随着化石燃料的不断使用,CO₂的排放量显著上升,从而严重影响了当今生态环境,为了减少CO₂的排放,利用新能源代替化石燃料迫在眉睫。氢能源具有高热值、CO₂零排放的优点,是化石燃料的良好替代品,但是其密度小、沸点低导致其储存难度大,从而限制了其大规模应用。现阶段氢能源采用高压储氢罐进行储存,存在储氢容量低、运输成本高以及氢脆现象等缺点。新型储氢材料和技术的开发是氢能源大规模商业应用的关键。空心玻璃微球(Hollow Glass Microspheres, HGMs)作为一种中空小尺寸耐压材料,具有良好的稳定性、储氢容量大、成本低、无氢脆等优点,在储氢方面有着巨大的潜力。对空心玻璃微球储氢的进展进行综述,介绍空心玻璃微球储氢机理、影响因素等,并进一步重点介绍了氢气释放速率以及响应时间的研究。

新型掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜光学性能优异,成本低廉,有望取代技术成熟的掺锡氧化铟(ITO)薄膜。主要简述了AZO薄膜的结构及其光电性能,重点综述了薄膜的制备工艺以及应用领域,对极具开发潜力的AZO薄膜的产业化前景进行了展望。

伤口的快速止血和愈合对于治疗意外事故出血具有重要意义。水凝胶作为一类极为亲水的多维网络结构凝胶,以其出色的流变性、粘附性和可注射性在止血材料方面极具应用优势,尤其在不规则创面和较深层伤口处有着其它形态材料不可替代的止血效果。天然多糖聚合物、蛋白质及合成类高分子聚合物等水凝胶因具备高吸水性、生物相容性、血细胞黏附性或激活凝血因子等功能在止血材料领域的应用受到广泛的关注,同时取得了较大的研究进展。对近年来各种水凝胶止血材料的制备和最新的应用研究成果进行全面综述,并对水凝胶止血材料的发展前景进行展望。

纤维素具有可再生、可降解、环保和无污染等特点。以纤维素为原料,制备得到的纤维素基膜材料,具有优良的分离,吸附,导电,磁性和刺激响应等性能,被广泛应用于分离,导电,包装,吸附等研究领域。因此,主要综述了纤维素材料在分离膜、导电膜、包装膜以及吸附膜领域的应用研究进展,并对其未来的发展趋势进行了展望。

糖尿病作为一种代谢性疾病,其体内的高血糖常会引发血管功能障碍和严重的伤口感染,从而导致糖尿病患者皮肤受损后易引发致病菌感染使其伤口难以愈合。针对该问题,研究以Ag₂S/液态金属复合物及葡萄糖氧化酶(GOx)为基础构建了一种光/葡萄糖双响应的聚乳酸-羟基乙酸共聚物薄膜(PLGA/Ag₂S@LM-GOx),以望能够高效地消灭病原体细菌从而缓解伤口感染情况。XRD、SEM、EDS和BCA蛋白检测分析等表征结果证明了Ag₂S@LM复合物及PLGA/Ag₂S@LM-GOx薄膜的成功制备;PL光谱结果证明了,相比于单一的Ag₂S,在形成Ag₂S@LM复合物后的光激发电子-空穴的分离效率有明显地提升;光热实验结果证明了,PLGA/Ag₂S@LM-GOx在NIR光的照射下能够将光能转化为热能;随后,光动力/化学动力学相关表征证明了PLGA/Ag₂S@LM-GOx在光激发和葡萄糖环境中能够产生活性氧(ROS),实现光/葡萄糖双响应的协同效应,具有对细菌造成氧化应激损伤的潜力。抗菌实验表明,PLGA/Ag₂S@LM-GOx薄膜在富含葡萄糖和NIR光激发的条件下下,能够高效地消灭金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli,E. coli),证明了该种材料具有在光/葡萄糖双响应的协同杀菌能力。提供的方案不仅为治疗糖尿病患者伤口感染问题提供了一种新的方法和实验支撑,同时为新型薄膜材料的设计提供了一种新的思路。

传统的工业合成氨主要利用高温高压条件下的Haber-Bosch技术,该过程能耗高、污染大。以电能为能源,水为质子和电子源,通过电压和催化剂协同作用的电催化氮气还原技术逐渐发展为合成氨的有效途径之一。电催化氮气还原的关键在于电催化剂和催化反应体系的优化,从而改善过程面临的低产氨速率及法拉第效率等局限。综上所述,从电催化合成氨技术的发展历程和反应机理出发,探讨了电催化氮气合成氨催化剂的主要分类(贵金属、过渡金属、单原子及非金属基催化剂)和研究进展。综述了电催化合成氨催化剂活性提升的具体策略,包括表面形貌优化、晶体缺陷工程、复合材料组成、物相界面调控、额外助剂添加等。最后,进一步对该领域目前存在的问题、挑战及未来发展趋势进行了展望。

