分级多孔纳米炭纤维的结构及电容性能

以酚醛树脂为碳源、PVP为纺丝助剂、纳米MgO颗粒为模板剂,通过静电纺丝法制得酚醛树脂基纳米炭纤维,经过炭化、KOH活化、酸洗后得到分级多孔纳米炭纤维,利用SEM、XRD、XPS、拉曼光谱仪及氮气吸脱附实验,对所制多孔纳米炭纤维的结构和形貌进行表征,并将其作为模拟电容器的电极,利用循环伏安、恒电流充放电及交流阻抗方法测试了材料的电化学性能。结果表明,KOH活化引入了数量可观的微孔,所得纳米炭纤维表现出明显的"微孔-中孔-大孔"分级孔分布的特点,其比表面积达到1058.4m~2/g,总孔容为1.64cm~3/g。电化学测试结果表明,所制分级多孔纳米炭纤维在6mol/L KOH电解液中显示出优异的电容性能,在0.2A/g的电流密度下,其放电比容量达到198F/g,在20A/g电流密度下,电容保持率达到65%。     

石墨烯三维多孔凝胶在超级电容器中的应用研究

通过液相法制备了石墨烯和纳米碳酸钙复合材料,经过高温煅烧及酸洗得到石墨烯三维凝胶结构。通过扫描电镜图片发现所得到的石墨烯凝胶具有均匀、丰富的孔道结构,比表面积测试表明其比表面积高达513 m~2/g,经过恒流充放电测试发现这种三维多孔石墨烯凝胶具有较好的电容性能。     

纳米多孔金气凝胶的制备及其SERS性能

以三乙酸纤维素为模板,结合溶胶凝胶法和模板法快速制备出金气凝胶.该金气凝胶具有独特的三维纳米多孔结构,金属韧带均匀.在压片机中施加1 MPa的压力制备金气凝胶圆盘基底,使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪进行拉曼测试并分析其基底的拉曼增强能力.测试结果表明:金气凝胶基底不仅具有超低浓度检测应用方面的巨大潜力,并且在相同浓度的检...     

纳米多孔抗菌纤维的制备及其纺丝工艺的优化

以高活性二氧化硅铝载银和聚六亚甲基双胍盐酸盐(PHMB)为复合抗菌剂,与聚乳酸(PLA)共混配制不同体系的纺丝液;采用静电纺丝技术制备出具有纳米多孔结构的抗菌纤维材料.通过调控纺丝参数:纺丝液性质、浓度、电压、接收距离、溶剂比例、温度、湿度和抗菌剂添加量,对制备的纤维直径、孔洞覆盖率进行计算,以优化纺丝工艺.结果表明:...     

纳米多孔 WO3薄膜的溶胶-凝胶制备与热处理

以金属W粉为无机原料，采用溶胶－凝胶技术，结合浸渍镀膜方法，制备出纳米多孔WO3薄膜，研究了热处理对薄膜性能的影响。采用原子力显微镜、红外光谱仪、可见光分光光度计、椭偏仪等仪器测量了薄膜的特性。实验表明：热处理使得薄膜致密，折射率增大（从1．77增加至2．03），厚度减小，WO3颗粒增大；WO3结构发生变化，桥键W－O－W吸收逐渐减弱，且向低波数方向移动，共角W－O－W键吸收越来越强。这些变化归因于热处理导致的WO3颗粒形状、团聚状态的变化以及应力键的产生。     

2021 年 2 期目录

β钛合金因其具有良好的生物相容性和耐磨性而被用作硬组织的替代物。对钛合金植入体进行表面改性可以保证材料的整体强度和弹性模量,同时使其与人骨接触部位能够呈现低弹性模量特性。选用Ti-40Nb合金作为基体材料,采用磁控溅射与去合金化相结合的表面改性工艺获得表面纳米多孔结构,并对纳米多孔结构进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,在0.5% HNO₃水溶液中去合金化4 h,随后在1 mol/L KOH水溶液中去合金化12 h,能够得到微纳通透的分层多孔,多孔结构的形成使得Ti-40Nb合金表面的弹性模量达到37 GPa,接近人骨的弹性模量,避免了应力屏蔽带来的影响,同时还保证了Ti-40Nb合金的整体强度。此外,通过分析铸态和薄膜态Ti-Nb-Cu合金去合金化形成多孔结构的过程,探索两者成孔机制的区别。     

多孔结构对Vero White型光敏树脂力学性能的影响

多孔结构设计是影响使用性能的主要因素之一,优化多孔结构是减少质量的重要途径.利用静力学仿真分析不同板材内部结构力学性能的变化规律及特点.采用以色列Objet Eden250光固化设备,对Vero White型光敏树脂进行不同结构光固化成型,利用AG-Xplus电子万能试验机测试了试样抗压性能,并与仿真结果对比.研究结果表明,多孔结构的抗压强度随着孔隙率的升高而降低,不同结构的多孔结构的抗压强度的变化范围在15～70 MPa.蜂窝状结构的性能优于六面体结构,六面体结构优于八面体结构.研究结果与理论结果基本一致,为多孔结构在增材制造的成功应用提供了理论依据和实验依据.     

共沉淀法制备多孔TiO2/Al2O3纳米复合材料及其光催化性能研究

以TiCl4 为钛源,Al（CH3）3 为铝源,采用共沉淀法制备出了具有高比表面积且热稳性良好的多孔TiO2/Al2O3 纳米复合材料.对合成的材料进行了XRD、SEM、氮气吸附脱附等温曲线测试及光催化性能测试.分析了焙烧温度对材料的结晶度和晶相组成、孔尺寸和比表面积的影响,并重点考察了焙烧温度对光催化性能的影响机制.制备出的材料在800 ℃高温焙烧后,比表面积仍高达50.9m2/g,同时其具有的高度连通的三维孔道结构也能很好地保持.研究发现复合材料中氧化铝的加入将氧化钛由锐钛矿向金红石的相转变温度提高了200～300℃,同时对材料的孔结构也有稳定作用.其中800℃焙烧的样品的光催化性能最好,紫外加可见光照射下,50min内对罗丹明B染料的降解率达81.7%.     

低功耗微型磁通门结构优化设计

为了降低微型磁通门功耗对微型磁通门的结构进行优化设计,通过仿真方法研究了微型磁通门的铁芯形状及绕线方式对磁通门激励电流和输出信号的影响。对缩比结构微型磁通门进行改进,提出一种采用多孔铁芯结合激励线圈/感应线圈交错缠绕的微型磁通门结构,可以有效降低微型磁通门传感器的激励电流从而降低磁通门功耗。与已报道的经过优化设计的缩比结构微型磁通门相比,引起的漏磁较小,能更有效地降低激励电流并提高灵敏度。     

三维光热材料的制备及其太阳能脱盐性能

光热多孔材料是太阳能海水淡化应用的关键所在,受生物质天然多孔互联结构的启发,通过冷冻干燥和高温碳化工艺制备具有三维互联孔道结构的生物质碳基蒸发器,研究其微结构特征、水输送和蒸发性能以及三维结构对材料蒸发性能的增强作用。结果表明：该蒸发器具有高度互联的孔道结构和高达95.5%太阳光吸收率,在太阳光下实现了1.71 kg/(m²·h)的蒸发速率和89%的光热转换效率,可以有效蒸发和淡化海水。此外,在三维结构特征下,实现了高达2.65 kg/(m²·h)的蒸发速率,三维结构有效提升了材料的蒸发性能,显示了优异的太阳能蒸发/脱盐效果。