氧化多壁碳纳米管、PEG及PVP添加剂对PVDF膜性能的影响

通过引入亲水性添加剂是改善膜聚偏氟乙烯(PVDF)膜亲水性和膜结构的一种有效方法.在本研究中,利用氧化碳纳米管(O-MWNTs)和聚乙二醇(PEG)及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰PVDF膜.对添加剂对PVDF膜的结构、渗透性能、亲水性、结晶行为等影响进行了详细研究.结果表明:加入O-MWNTs可以提高PVDF膜的渗透通量、亲水性和机械性能.当铸膜液中添加0.6% O-MWNTs和5% PEG 200或者0.6% O-MWNTs和3% PVP时,所制PVDF膜渗透通量分别达到222.9±12.5 L·^-2·h^-1·bar^-1和 256.9±14.8 L·m^-2·h^-1·bar^-1.添加剂PEG200可以强化O-MWNTs的分散性,并能够促进相转化过程中溶剂与非溶剂间物质交换.PVP作为致孔剂能够促进孔生长和纯水通量提高.     

氧化多壁碳纳米管对PVA-CS-O-MWNTs/PAN渗透汽化膜性能的影响

在涂膜液聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)混合物中加入无机相氧化多壁碳纳米管(O-MWNTs),使用浸渍法涂膜的方式制备PVA-CS-O-MWNTs/PAN中空纤维膜(PAN为聚丙烯腈),应用于渗透汽化分离甲醇(Me OH)/碳酸二甲酯(DMC)混合物.考察了O-MWNTs含量、热处理温度、料液温度对渗透汽化性能的影响.结果表明,加入氧化多壁碳纳米管可以提高PVA-CS/PAN膜的渗透通量、亲水性和机械性能.较佳的工艺条件为:O-MWNTs质量分数为0.1%,热处理温度为80℃,料液温度为40℃,Me OH的质量分数为70%.在此实验条件下,PVA-CS-O-MWNTs/PAN膜的渗透汽化性能达到最佳,渗透通量为210 g·m-2·h-1,甲醇选择性为7.82.     

多壁碳纳米管与氧化石墨对活性炭电化学性能影响

以石油焦制得活性炭（AC）作为超级电容器的电极材料,在此AC中分别加入5％多壁碳纳米管（MW-CNTs）或5％氧化石墨（GO）,借助氮吸附分析仪、循环伏安测试（CV）和电化学交流阻抗谱分析（EIS）,比较MW-CNTs与GO对改进AC电化学性能作用影响.实验结果显示：MWCNTs和GO的吸附等温线具有多段特征,而AC呈现含丰富中孔的微孔炭特征.CV测试显示,在低扫描速率下,加入MWCNTs和GO可使响应电流略有增加.EIS揭示加入MWCNTs和GO可提高AC电极的导电性、频率响应和快速充放电性能,同时提高AC电极的的充放电容量.倍率放电性能和1 000次循环测试也表明加入MWCNTs和GO可提高AC电极的放电容量.     

热处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

文章采用容量法测量在常温下压力升高到10 MPa时,多壁碳纳米管的吸附储氢性能,分析了热处理对碳纳米管的结构和吸附储氢量的影响。采用透射电镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)和低温N2吸附(BET)对碳纳米管的微观结构进行表征。结果发现,热处理能明显地提高碳纳米管的石墨化程度,热处理后碳纳米管的质量储氢容量从原来的1.90%升高到2.17%。     

多壁碳纳米管氧化改性及其对酚类吸附性能的研究

针对目前有机废水(尤其是酚类废水)污染严重的问题, 通过混酸氧化法对多壁碳纳米管(multi-walledcarbon nanotubes, MWCNTs)进行氧化改性(MWCNT-O), 并研究其改性前后对苯酚、对甲苯酚、对甲氧基苯酚、对羟基苯甲醛和对硝基苯酚5种典型酚的吸附作用。结果表明: 298 K下, 与未改性的MWCNTs相比,MWCNTs-O对5种酚类物质的吸附量均有提升。5种酚类物质在MWCNTs-O表面的吸附量有差别, 顺序为对硝基苯酚>对甲氧基苯酚>对羟基苯甲醛>对甲苯酚>苯酚。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程, 主要为单分子层化学吸附。对MWCNTs-O进行表面官能团测试、透射电镜分析和拉曼光谱分析, 发现氧化改性后材料表面的酸性含氧官能团增多, 缠绕度降低, 整体分散性增强, 石墨化程度有所提升。通过研究分子结构与吸附量之间的关系, 发现吸附量与酚类物质的电子能量(electronic energy, EE)有显著的相关性, MWCNTs-O表面垂直的π电子和酚类物质的π电子形成π-π共轭作用。因此, EE 可以作为酚类物质在MWCNTs-O表面平衡吸附量的预测性指标。     

不同预处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

研究了经不同预处理后多壁碳纳米管的储氢性能.结果表明:多壁碳纳米管的吸附量在0～12 MPa范围内有一个极大值,极值点的压力和吸附量与样品的种类,处理方法等密切相关;不同量不同碱金属的掺杂对多壁碳纳米管吸附的影响稍有不同;加热活化对提高多壁碳纳米管的吸附量很有效,常温下,在将近9 MPa的平衡压力下,可以达到4.48%...     

