碳纤维表面官能团均一化及其表面能

天空硼氢化钠（NaBH4)、四氢铝锂（LiAlh4)对氧化后碳纤维表面官司能团的还原作用,借助X光光电子能谱、表面能测试,研究氧化、还原后碳纤维表面官能团含量的变化,以及其与表面能的关系,结果表明,四氢铝锂还原有利于获得表面官能团较均一的碳纤维,且不影响碳纤维表面能。碳纤维的表面能与其表面含氧官能团有关系,但并不与具体哪种官能团有明显直接关系。     

宜宾煤中氮的形态及其变迁规律研究

利用X射线光电子能谱(XPS)，研究了宜宾煤及其煤焦中氮的官能团结构，分析了氮官能团在热解过程中的迁移。所有煤焦在马弗炉上制取，制焦温度分别为700、900、1100℃。研究结果表明，宜宾煤中氮的官能团有4种，即吡啶(N—6)、吡咯(N—5)、质子化吡啶(N—Q)和氮氧化物(N—X)，其中吡咯含量最大，煤中的N—X就是N—O，是煤中吡啶结构氮与氧直接结合的结果。在700℃热解时，由于煤的脱氧脱氢，吡啶酮和N—O均向吡啶转化，N—Q基本不变。当热解温度升高到1100℃时，N—Q完全分解，残留在煤焦中的氮为吡啶结构，当有氧气存在时被氧化成吡啶酮和N—O。     

有机发光器件ITO阳极表面能的研究

在测量TIO接触角的基础上，应用调和平均法计算了不同表面处理ITO阳极的表面能和极性度。结果表明：ITO的表面能和极性度随其表面处理方式而变化，并且表面能的变化主要来源于极性分量的增减；经氧等离子体处理后的ITO具有最大的表面能和极性度，这一结果对于优化ITO阳极/有机层界面的性质，改善有机发光器件的性能具有重要意义。     

官能团化碳纳米管的表征

采用不同酸处理方法对碳纳米管进行官能团化,并用酸碱滴定、红外光谱和拉曼光谱对碳纳米管进行表征。结果表明,酸处理后在碳纳米管表面引入羰基、羧基及羟基官能团,碳纳米管的缺陷程度、总酸量以及羧基含量取决于氧化温度、酸类型、处理时间和酸浓度;羧基的引入需要强氧化作用,总酸量和羧基含量随着氧化程度的增强而增加;可以通过控制处理条件改变碳管表面官能团的种类和数量。     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜，用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能．用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究，比较了不同表面处理方法的作用和效果．结果表明，采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔，使镁合金耐蚀性能显著提高．     

表面缺陷对7075铝合金阳极氧化膜的影响

为了研究加工状态对阳极氧化处理的影响,对7075高强铝合金进行了阳极氧化表面处理,利用金相显微镜、体视显微镜、扫描电镜(SEM)以及EDS观察和分析了氧化膜的微观组织、表面形貌和成分。结果表明铝合金表面析出相附近氧化膜出现中断、裂缝等缺陷;在铝合金表面有缺陷的部位,其生成的氧化膜厚度较薄,缺陷边缘尖角处氧化膜存有裂缝;通过增加表面光洁度,可以提高阳极氧化膜的质量,满足耐腐蚀性能的要求。由于表面存在缺陷,使得形成的氧化膜厚度不均匀或不完整,进而消弱了氧化膜对铝合金基材的保护作用。     

阳极氧化电压对水热电化学制备羟基磷灰石涂层的影响

首先采用含氟电解液对Ti6Al4V基体进行阳极氧化预处理，然后通过水热电化学法在其表面制备羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）涂层。研究了阳极氧化电压对基体表面物相、形貌、润湿性和表面粗糙度（Ra）的影响；同时，还研究了阳极氧化电压对HA涂层物相、形貌以及涂层和基体结合强度的影响。结果表明：经过阳极氧化后的Ti6Al4V基体表面生成了孔洞状TiO₂纳米管，并且管径随氧化电压的增大而增大；在电压为25 V时，基体Ra为0.5 μm，而且基体与模拟体液的接触角明显降低；水热电化学沉积得到的HA涂层呈现出分层生长的模式；阳极氧化预处理的基体和涂层间的结合强度明显提高，并在阳极氧化电压为25 V时达最大，为20.0 MPa。     

浓硫酸氧化处理对活性炭电容特性的影响

采用高浓度硫酸对椰壳活性炭（AC）和杏壳活性炭（LAPC）进行液相氧化改性处理，分别得到ACN和LAPCN两样品。在质量浓度为30％的KOH电解液中，50mA／g电流密度下，氧化后的椰壳炭和杏壳炭的质量出电容与未氧化样品相比增幅均在35％以上。运用低温N2吸附．XPS表征表面性质。结果表明，高浓度H2SO4处理会降低材料比表面积和孔容，而对灰分含量和孔径分布的影响很小，且材料表面氧含量也提高了。因此，含氧官能团的增多，由其产生的赝电容随之增大，进而提高了材料的电容性能。     

