关键词： 壳聚糖   Fe_(3)O_(4)   磁性壳聚糖   黏土  

摘要： 课题组采用共沉淀法制备磁性壳聚糖/黏土复合材料(Fe_(3)O_(4)@CS/CTY),并通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及X射线衍射(XRD)表征观察该复合材料的微观形貌、官能团和晶型。以印染废水中的亚甲基蓝(MB)为目标污染物,探究了Fe_(3)O_(4)@CS/CTY投加量、反应时间、pH值对Fe_(3)O_(4)@CS/CTY吸附MB的影响。研究结果表明:MB溶液浓度为10 mg/L,反应温度为30℃条件下,Fe_(3)O_(4)@CS/CTY投加量在400 mg、反应时间为120 min、pH=8时吸附效果最佳,去除率为97.88%,吸附量为1.221 mg/g。

关键词： 锂离子电池   硫化亚锡   DA包覆   共掺杂   铌   硒   复合材料   制备  

摘要： 为了提高锂电池负极材料硫化亚锡(SnS)的电化学性能,研究了采用一步水热法对SnS进行铌阳离子与硒阴离子双重掺杂,再利用盐酸多巴胺(DA)包覆制备SNSS/DA前驱体,然后通过热处理制备SNSS/C复合材料。探讨了纳米碳层和共掺杂机制协同作用对SNSS/C复合材料的导电性及电池循环稳定性的影响。结果表明:SNSS/C复合材料具有良好的包覆形态和碳包覆结构,碳纳米层厚度为10~30 nm;通过掺杂Nb与Se两种元素,可增大晶体体积,使锂离子在嵌入/脱嵌过程中获得更宽阔的通道,进一步增强材料的导电性与锂离子的扩散效率;SNSS/C材料电化学性能优异,首圈充放电循环的放电比容量为814.6 mAh/g,库伦效率为96.3%。

关键词： 甲壳素   甲壳素微纳米纤维   聚乳酸   力学性能   尺寸稳定性  

摘要： 以自制的甲壳素粉(PCH)与甲壳素微纳米纤维(MCH)为增强相,与聚乳酸(PLA)共混挤出,分别制备了PCH/PLA与MCH/PLA复合材料,研究了PCH与MCH对PLA复合材料微观形貌和各项性能的影响。结果表明,相较于PCH,MCH与PLA间界面结合更紧密,当MCH质量分数为10%时,所得MCH/PLA复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量达到最大,分别为29.25 MPa和1657.3 MPa,较纯PLA分别提升了68.5%和34.6%,其-30℃储能模量达4406 MPa,较纯PLA提高16.3%。PCH质量分数为5%时,PCH/PLA的拉伸强度最大,为20.27 MPa,较PLA提升了16.8%,而-30℃储能模量低于纯PLA。PCH与MCH均能降低PLA的线膨胀系数和水接触角,提升吸水率。当MCH质量分数为10%时,MCH/PLA复合材料的线膨胀系数较纯PLA降低了35.8%,有效提高了复合材料的尺寸稳定性。上述结果表明,MCH质量分数为10%的MCH/PLA复合材料有望替代石油基塑料应用于可降解包装等领域。

关键词： 竹粉   聚乳酸   聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯   硅烷偶联剂   可降解复合材料  

摘要： 以可降解聚合物聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为原料,按照质量比为75:25混合,经熔融剪切挤出制备PLA/PBAT共混聚合物基体,再选用硅烷偶联剂KH-550改性的竹粉(KBP)为增强相,采用模压成型制备竹粉复合材料PLA/PBAT/KBP,并对材料的物化性能进行表征测试。差示扫描量热和偏光显微镜测试结果表明,PBAT和KBP通过异相成核效应协同促进PLA晶核快速形成与生长,提高了复合材料的结晶度。力学性能测试结果表明,加入一定质量的KBP未显著弱化聚合物基体的力学性能,提高了复合材料的拉伸模量和弯曲模量。添加竹粉能够减少生物质聚酯的使用,有效降低生产制备成本,实现对资源综合利用的同时,也在响应以竹代塑倡议方面做出了有益尝试。

关键词： 钛酸铋   铋酸铜   光催化   降解染料  

摘要： 通过水热法制备Bi_(4)Ti_(3)O_(12)和CuBi_(2)O_(4)纳米复合材料,并通过原位生长法将两种材料复合。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱技术(XPS)、荧光光谱仪、电化学工作站等分析方法研究了纳米复合材料的物相组成、微观形貌及相应的光学性质。使用饱和甘汞电极、铂丝电极以及Bi_(4)Ti_(3)O_(12)/CuBi_(2)O_(4)光电极构建三电极体系,表征复合材料的瞬态光电流响应能力。通过降解罗丹明B,评估染料降解速率,分析复合材料的光催化性能。结果表明,与CuBi_(2)O_(4)进行复合有利于提升Bi_(4)Ti_(3)O_(12)单体的性能,CuBi_(2)O_(4)的质量分数为15%时降解效率可达66.8%,表现出优异的光催化性能。

