聚丙烯/碳纳米管复合材料的结构与导电性能:注塑工艺与膨胀石墨的影响

获得高性能碳纳米管(MWCNT)增强聚合物复合材料的关键在于控制碳纳米管在聚合物基体中的分布与取向。传统的注塑成型工艺下,碳纳米管容易发生取向,其表面电阻率远远大于模压成型时的电阻率。本文通过调整注塑工艺改变剪切场实现对碳纳米管在基体中分布与取向的控制。结果表明:在低熔体温度和高注射速度下,碳纳米管局部取向,导电性能下降;而在高熔体温度和低注射速度下,碳纳米管分散良好,导电网络优良,聚丙烯/碳纳米管(PP/MWCNT)注塑制品的导电性能得到有效提升,其表面电阻率下降了约5个数量级。加入膨胀石墨(EG)有增强导电网络的作用,使PP/MWCNT/EG复合材料的导电网络更为完善,其导电性能进一步提高,尤其在低熔体温度和高注射速度下最为明显;随着EG含量的增加,PP/MWCNT/EG的表面电阻率下降了3个数量级。     

多壁碳纳米管修饰的DNA电化学传感器

基于DNA/ZrO2/MWCNT/GCE结构制备高灵敏度的DNA电化学传感器.室温下应用电化学方法将氧化锆多孔薄膜沉积至多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)上.多壁碳纳米管(MWCNT)大的比表面积、良好的电子传递性能、氧化锆的生物相容性和对DNA极好的吸附能力,能够显著提高DNA探针的固定量和DNA杂交的检...     

碳纳米管促进丙烯酸系水凝胶对染料吸附性能的研究

采用水溶液聚合法合成了碳纳米管水凝胶,与未添加碳纳米管的水凝胶同时进行了SEM分析和FTIR分析。选用碱性藏花红,结晶紫,孔雀石绿和亚甲基蓝四种染料,考察了两种水凝胶对四种染料的吸附能力及重复再生能力。实验结果表明,碳纳米管水凝胶与未加碳纳米管的水凝胶相比,对染料的吸附量有显著提高,多次再生后仍有较好吸附效果,可作为染料废水处理中一种良好的吸附剂。     

银/二氧化锰复合催化剂的制备 及其对氧还原的电化学活性

通过化学还原法,在多壁碳纳米管(MWCNT)负载的二氧化锰纳米颗粒表面上进一步沉积银纳米颗粒,制备银/二氧化锰电极材料(Ag/MnO_2/MWCNT).利用循环伏安(CV)和线性扫描技术(LSV),测试了这些催化剂对碱性溶液中氧还原反应(ORR)的电化学活性.结果表明,MnO_2为5%(wt%)与10%的催化剂对ORR均表现出强的电活性,它们的ORR起始电位约为0.02 V(vs. Hg/Hg O).在Ag/5%MnO_2/MWCNT电极上,ORR的极限扩散电流密度是2.86×10~(-3)A/cm~2(1 200 r/min),高于Ag/MWCNT.Levich方程分析表明,在Ag/5%MnO_2/MWCNT催化剂上,ORR电子转移数明显大于Ag/MWCNT,说明在Ag/5%MnO_2/MWCNT上氧气能更彻底地还原.结果表明,适量MnO_2的加入能明显改善Ag/MWCNT对ORR的电活性.     

多壁碳纳米管修饰电极对儿茶素的电催化作用

用循环伏安法研究了儿茶素在玻碳电极(GCE)和多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)上的电化学行为,探讨了电极反应机理。结果表明:MWCNT/GCE对儿茶素具有显著的电催化作用,儿茶素在MWCNT/GCE上的氧化还原峰电位差比在GCE上明显减小,且峰电流显著增加。电极反应为2电子、2质子转移的准可逆反应过程。     

多壁碳纳米管的功能化及光谱、电化学性质研究

采用荧光光谱、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和循环伏安法研究了多壁碳纳米管(MWCNT)经浓硝酸功能化后的光谱、电化学性质.结果表明功能化后的MWCNT,荧光强度增强且谱峰发生蓝移;在水相中的分散能力大大增强;将处理后的MWCNT修饰到玻碳(GC)电极表面制备得到t-MWCNT/GC修饰电极,以K3[Fe(CN)6]为探针循环扫描,结果显示,氧化还原峰电势差缩小且峰电流增加,显示了一定的电催化活性.     

稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT复合光催化剂的研究

以Gd3 和Eu3 为掺杂剂,分别采用溶胶 - 凝胶法和水热法制备了稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT(multi-walled carbon nanotube)复合光催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致荧光光谱仪(PL)对光催化剂进行表征,以甲基橙为目标降解物对催化剂进行活性评价.结果表明:水热法制得的复合光催化剂样品中,二氧化钛颗粒基本均匀分布在碳纳米管上,同时,其光催化活性也比溶胶 - 凝胶法制得的样品高;Gd3 和Eu2 共掺杂能有效提高其光催化活性,当Gd3 和Eu2 掺杂量为分别为0.1%和1.0%时,TiO2/MWCNT复合光催化剂具有较高的光催化活性.     

