碳纳米管/天然橡胶复合材料的物理性能

为拓展碳纳米管应用领域,开发新型橡胶纳米复合材料,在碳纳米管预处理基础上,通过机械混炼方法将碳纳米管与天然橡胶复合。研究表明,与传统炭黑增强样品相比,碳纳米管在橡胶中的混入速度快,温升幅度小,混炼胶的硫化返原现象减轻。经过分散粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散性及界面粘合状况改善,热处理后复合材料的整体力学性能提高,对比炭黑增强样品,碳纳米管复合材料的弹性模量和玻璃化转变温度高,回弹及动态压缩性能好,并且热稳定性较高。     

无机微孔膜传递特性的研究

分析了气体在无机微孔膜中的传递机理，利用渗透法原理建立了一套测量微孔膜传递性能的装置，用于测定渗透系数及努森系数。文中讨论了ＨａｇｅｎＰｏｉｓｅｕｉｌｅ方程、Ａｄｚｕｍｉ方程及Ｚａｖｉｓｋａ方程对无机微孔膜的适用性以及传递性能的测定原理和实验手段，测定的微米级范围的基质膜的努森系数在０．１～１．０之间。     

多壁碳纳米管膜酒敏特性的研究

碳纳米管膜在空气中吸附乙醇气体,乙醇气体诱导碳纳米管膜电阻变化.实验用热灯丝CVD法制备的碳纳米管研究发现碳纳米管膜具有良好的酒敏特性,响应时间和恢复时间较短,并且化学修饰的碳纳米管膜酒敏特性大大提高.     

ZSM-5 沸石膜的气体分离特性

采用预吸附溶胶和重复晶化工艺,在多孔不锈钢管外表面制备了ＺＳＭ５分子筛膜,ＳＥＭ观察表明,膜层晶体紧密地相互交联,厚度约２５μｍ,Ｈ２对Ｎ２,Ｏ２和ＣＯ２的分离系数分别是４４８,４２７和５１３,明显超过Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散理论选择性数值,而且这些分离系数的差别表明所制备的分子筛膜具有分子筛分效应．     

高密度聚乙烯/天然橡胶材料的形状记忆特性研究

研究了高密度聚乙烯/天然橡胶(HDPE/NR)材料的拉伸与压缩形变回复率、温度对拉伸形变回复率的影响、力学性能,探讨了形状记忆的原理.结果表明:HDPE/NR型共混材料的形变回复率随NR含量增加而提高;拉伸形变回复率高于压缩形变回复率;屈服强度随NR含量增加而下降,断裂延伸率随NR含量增加而上升;冷拉伸—热回复的回复速率最快、回复率最高,形状记忆特性最好.     

碳纳米管/聚合物复合材料的微波介电特性

在考虑了碳纳米管和聚合物基质各自的复电容率的实部和虚部的基础上,运用电阻-电容(RC)网络模型和对数混合法则,导出了碳纳米管/聚合物复合材料的复电容率,并计算了不同碳纳米管含量时,单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料在3.0～13.0 GHz频率范围内的复电容率.在实验频率范围内,计算复电容率谱与实验谱相吻合.理论预见了碳纳米管/聚合物复合材料的微波介电损耗随碳纳米管含量的增加而明显增加.     

碳纳米管/石墨烯/铋膜修饰碳糊电极测定铅和镉

用碳纳米管(CNT)、石墨烯(GR)、铋膜修饰碳糊电极构建碳纳米管石墨烯铋膜修饰碳糊电极(CNT/GR/Bi/CPE),并用差分脉冲伏安(DPV)法测定了铅和镉的含量。在最优条件:电解质缓冲底液p H为5.5,沉积时间50 s,沉积电位-1.3 V,用碳纳米管石墨烯铋膜修饰碳糊电极(CNT/GR/Bi/CPE)同时测定Pb2+和Cd2+得线性方程分别为:IPb2+(A)=-5.8202?10-6-1.0342c(mol/L)(R=0.9978);ICd2+(A)=-3.9781?10-6-1.3651c(mol/L)(R=0.9923),线性范围分别为1~15μmol/L和2~16μmol/L,Pb2+、Cd2+的检出限分别为:6.67?10-7 mol/L;3.33?10-7 mol/L。本方法操作简单且修饰电极稳定性、重现性好易于进行检测铅镉离子。     

