,BBD-RSM）优化CapMSN@Lips处方，测定包封率、载药量、粒径、多分散指数（polydispersity index,PDI）和ζ电位。透射电镜（transmission electron microscopy,TEM）观察Cap-MSN和Cap-MSN@Lips微观形貌，X射线粉末衍射法（X-ray powder diffraction,XRPD）分析晶型。考察Cap-MSN和Cap-MSN@Lips在不同介质中的溶解度及体外释药。比较辣椒素、Cap-MSN和Cap-MSN@Lips口服药动学行为，计算主要药动学参数及其相对口服吸收生物利用度。对大鼠连续ig 7 d，观察胃黏膜组织形态，评价CapMSN和Cap-MSN@Lips胃黏膜刺激性。结果 Cap-MSN@Lips最佳处方为介孔二氧化硅纳米粒粉末与辣椒素用量比3.2∶1，磷脂与胆固醇用量比4.0∶1，总脂质与辣椒素用量比4.6∶1。Cap-MSN@Lips包封率、载药量、粒径、PDI值和ζ电位分别为（93.88±1.17）%、（10.36±0.19）%、（176.76±5.69）nm、0.106±0.011和（-27.07±0.88）m V。Cap-MSN和CapMSN@Lips外观为圆球形，辣椒素在Cap-MSN和Cap-MSN@Lips可能以无定形态存在，在不同介质中辣椒素溶解度均得到极显著性提高。Cap-MSN@Lips在模拟胃肠液和水中累积释放度分别达84.76%和91.43%。口服药动学显示，Cap-MSN@Lips达峰时间(tmax)延后至（2.56±0.62）h，半衰期(t1/2)延长至（5.79±0.94）h，达峰浓度(Cmax)增加至（893.71±222.17）ng/mL，相对口服吸收生物利用度提高至6.19倍，而Cap-MSN口服吸收生物利用度仅提高至3.49倍。胃黏膜刺激性评价结果显示，Cap-MSN@Lips对大鼠胃黏膜无损伤作用。结论 制备的Cap-MSN@Lips提高了辣椒素累积释放度，有效促进了口服吸收，并避免了胃黏膜刺激，值得进一步开发。

摘要： 《复合材料学报》(月刊)是中国复合材料领域学术性核心科技期刊，主要刊载该领域基础研究和应用研究中具有创新性和具有重要意义的高水平研究成果。刊载范围：先进功能(光热电等)、仿生、新能源、轻质、光催化、生物、(纳米)纤维、颗粒等改性或增强聚合物基、金属基、陶瓷基等复合材料的制备、性能及应用。所刊载的研究成果对科学研究具有参考价值，对生产实践具有指导作用。

关键词： 二氧化硅   氧化铝   电感耦合等离子体发射光谱法  

摘要： 文章旨在建立一种准确、高效测定二氧化硅含量的方法。在材料分析领域，准确测定二氧化硅含量对于诸多工业生产与科研工作至关重要，现有方法存在精度或效率不足等问题。为此，研究依据YS/T 630-2016标准，采用电感耦合等离子体发射光谱法开展测定工作。首先利用该光谱法精准测定硅元素的含量，随后乘以硅的氧化物系数，从而间接得到二氧化硅的含量。通过实验验证，该方法展现出良好的准确性与重现性，能够有效满足实际生产和科研中对二氧化硅含量测定的需求，为相关领域的质量控制与研究提供了可靠的技术支持，在提升分析效率与结果可靠性方面具有重要意义。

关键词： 偶联剂   气相二氧化硅   脱醇   硫化硅橡胶   粘接性能   拉伸模量  

摘要： 研究了KH560与KH792对脱醇型室温硫化硅橡胶（简称RTV密封胶）对基材的粘接性能的影响，结果表明，KH792对基材有很好粘接性，KH560粘接效果相对较差。以气相二氧化硅为补强填料研究其力学性能，研究表明，RTV密封胶拉伸模量随二氧化硅用量增加而增大，但过量二氧化硅用量会造成体系分散不均匀，容易出现团聚现象，最终造成拉伸模量降低。二氧化硅用量对RTV密封胶热贮前后拉伸模量的影响趋势基本相同，均随着气相法二氧化硅用量增加先升后降，但高温下强度明显下降。