循环伏安法对PAN基高模碳纤维阳极氧化表面处理的研究

以未表面处理的PAN基高模碳纤维(HMCF)为工作电极,分别用NH4H2PO4、NH4HCO3和KOH为电解质,进行循环伏安多重扫描,以研究HMCF在不同电解质中的电化学反应行为以及电解质的氧化能力。同时采用连续恒流阳极氧化的方法对HMCF进行表面处理,验证循环伏安法得到的结论。通过联碱滴定、SEM等方法表征处理前后纤维表面官能团、表面形貌的变化;处理前后纤维与环氧树脂界面粘接性能的变化通过层间剪切强度(ILSS)表征。循环伏安结果显示:在NH4H2PO4溶液中扫描时氧化反应峰值电流最高,表明纤维表面生成的官能团最多;在KOH溶液中扫描时平台电流最高,表明纤维表面粗糙度提高幅度最大。联碱滴定结果表明NH4H2PO4溶液处理后纤维表面官能团含量提高最多;SEM结果显示KOH溶液处理后纤维表面粗糙度增加最明显;这两点验证了循环伏安多重扫描的结果。用NH4H2PO4、KOH处理后的纤维与环氧树脂ILSS达到75MPa、60MPa,分别提高240%和170%。     

铸铝合金本色阳极氧化

Al-Si合金在工业中得到了广泛的应用。阳极氧化是铝合金铸件表面处理的一种重要方式。探讨了影响铸铝阳极氧化的因素,研究了铸铝合金的表面预处理和阳极氧化工艺,讨论了铸铝合金的表面预处理和工艺条件对阳极氧化膜性能的影响,据此优化工艺,获得了合适的表面预处理方法和本色阳极氧化最佳工艺条件。     

Efficient photo-assisted Fenton oxidation treatment of multi-walled carbon nanotubes

In this paper,a new and efficient way to oxidize and functionalize the multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) has been developed by using a combination of ultraviolet (UV) irradiation and Fenton oxida-tion process,namely UV/Fenton oxidation treatment. Comparing with conventionally individual Fenton oxidation treatment of MWNTs,UV/Fenton combined treatment improved the etching rates and effi-ciencies and hence reduced the time for surface modification of MWNTs,which was proved to be an effective method in etching and functionalizing CNTs. The formation of new functional groups,struc-tural changes and thermal stability during oxidation period were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),Raman spectroscopy and could be clarified by thermogravimetric analy-sis (TGA),which showed that it was under UV irradiation conditions that MWNTs could be rapidly functionalized with hydroxyl,carbonyl and carboxyl groups in the presence of Fenton reagents,origi-nating from the increase in the gross HO· concentration and the existent synergetic effect when using UV irradiation combing with Fenton oxidation process. Introduction of such new oxygen-containing functional groups was attributed to attacks of HO· on defect sites and unsaturated bonds of C=C in the MWNTs sample,which should play an important role in accounting for the FTIR and Raman spectral changes.     

不同氧化程度的掺硼金刚石膜电极的电化学性能及电荷转移速率研究

通过阳极电化学氧化法, 制备不同氧化程度的掺硼金刚石膜(BDD)电极, 并对其进行表征。分别采用循环伏安法和 Mott-Schottky 曲线, 研究不同氧化程度的 BDD 电极的电化学性质和电荷转移速率。扫描电子显微镜和拉曼光谱分析表明, 氧化后的 BDD 电极形貌和晶型结构几乎未发生变化, 但 EDX 能谱分析发现BDD 表面氧含量明显增加。循环伏安法和 Mott-Schottky 曲线阳极电流法研究发现, 电荷转移速率随氧化程度的增大而逐渐增大。接触角实验进一步证实, 随着 BDD 电极氧化程度的增加, 接触角减小, 电极表面亲水性逐渐增大, 因此以阳极电流方式表示的电荷转移速率增大。然而, Mott-Schottky 曲线以氧化还原电位差方式表示的电荷转移速率随氧化程度的增大, 先增大, 后减小, 这是由于在不同的氧化时间下, 表面基团的种类及其各成分在总含氧量中所占比例不同, 因此产生的电荷转移速率也不相同。     

硅基多孔阳极氧化铝模板的制备研究

利用电子束蒸发在硅衬底上制备Al膜,并制备硅基阳极氧化铝(AAO)模板;利用X射线衍射和扫描电子显微镜对模板的结构和形貌进行了表征;利用计算机对阳极氧化电流的实时观测监控了硅基AAO模板的自组装过程.优化了制备孔洞规则的高质量硅基阳极氧化铝模板的条件,该模板对进一步研究硅基AAO模板多铁功能纳米管线及相应的器件奠定了基础.     