卤素掺杂对多壁碳纳米管导电性能的影响

通过气体吸附,制备了掺氯、溴、碘的多壁碳纳米管材料.与未掺杂多壁碳纳米管(MWNTs)相比,掺氯MWNTs电导率提高到原来的5倍以上,掺溴MWNTs电导率提高到原来的3倍左右,掺碘对MWNTs电导率基本无影响.用拉曼光谱和X光电子能谱(XPS)分析研究了卤素和MWNTs间的相互作用.同时研究了载流子浓度和迁移率对复合材料电导率的影响,结果表明:卤素的电负性越强,掺杂后多壁碳纳米管的载流子平均自由程提高越多,载流子迁移率提高越大;卤素与MWNT s之间的相互作用越强,产生的载流子越多,掺杂后的MWNTs载流子浓度提高越大.     

多壁碳纳米管对钢渣混凝土力学及耐久性能的影响

多壁碳纳米管(MWCNTs)作为新兴纳米材料,能够改善混凝土材料的宏观性能及微观结构。本文研究MWCNTs对钢渣混凝土的力学性能及耐久性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析其增强机理。研究结果表明：MWCNTs掺量为0.08%时,钢渣混凝土的力学性能及耐久性能显著提高,28 d标准养护条件下,钢渣掺量为15%时,与未掺加MWCNTs的钢渣混凝土相比,抗压强度和抗折强度分别提高了13.2%和14.6%;28 d氯离子扩散深度和氯离子扩散系数分别降低了29.8%和27.4%;200次冻融循环过程中,掺入MWCNTs的钢渣混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化率偏低,材料抗冻性能增强。MWCNTs通过桥联和拔出效应,可抑制微裂缝的产生和扩展,有效改善骨料界面过渡区,从而提高混凝土材料的力学性能及抗冻、抗氯离子侵蚀性能。     

氢氧化钠对多壁碳纳米管结构的影响

以苯和乙醇的混合溶液为碳源,二茂铁、噻吩和氢氧化钠为催化剂体系,采用催化裂解法制备出多壁碳纳米管,并研究了氢氧化钠的添加对多壁碳纳米管结构的影响。结果表明：随着反应体系中氢氧化钠质量浓度的增加,多壁碳纳米管的外径显著减小,内径略有增大。     

添加剂对AZ31B镁合金氧化膜性能的影响

在由NaOH、H3BO3、Na2B4O10组成的电解液中,研究了不同添加剂Na2SiO3和NaAlO2对AZ31B镁合金阳极氧化膜性能的影响.通过电压-时间曲线、Cass盐雾试验、SEM和动电位极化曲线等方法检测和观察阳极氧化膜性能和表面形貌.结果表明:两种阳极氧化膜表面均为多孔结构,电解液中添加Na2SiO3获得的氧化膜表面微孔分布均匀,孔径更小;与AZ31镁合金基体相比,其耐蚀性均有不同程度的提高,Na2SiO3添加后膜层的耐蚀性优于NaAlO2.     

小口径单壁碳纳米管的最低光学声子模（英文）

扶手型及锯齿形单壁碳纳米管的最低光学声子模并不一定是E2g或E2模.对于轴向晶格常数比横截面周长大的单壁碳纳米管来说,其最低光学声子模是垂直于其轴向方向振动的一种驻波.通过基于经验势函数的模拟计算,确定这种光学声子模的能量是正比于碳纳米半径的.     

不同分子量聚乙烯吡咯烷酮对多壁碳纳米管分散性能的影响

研究了不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对多壁碳纳米管(MWCNTs)浆料流变性能、稳定性能的影响,并对PVP修饰的MWCNTs(P-MWCNTs)导电性进行了分析。结果表明,中等分子量的PVPK25和PVPK30对浆料的分散效果最佳,浆料黏度较低,呈现近牛顿流体特征,分散的MWCNTs颗粒均匀,平均粒径相对较小,并具有较好的稳定性,同时PMWCNTs电阻率也较低。通过拉曼光谱(Raman)、热失重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对作用机理分析,结果表明,PVPK25和PVPK30与MWCNTs之间有更强的π-π共轭作用,吸附量高于低分子量PVPK17和高分子量PVPK90的吸附量,并在MWCNTs表面具有更好的空间位阻修饰效果,因而使得MWCNTs几乎呈单根分散,缠结现象显著减少。     