固态溶剂法制备超薄混合基质膜用于分子筛分

分离过程在化工生产、国民经济和国防建设等方面具有重要意义,膜分离技术因高效、节能和环境友好的特点扮演着重要角色。混合基质膜结合了分子筛材料的高渗透分离性能和聚合物膜的良好加工性,近年来成为研究热点。本文主要介绍了混合基质膜的发展以及突破性工作。随着填料类型的丰富,混合基质膜在多种分离场景中表现良好。最近,南京工业大学膜研究团队提出了“固态溶剂法”制备混合基质膜,膜厚可控制在100 nm以下、掺杂量提高了2～4倍,实现了膜渗透性和选择性数量级的提升。该方法构建了一种以填料为主、聚合物为辅的新型混合基质膜结构,在保留良好加工性和放大制备前景的同时,将混合基质膜分离性能推向了类无机分子筛膜的新高度。     

SF6-CO2混合气体中电子输运特性的蒙特卡洛模拟

在E/N=192～418 zV     

超细羽绒粉体/天然橡胶共混膜的制备及力学性能研究

采用γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(KH590)、苯基异氰酸酯(PI)和十八烷基异氰酸酯(ODI)对超细羽绒粉体进行表面疏水化改性,制备了不同羽绒粉体含量的超细羽绒粉体/天然橡胶弹性体共混膜.分析了粉体含量及不同改性剂对天然橡胶共混膜吸水性能和拉伸力学性能的影响.结果表明:粉体的添加提高了共混膜的吸水率,与未改性粉体相比,PI和0DI对粉体改性可降低共混膜的吸水率,并提高了共混膜的断裂强度和断裂伸长率.共混膜的弹性模量随粉体含量的影响较大.     

砂土混合基质对雨水径流中磷素的吸附特性

基质吸附是生物滞留设施去除雨水径流磷素的主要途径之一。以体积比2:1砂土混合基质为研究对象,探讨砂土混合基质吸附雨水径流中磷的作用效果及机制,分析竞争吸附对磷吸附的影响。结果表明：相比于原状表层土,砂土混合基质中砂砾、粉粒和粘粒占比分别为原状土的4.18倍、0.28倍和0.35倍,工程砂和原状土混合可提高基质渗透性能;砂土混合基质磷吸附符合Freundlich和Langmuir模型,最大静态吸附量为2 470.733 mg/kg,以化学吸附为主,且不易解吸;雨水径流中Cl-、SO42-和NO3-的竞争吸附对砂土混合基质磷吸附的影响可忽略不计。砂土混合基质可促进雨水下渗,并强化磷污染控制。     

多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料压敏元件特性

为研究碳纳米管填充聚合物复合材料的压力敏感特性,将硅橡胶为基体、多壁碳纳米管为填料的复合材料涂覆在印制板基底上,经溶剂挥发成膜,制备出柔顺式复合材料压敏元件。对碳纳米管质量分数1.6%、4.3%、9.3%的元件进行压阻特性测试,在单轴步进压力下实时检测压力和元件电阻。结果表明,压敏元件在0～110N单轴步进压力下表现出正压阻效应,特性曲线的变化区间与碳纳米管质量分数相互对应。提出压阻效应的机理是元件在压力作用下产生变形,导致碳纳米管导电网络发生破坏与重构。扫描电镜分析表明,碳纳米管随机取向分散于硅橡胶基体中,形成1-3型复合结构。该新型复合材料压敏元件可用于开发柔顺式力传感器。     

MnO_2/碳纳米管膜柔性复合材料的制备及其电容性能

为了获得比电容大、工作稳定性高的柔性超级电容器,在碳纳米管膜上利用恒电流沉积法在不同沉积时间和沉积电流密度下沉积MnO_2,制备出了MnO_2/碳纳米管膜柔性超级电容器电极材料.分别利用扫描电镜和X线衍射对所得电极材料的形貌和结构进行表征,并通过恒电流充放电测试和交流阻抗谱研究了复合材料的电容性能.结果表明:复合材料的电容性能可以通过调节MnO_2的沉积电流密度和沉积时间来控制;沉积电流密度为1 A/g、沉积时间为20 min条件下制备所得MnO_2/碳纳米管膜复合材料的比电容可达356 F/g,是纯碳纳米管膜比电容的7.5倍.此外,MnO_2/碳纳米管膜复合材料的比电容经200次充放电循环后维持在初始值的96.6%,显示出良好的循环稳定性,在高性能柔性超级电容器应用方面展现了一定的前景.     