光催化技术是解决当今人类社会中环境问题和能源危机两大问题的有效方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳量子点是一种新型碳纳米材料,因其独特的上转换发光特性和优异的光生电子传递特性,在光催化领域受到广泛关注和研究。介绍了光催化降解污染物的机理,碳量子点的性能,着重综述了碳量子点在光催化降解水环境中有机污染物的研究进展,探讨了碳量子点在光催化降解中的研究目前存在的问题及未来的发展方向。

柔性聚合物具有低密度,极高的柔韧性和可变形等特点,可作为柔性电子器件的基材广泛应用于射频通讯天线、传感检测、医疗健康和微电子等领域。由于柔性聚合物的低导电性和较差的机械特性,限制了其进一步的发展。化学镀、激光成型和真空沉积镀膜等工艺方法可有效改善柔性聚合物的电学、光学等物理性能,成为近几年的研究热点,为柔性电子器件制备的图案化、微型化和可定制化提供了有效的解决方案。总结近年来在柔性电子领域常见的表面金属化工艺的研究进展,详细论述了工艺参数对柔性电子材料在性能上的影响规律及作用机制,指出其具备的优势和不足,并对未来的发展方向做出展望。

力致变色聚合物(MCPs)是一类在受到机械刺激后能发生颜色或荧光变化的聚合物,在应力检测和损伤传感等方面具有广泛的应用前景。目前报道的力致变色聚合物在机械力刺激下通常只显示一种颜色或荧光的变化,这限制了它们在复杂工况及多模态分析中的应用。因此,在不同强度或不同类型力下能够产生不同颜色转变的多重力致变色聚合物成为了研究的热点。介绍了多重力致变色聚合物的研究现状,综述了其设计策略和响应机制。

M型钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉,BaM)是一种优越的六角晶系永磁材料,具有高饱和磁化强度、高磁各向异性、高剩磁比等优点。这不仅对自偏置环行器的开发和制造具有重要的促进作用,而且使得未来微波天线的微型化进程以及新波段雷达的开发更容易实现。另外,M型钡铁氧体还是一种典型的双复介质磁性材料,具有良好的电磁损耗与共振吸收特性,利用这一点可以制作出性能优异的吸波材料,并应用于生活中的有害电磁波屏蔽和军用战机的隐身技术。因此,M型钡铁氧体材料的开发和利用无论是对未来的民生生活还是军用技术都有着深远的影响意义。文中主要针对近年来M型钡铁氧体的常用制备方法进行了讨论和综述,尤其是M型钡铁氧体单晶材料的制备。另外也系统介绍了M型钡铁氧体的晶体结构和其作为磁性元件在微波器件中的应用。

KIT-6是典型的三维有序介孔氧化硅材料,在催化和吸附等领域具有广泛的用途。通过掺杂骨架Al赋予KIT-6材料酸性位,能显著提升Al-KIT-6材料的吸附性能;然而以无机硅源和铝源可控合成Al-KIT-6是难点。利用粉煤灰基硅酸钠溶液,通过pH值控制水热法诱导Al原子进入KIT-6材料的硅骨架,直接合成了一系列Al-KIT-6材料。通过N₂-物理吸附、XRD、TEM、Al核磁共振、XPS和NH₃-TPD表征了Al-KIT-6的织构性质;结果显示合成的Al-KIT-6保留了有序介孔结构;Al主要掺杂进入KIT-6材料骨架中,显著提升了KIT-6的酸量和强度。碱性亚甲基蓝分子的吸附实验表明,Al-KIT-6吸附材料的吸附容量随着Al掺入量的增加而变大。吸附动力学实验显示Al-KIT-6材料对亚甲基蓝的吸附过程符合拟二级动力学,吸附等温线模型拟合结果显示吸附过程符合Langmuir吸附模型。

稳定的介电常数和低介电损耗是评估材料介电品质的重要参数。采用研磨－退火工艺将3种稀土元素Y、La、Sm分别掺杂入分析纯级钛酸钡中,评价了不同比例掺杂钛酸钡的介电性能,并取得了较好的结果。制备了掺杂比例为2%、4%、6%、8%、10%(摩尔分数)的3组样品,对其进行了表征和介电损耗测量、介电常数的计算。结果表明,在分析纯级钛酸钡掺杂这3种稀土元素结晶性较好,不会抑制晶粒的生长。3组样品中B位受主掺杂形成氧空位补偿,抑制了电子浓度,从而有效地降低了介电损耗,且全频率范围内稳定性较好,<0.05;介电常数相比于纯钛酸钡陶瓷1 500~1 600均有所下降,其中La元素掺杂钛酸介电常数最小100~400。该研究能够很好地为钛酸钡在实际元器件的生产应用中提供参考。