不同N/C比纳米碳氮膜对多壁碳纳米管抗凝血性能的影响

为改善多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)材料的抗凝血性能,采用离子束辅助沉积(ion beam assisted deposition,IBAD)技术,在MWCNTs表面沉积不同N/C比的纳米碳氮(CNx)薄膜.利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy analysis,XPS)、接触角测试、血小板黏附测试和动态凝血时间测试等方法研究了该材料结构特征、生物相容性与制备工艺参数之间的关系.SEM结果显示覆盖CNx薄膜的MWCNTs的表面形貌更加平整.XPS结果表明:沉积CNx薄膜的MWCNTs中,N/C比分别为0.20、0.21和0.27,其中N和C两元素之间以sp2和sp3两种杂化方式结合.血液实验结果表明:随着亲水性的增强和N/C比率的增高,沉积CNx薄膜的MWCNTs显示出较好的抗凝血性,其血小板黏附率低,在材料表面团聚少,凝血时间长.     

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.     

NaCl 对海藻酸钠/多壁碳纳米管复合溶液流变性能的影响

本文研究了不同氯化钠（NaCl）浓度,不同温度下的海藻酸钠（SA）及其与多壁碳纳米管（MWCNTs）复合溶液的流变行为。利用 Ostwald’s 和 Arrhenius 方程计算得出溶液的非牛顿指数和粘流活化能。结果表明,纺丝溶液属于非牛顿流体,溶液的零剪切粘度随着NaCl浓度的增加逐渐增加,非牛顿指数却逐渐降低。MWCNTs 的加入使得SA溶液的粘流活化能降低,说明 MWCNTs 的加入增加了溶液的流动性。     

多壁碳纳米管与钢纤维对混泥土抗压强度与抗冲击性能的影响

研究了掺碳纳米管、钢纤维、碳纳米管及钢纤维混掺时对混凝土抗压强度和抗冲击性能的影响。结果表明：掺入碳纳米管和钢纤维均能提高混凝土抗压强度;单掺碳纳米管的最优质量分数为0.1%、单掺钢纤维的最优体积分数为2%;单掺或混掺纤维对钢筋混凝土的抗冲击性能的提升更为明显,同时当混掺两种纤维时对试件抗压强度和抗冲击性能均表现为正混杂效应。     

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.     

酸性条件下多壁碳纳米管负载铁基催化氧化甲烷性能

寻求绿色、安全且低能耗的转化技术是实现甲烷转化和利用的关键。采用浸渍法制备了多壁碳纳米管负载铁基的复合催化剂(Fe/MWCNTs),通过比表面积测试法(Brunauer-Emmett-Teller, BET)、X射线光电子能谱技术(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)等技术表征了Fe/MWCNTs的结构形态,得知Fe/MWCNTs的活性催化组分主要是α-Fe_2O_3,负载后催化剂比表面积明显增大,且在碳纳米管表面形成的是活性较强的110晶面。在冰乙酸体系中建立Fe/MWCNTs催化体系催化氧化甲烷,通过气相液相产物分析计算甲烷转化率和醋酸甲酯生成量,考察反应温度、压力、时间、催化剂投加量和氧化剂浓度对甲烷催化氧化的反应效果的影响,通过正交试验得到冰乙酸体系中催化甲烷的最佳反应条件。实验表明:在反应温度90℃,反应压力为3 MPa, Fe/MWCNTs复合催化剂0.15 g,氧化剂高锰酸钾浓度为0.2 mol/L,反应时间为4 h的最佳反应条件下,甲烷转化率可达24.78%,醋酸甲酯产量为541.72×10~(-6)。     

XPS研究多壁碳纳米管的阳极氧化处理效果

采用阳极氧化法对多壁碳纳米管（MWNTs）进行表面处理以提高其表面极性官能团含量。研究了不同电解参数对MWNTs处理结果的影响，采用X射线光电子能谱对处理前后的MWNTs的表面特征进行了分析。结果表明，经阳极氧化处理后，MWNTs表面氧原子摩尔分数与极性官能团总量均有不同程度增加。通电量和碱性电解质的电导率（物质的量浓度）是阳极氧化处理过程的主要影响因素，MWNTs表面极性官能团总量的增加可以归结为羟基的增加和羰基的减少，另外还探讨了可能的氧化反应机理。     

添加剂对PVDF／PU复合膜成膜速度、结构与性能的影响

研究成孔添加剂聚乙二醇(PEG)和LiCl对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚氨酯(PU)铸膜液体系的成膜动力学以及膜性能的影响.结果表明:加入PEG、LiCl均能加快成膜速度,膜的水通量有很大程度的提高,而截留率下降.不同相对分子质量PEG对成膜的影响略有不同.相对分子质量越大,黏度因素起到的作用越大,使得成膜速度随相对分子质量增加而稍有降低;相对分子质量越大,截留率下降得越明显;相对分子质量为4000时,PVDF/PU复合膜的综合性能最好.