壳聚糖/碳纳米管多孔膜的制备及其吸附与截留性能

以壳聚糖为成膜聚合物,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,掺入碳纳米管(CNTs),经机械共混制备了纳米级孔径且分布良好的复合多孔膜.扫描电镜(SEM)图片显示,CNTs的加入使得膜产生许多分布均匀30~50nm的纳米孔,且膜的孔隙率随CNTs含量的增加而增加.甲基橙吸附实验结果表明膜对甲基橙的吸附量随CNTs含量的增加呈现先增大后减小的趋势.膜对硫酸铜溶液的过滤实验表明,CNTs的加入改善了膜的通水能力,膜的水通量随CNTs含量的增加而增加,当CNTs增加到一定量后,膜的水通量出现减小;膜对Cu2+的截留能力随CNTs含量的增加而提高,当CNTs增加到一定量后,截留率也出现了下降.     

碳纳米管的交流输运特性

利用非平衡格林函数,从第一性原理出发计算碳纳米管夹在两个金属铝电极中间,在小频率交流偏压作用下的交流输运特性,观察到在同一体系当中,交流电导随频率增大而减少的现象,同时也观察到交流电导随频率增大而增大的现象,并把计算结果和经典模型进行比较.     

MIL-101(Cr)/共聚酰亚胺混合基质CO2/CH4分离膜的性能表征

为了有效提高膜分离技术对CO2/CH4 混合气的分离效果,以2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)为二酐单体、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(TMPDA)和2,6-二氨基甲苯(2,6-DAT)为二胺单体,制备新型6FDA 型聚酰亚胺共聚物6FDA-TMPDA/2,6-DAT.将金属有机骨架(MOF)材...     

基于多壁碳纳米管敏感膜的石英微振天平气体传感器敏感特性的研究

多壁碳纳米管（Multi-Wall Carbon Nanotubes,MWCNTs）作为新型的纳米气敏材料被涂覆在石英微振天平（Quartz Crystal Mierobalance,QCM）的表面,依据QCM在干燥空气及被测气体中的频率变化初步探讨了涂覆了MWCNTs的QCM对16mg/m^3甲醛和9．64mg／m^3水蒸汽的敏感特性。     

多壁碳纳米管/SBS复合材料的制备及其渗流特性

以多壁碳纳米管（MWNTs）为导电填充物,以苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物热塑性弹性体（SBS）为基体材料,制备了导电高分子混合物薄膜,考察了采用不同的溶剂和成膜工艺对薄膜表面形貌的影响,同时通过电流/电压特性的测试,得到不同的MWNTs浓度下MWNTs/SBS混合材料的电渗流特性,其渗流区在6~9wt%之间。我们还初步研究了所得混合材料的电阻值受温度的影响,发现其温阻特性具有很强的时间迟滞性。     

Cr/Gd双层膜的磁特性

采用磁控溅射法制备居里温度(TC)略低于奈尔温度(TN)的Cr/Gd双层薄膜.利用振动样品磁强计研究薄膜在不同温度下的磁滞特性.结果表明:该类薄膜系统与TCTN的铁磁/反铁磁双层薄膜的磁滞特性不同,当测量温度(T)大于TC时,Gd层处于铁磁态,矫顽力(HC)随温度非单调变化;当T为80～205K时,HC随温度增加逐渐减小;在T=205K出现一个极小值后逐渐增大;在T=255K附近出现一个主峰;当T为255～295K时,HC随温度升高迅速减小;当T295K时,HC随温度升高迅速增大.即铁磁/反铁磁界面处的反铁磁自旋与铁磁自旋的交换耦合作用对铁磁层磁有序态的维持温度和矫顽力影响较大.     

碳纳米管/聚合物复合材料的介电与储能特性研究

基于RC网络模型,导出了碳纳米管/聚合物复合材料复介电常数的表达式.深入探讨了碳纳米管的含量、碳纳米管的弯曲度和电磁波频率对碳纳米管/聚合物复合材料储能特性的影响,构建了碳纳米管/聚合物复合材料储能特性的理论模型.数值计算了碳纳米管/聚合物复合材料的复介电常数和储能密度.模拟结果表明:在聚合物基质中适当添加碳纳米管,能使材料复介电常数的实部显著增大,储能特性显著增强;增大碳纳米管的弯曲度和电磁波的频率会导致材料的储能密度明显降低.理论值与已获得的实验数据相吻合.