新能源动力、医疗仪器、地下勘探、高功率脉冲等行业的高速发展对介质电容器的要求越来越高。聚合物基薄膜电容器的高功率密度、高击穿场强、高可靠性、低损耗、小体积等优点备受关注。但由于聚合物本身低介电常数的特点导致了其能量密度较低,限制了其在高端领域的应用。而聚合物通过不同方式与其他有机或无机物的复合都是提升能量密度的有效途径。介绍了聚合物基薄膜电容器与无机物的复合方式研究现状,分析了不同复合方式的优势与不足,并讨论了未来聚合物基薄膜电容器的发展前景。

利用正丁醇锆(TBOZ)溶液对羰基铁粉(CIPs)进行了表面改性处理。通过调整原料中TBOZ的添加量,合成了3组不同锆含量的二氧化锆包覆羰基铁粉(ZrO₂@CIPs)复合材料。分析了CIPs和ZrO₂@CIPs复合材料的静态磁性能以及绝缘性能,结果表明,使用温度提高至200 ℃时,ZrO₂的存在能有效抑制CIPs的氧化所导致的静态磁性恶化;且ZrO₂@CIPs复合材料的电阻率得到大幅度提升。比较包覆前后CIPs的磁损耗能力的变化,发现随着原料TBOZ添加量的增加,ZrO₂@CIPs复合材料降低磁损耗的能力增强,直流偏置特性提高。当TBOZ添加量为15.57 mL时,在频率为1 MHz时,ZrO₂@CIPs磁导率虚部仅为0.05,品质因数为116.7,饱和电流达到17.10 A。而且相较于CIPs的-0.91 V,ZrO₂@CIPs的腐蚀电位提高至-0.33 V,这无疑提高了传统CIPs的耐腐蚀性。总的来说,上述实验结果为电感领域内传统CIPs的改性处理提供了技术方案参考。

3D打印技术在建筑领域得到显著发展,为解决混凝土3D打印行业实现可持续发展。通过对再生粗骨料(RCA)取代率为0%、50%、100%的3D打印试件和铸模试件进行抗冻性能研究,结合3D打印再生粗骨料混凝土(3DPRAC)界面过渡区的电镜扫描分析其劣化成因。结果表明,在前200次冻融循环中RCA的掺入并没有明显降低3D打印混凝土的质量和动弹模量;在600次冻融循环后RCA为100%掺量的3D打印再生混凝土抗冻性能表现优于RCA掺量为50%。基于3D打印再生混凝土逐层堆叠的建造特点,提出了3DPRAC孔隙区域集中分布模型,揭示了3DPRAC冻融损伤劣化机理。建立的冻融损伤模型能够较好地反映3DPRAC抗冻性能变化规律。

一定条件下煅烧及研磨处理制备的青稞秸秆灰(HBSA),是一种生物质硅源活性掺合料,对氯氧镁水泥(MOC)的力学性能会产生影响。为了研究HBSA掺入MOC中对其力学性能的影响规律,将不同HBSA掺量的MOC砂浆试件分别在干燥及饱水状态下进行抗折、抗压强度试验,采用强度损失率和软化系数来表征MOC在饱水状态下的力学性能损伤程度,并通过低场核磁共振技术和气体吸附法对MOC砂浆试样的孔隙结构进行测试与表征。研究结果表明,掺入5%HBSA的MOC在干燥及饱水状态下的抗折、抗压强度最大,掺入10%HBSA的MOC在饱水状态下的强度损失率最低、软化系数最高。当HBSA掺量为10%时,MOC的孔隙结构中有害孔和多害孔的比例显著减少、最可几孔径减小,优化了MOC的孔隙结构,增强了饱水状态下的力学性能。