多壁碳纳米管负载镍-磷合金催化剂的制备及其乙醇电催化氧化性能

采用改良的化学镀法制备得到了多壁碳纳米管(MWCNT)负载镍-磷(Ni-P)合金粒子催化剂。通过扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、X射线衍射仪(XRD)、选区电子衍射(SAED)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等测试手段对催化剂的物性进行了表征。测试结果表明,圆球状的非晶态Ni-P纳米粒子均匀分散在多壁碳纳米管的侧壁,粒径大约为100nm。进一步通过循环伏安法(CV)对催化剂乙醇氧化的电催化性能进行了研究,结果表明MWCNT/Ni-P催化剂对于碱性介质下的乙醇氧化反应有着优异的电催化性能。     

纤维素纳米晶对聚乙烯醇水凝胶吸附性能的影响

为了提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶的吸附性能,本文通过冷冻-融化工艺制备了PVA/纤维素纳米晶(CNC)复合水凝胶.利用红外吸收光谱测试CNC的结构.PVA/CNC水凝胶的吸附性能结果证明:随着CNC含量的增加,PVA/CNC水凝胶的吸附容量显著增加.通过吸附动力学模型和等温吸附模型模拟可知,PVA/CNC水凝胶的吸附性能符合准二阶吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型.通过计算可知,当CNC含量为1wt%时,PVA/CNC水凝胶的最大吸附容量为31.44mg/g.     

多壁碳纳米管负载钯催化剂对乙醇氧化的电催化活性

以浓硝酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用水热法,用硼氢化钠还原pd2+-EDTA络合物,制得MWCNT负载的纳米钯催化剂(Pd/MWCNT).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒形成三维立体网状结构.利用循环伏安(CV)和计时电流法(CA)法,研究了碱性溶液中Pd/MWCNT催化剂对乙醇氧化的电活性.结果表明,与晶体Pd电极相比,Pd/MWCNT电极对乙醇的电化学氧化具有较高的催化活性,表现为较高的阳极氧化峰电流和强的抗毒化能力.通过不同电位范围、不同扫速以及不同乙醇浓度的CV研究,探讨了乙醇在Pd电极上的催化氧化机理和动力学特征.     

Swelling Behaviors of Polyaniline-Poly（Acrylic Acid） Hydrogels

Using poly（acrylic acid） （PAA） aqueous solution, NaOH aqueous solution, aniline （An） and ammonium persulfate （APS）, PAn-PAA hydrogels with a semi-interpenetrating structure connected by physical interlocks, chemical ion bonds and hydrogen bonds were prepared. The swelling properties of the hydrogels in solutions of different pH values （adjusted by adding NaOH or HCI） were studied. All the hydrogels prepared have similar swelling curves （the curves of equilibrium swelling ratio vs. pH value） and reach their maximum swelling at pH of 8 - 10. The maximum swelling ratio of the hydrogels is dependent on composition, including molecular weight of PAA, polymer content of the hydrogel, and molar ratios of AA to An, APS to An, and NaOH to AA, And the compositional dependence of the swelling capacity of PAn-PAA hydrogels was also studied.     

热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺的结构对其溶胀性能影响

本文主要研究热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm) 的结构对其溶胀性能影响。分别采用水热法和微波辐射法合成PNIPAAm热敏水凝胶，应用扫描电镜观察了两种合成方法制得的水凝胶的表面结构，测定了水凝胶随温度变化的溶胀率曲线及其溶胀和退溶胀动力学，并讨论了水凝胶的结构对其溶胀率的影响。结果表明：与水浴法制备的水凝胶相比，微波辐射法所得到的水凝胶无论是在干燥状态下还是溶胀状态下都具有更为丰富发达且较大的孔隙结构，在溶胀过程中，微波辐射法合成的水凝胶在临界溶解温度(LCST)以下具更高的溶胀率，而在LCST以上时，能更多地释放水而具有更低的溶胀率。此外，微波辐射所合成的水凝胶由于具有较为发达的孔隙结构，使其比水浴法制备的水凝胶具有更快的溶胀速度和退溶胀速度。     