超声波-双氧水联合氧化处理连续碳纤维表面的研究

使用超声波联合双氧水的方法对连续碳纤维（CCF）进行不同时间的表面氧化处理,再以聚酰胺（PA）为基体,热压制备连续碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X-射线衍射仪（XRD）对联合氧化后的连续碳纤维表面进行分析表征,利用万能实验机对复合材料进行力学性能测试,结果表明：不同时间的超声波-双氧水联合氧化处理都能增加连续碳纤维表面的粗糙程度和活性官能团数量,其中联合氧化20 min后表面刻蚀效果比较显著,羟基、羰基等含氧官能团质量分数比未处理时提高79%和82%;连续碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料的层间剪切强度比未经表面联合氧化处理提高36.8%。综合各项表征结果,20 min联合氧化后的碳纤维综合性能最优。     

碳纳米管表面的氨基化修饰及其聚脲基纳米复合材料的制备和力学性能研究

设计了一种碳纳米管表面氨基化修饰及其聚脲基纳米复合材料的分子设计和制备方法。首先，通过混酸氧化处理得到羟基化碳纳米管；其次，以原位聚合法，通过聚丙烯酸中羧基和碳纳米管表面羟基的酯化反应，将聚丙烯酸接枝到碳纳米管表面；最后，通过接枝聚丙烯酸和端氨基聚醚D-400的酰胺化反应，在碳纳米管表面实现氨基官能化修饰。将氨基修饰的碳纳米管均匀分散在端氨基聚醚固化剂混合物中，进而与端异氰酸根预聚物组分反应得到碳纳米管/聚脲基纳米复合材料。经测试可知，氨基化碳纳米管质量分数为0.7%时，在聚脲基体中分散比较均匀，且聚脲的拉伸强度比原始碳纳米管修饰的聚脲增加了40%。     

氧等离子体处理提高涤纶纤维表面亲水性的机理

探讨氧等离子体处理提高涤纶纤维表面亲水性的机理,考察了氧等离子体处理后涤纶表面润湿性的变化。表面张力评价的解析结果表明,氧等离子体处理后涤纶表面自由能的增大,主要是表面张力的极性力分量的贡献。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,这是由于涤纶表面被引入了大量含氧和含氮极性基团所致。     

Fenton试剂改性单壁碳管的FTIR和Raman光谱研究

单壁碳纳米管SWNTS(single-walled carbon nanotubes)经焙烧和浓盐酸纯化处理后,使用Fenton试剂对碳管进行化学改性处理,研究羟基自由基(·OH)对碳管表面和结构的影响,并运用红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)进行了表征.FTIR结果表明,改性后碳管结构中主要引入羟基和羰基等含氧官能团;Raman光谱分析表明,随着处理时间的不断增加,单壁碳管D线和G线的强度之比即ID/IG的比值也不断增加.根据改性前后碳管的FTIR和Raman光谱变化,探讨了·OH与单壁碳管作用的可能机理.机理分析表明,这些含氧官能团可以看作是具有强亲电性和强氧化性的·OH对碳管上缺陷位置和不饱和键进行攻击的结果.     

羟丙基-β-环糊精-多壁碳纳米管复合材料与扁桃酸的吸附作用

 采用硝酸氧化法制备氧化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH),在其表面引入羧基.以对甲苯磺酸(PTSA)为催化剂、二甲亚砜(DMSO)为溶剂,采用羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)修饰MWNTs-COOH,制备了分散性较好的羟丙基-β-环糊精-多壁碳纳米管 (HP-β-CD-g-MWNTs)复合材料.经透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等测试后表明,HP-β-CD被成功接枝到多壁碳纳米管(MWNTs)表面.分散性研究结果表明,HP-β-CD-g-MWNTs复合材料在水溶液中的分散能力达到2.3mg/mL,这一属性使得该材料有望成为医学材料或药物载体材料.采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱法研究扁桃酸与HP-β-CD-g-MWNTs复合材料的相互作用,结果表明扁桃酸可能通过π-π堆积、极性相互作用及氢键吸附在复合材料表面.基于上述分子间作用力的形成,与碳纳米管作用的分子可望实现从碳纳米管表面得到控制释放或缓释.     

表面含氧官能团对活性炭电化学性能的影响

采用浓硝酸对椰壳活性炭和各壳活性炭进行液相氧化改性后，制成了以KOH为电解液的超级电容器的炭电极，研究表面含氧官能团在碱性电解液中对电容器电极的电化学性能的影响．运用低温N2吸附、XPS和FTIR表征活性炭孔结构和表面性质．研究结果表明，氧化后活性炭的比表面积和孔容降低，表面含氧量增大．且经硝酸氧化后炭表面的含氧官能团含量发生了变化，即在内酯基的含量减少的同时，羟基、羰基和菝基的含量增加，其中羟基含量的增幅最大．在50mA／g电流密度下经过100次充放电循环，氧化后的椰壳活性炭和杏壳活性炭质量比电容分别达到193 F/g和150F／g，均比氧化前提高了30％以上．由XPS的分析结果判断，羟基对电极比电容提高的贡献最大．同时，在大电流充放电时，氧化后炭电极的比电容的衰减率明显低于氧化前．