通过溶胶-凝胶法合成了铁、钨共同掺杂的镍酸锂正极材料(LiNi_0.97Fe_0.02W_0.01O₂),研究了双阳离子掺杂对镍酸锂正极材料电化学性能的影响。结果表明,铁、钨共同掺杂可以显著降低镍酸锂的阳离子混排,抑制H2到H3的相变,提高循环稳定性并且降低电压平台的衰减。在200 mA/g的电流密度下,LiNi_0.97Fe_0.02W_0.01O₂材料循环100次后容量保持率为88.1%,而LiNiO₂材料容量保持率仅为62.9%。此外,LiNi_0.97Fe_0.02W_0.01O₂材料也具有更加优异的倍率性能(4000 mA/g的电流密度下放电比容量126.3 mAh/g)。因此,Fe/W共掺杂有利于提高无钴高镍层状氧化物正极材料的电化学性能。

在钢铁产品的生产流程中,不可避免地产生含油废水,若不加以处理,会对生态环境造成严重的破坏,进而威胁人类健康。以TiO₂纳米颗粒,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)为主要化学试剂,通过简单的一步浸渍法,制备了一种疏水亲油的KH550-TiO₂@PDMS@PU改性海绵。低表面能PDMS层与KH550改性的TiO₂微米颗粒形成的粗糙结构,能显著提高海绵的疏水性能,接触角为(147.25±1.44)°。改性后的海绵经过胶粘、挤压、酸碱、超声等复杂条件下仍能保持稳定的疏水性和耐久性。改性海绵的吸油能力高达自身质量的20~25倍,可通过吸附-挤压循环的方式进行吸油。优秀的油水分离性能表明,KH550-TiO₂@PDMS@PU海绵具有无毒、易制备、稳定、疏水等优点,在钢铁行业具有广阔的应用前景。

研究以废弃生物质木屑为碳源,九水硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)为催化剂前驱体,采用直接碳化法制备多孔碳材料,并将所制备的多孔碳应用于染料亚甲基蓝(MB)的吸附。通过改变碳化温度及催化剂含量制备多孔碳材料,并利用XRD、SEM及BET等多种手段对所制得的多孔碳材料的结构和微观形貌进行表征,并研究其对染料MB的吸附性能。结果表明,当碳化温度为700～900 ℃时,所制备的多孔碳比表面积为171.4～435.2 m²/g,平均孔径为2.197～10.63 nm。当碳化温度为800 ℃,催化剂加入量为3%(质量分数)时,制得的多孔碳材料对MB有较好的吸附作用,对MB的最大吸附量为321.7 mg/g,且吸附规律较好的符合伪二级动力学和Langmuir等温吸附模型。

随着纳米纤维素材料的应用越来越广泛,研究发现有纳米纤维素复合材料可以改善其整体性能且成本低来源广泛。采用不同的方法制备纳米纤维素材料如纳米纤维素晶体(CNC),微晶纤维素(MCC),纳米纤维素(NFC),细菌纳米纤维素(BNC)等材料,借助于机械拉伸,纺丝法、电场、磁场等方法用做制备定向排列高取向度,高性能,高强度和刚度等纳米纤维素材料,应用于纺织业,医疗行业,光学器件等领域。上述对方法和材料进行简要讨论,总结材料方法应用特性场合。

随着新一代智能便携、柔性可穿戴电子设备及智能织物的出现和发展,人们对功能纤维性能的要求愈加提高。作为新型二维过渡金属碳/氮化物(MXene),凭借其优异的导电性、高机械强度及大比表面积等多重优势,常被作为功能组分构筑宏观复合材料并在智能传感、电磁屏蔽、热能转换等领域显示出巨大的应用潜力。本文主要综述了MXene及其功能纤维的制备方法,阐述了MXene基功能纤维的应用,最后总结了MXene功能纤维存在的关键科学问题和挑战,并对其未来发展和前景进行了展望。

生物炭是从生物质中热解得到的一种中性富碳材料。它不仅是一种环境友好的吸附降解改良手段,还给碳捕获和碳储存提供了一种可行思路。重点介绍了生物炭的几种常用的改性方法,总结了其在有机无机污染物去除,多相催化,光催化和微生物燃料电池电极等方面的催化应用以及作用机制,提出了生物炭及其改性材料在催化挑战和实践中的困难,展望了未来的研究方向。

传统的液体电解质在充放电的循环过程中易在负极产生枝晶,导致电池短路,且液体电解质存在易燃、易爆、泄露等安全问题。固体电解质能够很好的解决上述安全性问题,并且具有较好的稳定性,是替代液体电解质的不二选择。固体电解质需要满足高的离子电导率、宽的电化学窗口、优良的化学相容性、简单的制备工艺、低廉的成本等要求,因此需要进一步研发高性能固体电解质或电极/电解质界面改性材料,便于优化和提升固态电池的电化学性能。金属有机骨架和共价有机框架化合物是近年来新兴的、具有周期性结构的多孔材料,在电池领域的应用已经崭露头角。综述了金属有机骨架和共价有机框架化合物在固态锂离子电池上的应用及研究进展,并对如何改进金属有机骨架和共价有机框架固体电解质的电化学性能提出建议。