温度敏感性共聚凝胶polyNIPAAm/X辐射合成及应用

用γ辐射共聚方法制备了以NIPAAm为主要单体成分,分别含酸性单体AAc、中性单体N-vp、AAm和碱性单体4-vp 的共聚水凝胶,并给出了其最佳合成条件。产物性质测定表明它们均具温度敏感性和适宜的物理性能,其中poly(NIPAAm/AAc) 还具pH敏感性,在pH=11时最大溶胀比约为350倍。用上述共聚水凝胶对稀水溶液中UO₂²⁺离子进行浓集、分离的初探,结果表明只有poly(NIPAAm/AAc) 能有效浓集稀水溶液中的UO₂²⁺离子,并讨论了浓集条件和浓集机理。     

聚电解质/黏土杂化水凝胶的溶胀性能

基于一种新型聚电解质水凝胶及其与黏土杂化水凝胶的合成，考察了所得凝胶的溶胀性能。与单一聚电解质凝胶相比，含黏土的杂化型凝胶有增强的溶胀能力和pH敏感性；其溶胀机理遵循Fickian扩散模式。     

PDMAA/Clay纳米复合水凝胶的制备与性能

以无机黏土为交联剂,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了新型的聚N,N ＇-二甲基丙烯酰胺/黏土(PDMAA/Clay)纳米复合水凝胶,作为对比,采用过硫酸钾(KPS)为引发剂制备了相对应的水凝胶.对两种纳米复合水凝胶的结构、形态、溶胀行为和力学性能等进行了研究.试验表明,黏土的结晶结构均已被破坏,黏土规整的片层被剥离并在凝胶中无序分布,起到交联剂的作用.随着黏土含量的增加,水凝胶的溶胀速率和溶胀度降低.采用AIBN制备的PDMAA/Clay水凝胶具有更好的韧性及更高的断裂强度,其断裂伸长率可达1 800％以上,而KPS制备的水凝胶的断裂伸长率在1 200％左右.     

聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基壳聚糖纳米复合水凝胶制备及响应性能

以羧甲基壳聚糖（CMCS）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）为原料,采用粘土作为交联剂制备一种新型的纳米复合水凝胶（PNIPAAm/CMCS/Clay）,并对其进行表征.研究CMCS及粘土用量、水介质温度及pH值对该凝胶性能的影响.结果表明该凝胶具有明显的温度和pH值双响应性,溶胀度随CMCS的增加和粘土用量的减少而增大.     

Characterization of pH-sensitive Poly （ acrylic acid-co-N-vinyl-2-pyrrolidone） Hydrogels Prepared by Gamma Radiation

The pH-sensitive copolymer hydrogels were prepared with the monomers of acrylic acid and N-vinyl-2-pyrrolidone based on gamma radiation technique. The morphology of the hydrogels was monitored by using scanning electron microscope. The influence of absorbed dose, monomer compasition and concentration on the swelling ratio (SR) of the hydrogels were investigated in detail. The effect of pH and temperature of the swelling medium on the swelling behavior of the hydrogels were also examined. The results show that the SR of the copolymer hydrogels decreases with the monomer concentration and absorbed dose increasing. The copolymer hydrogels show a better pH-sensitive behavior. In alkaline solution, the SR of the hydrogels is much higher than in acid solution.     

N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺共聚物快速温敏响应行为研究

采用自由基溶液聚合法,在不同温度下制备了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAAm)的共聚物P(NIPAAm-co-NHMAAm)温敏水凝胶,并对其温敏性、溶胀动力学及其快速响应行为进行了研究。结果表明,共聚单体NHMAAm的添加量以及合成温度对凝胶的温敏响应性均有较大影响,NHMAAm摩尔分数小于15%时,共聚水凝胶具有明显的温敏性,其低临界溶液温度LCST随着NHMAAm含量的增加而提高;在60℃(高于共聚凝胶的LCST)制备的凝胶,快速响应性好,凝胶在4~8h内达到溶胀平衡,5min内能达到退溶胀平衡,失水率达到80%左右,且具有稳定的反复溶胀性。     

丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴、阳离子型扩链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素蛋白(SF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR)、扫描电子显微镜(SEM)表征其结构、微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分布在15μm左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(SR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577 MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为85.8%.     

燃料电池用季铵化聚乙烯醇与羟基磷灰石阴离子膜

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)和羟基磷灰石(HA)为原料制备了燃料电池用阴离子复合膜,对膜材料分别进行了红外光谱(FT-IR)结构表征和热失重(TGA)分析.结果显示,HA的引入将复合膜的热分解温度提高了约30℃.对不同HA掺杂量的一系列阴离子复合膜的物理化学性能指标的测试表明,HA的掺杂改善了复合膜的溶胀率和断裂拉伸强度,减缓了升温条件下因水蒸发导致的膜电导率的下降;但复合膜的离子交换量有所降低.当HA的掺杂量(质量分数)由0增加到75.0%时,相应复合膜的体积溶胀率由105.5%降低为55.5%;拉伸强度由47.9 MPa提高到69.5 MPa;离子交换量则由0.72 mmol/g降低为0....