关键词： 层状双金属氢氧化物   ZnIn_(2)S_(4)   光催化   CO_(2)还原  

摘要： 通过光催化CO_(2)还原实现CO_(2)减排和高值利用是目前科学研究的热点问题。设计合成了2D/3D NiAl-LDH/ZnIn_(2)S_(4)复合材料,电化学阻抗谱和瞬态光电流测试结果表明,NiAl-LDH和ZnIn_(2)S_(4)二者之间紧密的界面接触和异质结的构筑显著促进光生电子的界面转移,从而增强光催化CO_(2)还原效率。2D/3D NiAl-LDH/ZnIn_(2)S_(4)复合材料的CO产量分别是单相ZnIn_(2)S_(4)和NiAl-LDH的23.8倍和1.7倍。

关键词： 多金属复合材料   层状结构   增材制造   熔体浸渗  

摘要： 多金属复合材料可集成单一组元的特性,获得传统材料难以实现的高强韧和多功能特性,具有广阔应用前景。在此,提出了激光选区熔化和真空熔体浸渗技术制备层状多金属复合材料的新思路。以Cu/316L为模型材料,成功制备了拥有精细层状结构的复合材料,探究了构型变化对复合材料性能的影响。结果表明,复合材料性能具有明显的各向异性。随着316L层厚200、500、1000μm的增大,复合材料的抗压强度和弹性模量增大,导电性略有减小,分别可达纯铜的1.96、1.34和0.9倍。得益于结构优化(微米级层状)和组分选择(铜和不锈钢),复合材料同时拥有优异的强韧性和良好的导电性。此外,提供的方法新颖、普适性强,为设计和制备高性能多功能复合材料提供了新途径。

关键词： 非织造纤网   自感应复合材料   玻璃纤维增强复合材料   插层增韧   增韧-监测一体化响应   结构健康监测  

摘要： 为了避免玻璃纤维增强复合材料(GFRC)在服役过程中由于局部分层损伤造成灾难性整体失效,采用高孔隙率、薄型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)非织造纤网构筑PET-碳纳米管(CNT)自感应复合纤网插层,再将插层嵌入玻纤增强体层间一体成型,在改善GFRC层间性能的同时,对其结构健康状态进行原位、实时、在线的无损监测。结果表明:PET-CNT复合纤网改性GFRC的起始断裂韧性和扩展断裂韧性分别提高了86%和48%,有效提升了GFRC的I型层间断裂韧性。另外,在裂纹扩展阶段,PET-CNT复合纤网插层的电阻变化率增益因子高达270%,表现出了极高的层间裂纹监测敏感性。研究结果为提升GFRC力学性能并实现结构健康监测提供了一种集成结构增韧-监测功能一体化的新型非织造复合纤网插层,也为提升GFRC全寿命周期稳健性提供了一种结构优化方法。

关键词： 复合材料加筋壁板   冲击损伤   剪切强度   剪切失效  

摘要： 文中基于层内损伤理论,建立了冲击-剪切全过程仿真分析模型,主要用于评估受冲击后复合材料结构的剩余强度,为验证仿真分析模型的准确性开展冲击-剪切试验。结果表明:(1)第一分析步能够较为准确地预测冲击试验中的损伤形貌,表现为对纤维/基体损伤及凹坑深度的准确预测;(2)第二和第三分析步能够有效预测冲击后剪切试验的结果,表现为对破坏载荷和破坏模式的准确预测。

关键词： 铝基复合材料   搅拌摩擦沉积   微观组织   力学性能  

摘要： 采用SiC颗粒体积分数20%的铝基复合材料进行多道次搅拌摩擦沉积工艺试验,分别对铝基复合材料多道次沉积层的宏观成形、微观组织特征和道间搭接接头拉伸性能进行测试,分析工艺参数对沉积层力学性能的影响规律。经过搅拌摩擦沉积后,沉积层中的SiC颗粒尺寸减小,分布更加均匀。提高转速或降低轴肩高度能够增加轴肩工具对沉积材料的摩擦、挤压作用,有利于提高沉积层的成形质量和力学性能,沉积层微观组织的再结晶使其力学性能显著提高,道间搭接界面不存在弱连接缺陷。该研究可为搅拌摩擦沉积技术生产铝基复合材料零部件的运用和推广提供研究基础和参考。