聚酰亚胺因其具有优异的机械性能、良好的耐化学性能和低的吸水性能等被广泛应用于新型建筑材料、微电子、航天航空等领域。采用改进的 Hummer 化学法制备了氧化石墨,随后通过溶液共混法制备出不同质量分数(0,1%,2%,3%,4%)石墨掺杂的石墨-聚酰亚胺复合胶粘剂和石墨-聚酰亚胺复合薄膜,通过FT-IR、SEM、力学性能测试、热失重分析等对复合体系进行了表征。结果表明,石墨的掺入并未影响聚酰亚胺的基本结构,掺入适量石墨后,石墨和聚酰亚胺均匀结合,复合胶粘剂的断面粗糙度增加,稳定性增强。随着石墨掺杂量的增加,复合胶粘剂的剪切强度先上升后下降,当石墨的掺杂量为3%(质量分数)时,复合胶粘剂的剪切强度达到最大值11.67 MPa。适量石墨的掺入可以有效改善聚酰亚胺的热稳定性和介电性能,随着石墨掺杂量的适当增加,复合薄膜的800 ℃的残余量和介电常数增大,介电损耗降低,当石墨的掺杂量为3%(质量分数)时,复合薄膜的800 ℃残余量达到了最大值57.74%,介电损耗最低为0.016,对应的介电常数为12.7。综合分析可知,石墨的最佳掺杂量为3%(质量分数)。

通过提升材料的电子迁移率,可以提高材料的导电率,加速催化过程中氧化还原反应的进程,极大地提高催化活性。因此,高电子迁移催化材料的制备已经成为当前研究的热点。尽管诸多研究都认识到了催化材料电子迁移率提升对于催化性能的重要性,但是目前研究的系统性仍然不足,尤其是对固体表面催化领域电子迁移率如何影响材料催化性能的内在机理缺乏统一认识。亟待揭示电子迁移率与催化材料之间的构效关系,实现催化材料的可控制备。综述系统总结了高电子迁移催化材料的不同制备方法、化学物理机理、特性分析、面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望。重点阐述了材料的元素特性、导电特性和空间特性对高电子迁移催化材料制备的影响和限制。

开发抑制析氯的竞争反应和氯离子腐蚀的高效电解海水催化剂是至关重要的。通过两步法(激光扫描法+浸泡置换法)在泡沫镍上快速制备了一种高活性且耐蚀的NiFe-LDH@MnO₂/NF电解海水催化剂。该催化剂中NiFe-LDH提高了催化反应的活性,MnO₂层防止催化剂被氯侵蚀,二者的协同作用使催化剂在碱性盐水介质中表现出优异的析氧性能。所制备的NiFe-LDH@MnO₂/NF催化剂在10 mA/cm²的电流密度下,过电位仅为270 mV,在100 mA/cm²的大电流密度下过电位为360 mV,且在10 mA/cm²的电流密度下可稳定催化析氧100 h,为工业电解海水制氢催化剂的制备提供理论指导。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)由于低成本、易制备、高化学和热稳定性、合适的带隙等优点受到广泛关注。然而,传统热聚合法制备的g-C₃N₄片层结构不明显,具有比表面积小、易团聚和光催化活性低等缺点。以热氧化法制备得到氮化碳纳米片为模型,进行光电催化性能测试。探究了外加偏压对光电流方向的影响,并对光电诱导下的电极界面反应机制进行了讨论。分别通过X射线衍射(XRD)、电子显微镜(SEM/HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)表征了样品的结构、形貌、和光学特性。系统研究了在空气气氛下热氧化法对氮化碳结构和光电化学性能的影响。BET比表面积分析得到,经过热氧化法剥离的氮化碳纳米片的比表面积(160.6 m²/g)较块状g-C₃N₄(12.5 m²/g)提升了1个数量级。此外,二维纳米片结构的g-C₃N₄在紫外可见光照射下的光电流密度相较于块状g-C₃N₄提高了一倍,析氧过电位明显降低。

在当今推动“碳中和”战略目标实现的背景下,用于通信基站节能的功能材料的研发具有重要意义。鉴于相变材料(phase change materials,简写为PCM)在储热方面的独特优势,对PCM的种类和它们各自的优缺点进行了罗列;针对3种不同应用场景的通信基站,全面综述了PCM储热在基站节能中应用的进展;从促进PCM储热在基站节能中普及的角度,介绍了PCM的导热率提升、封装技术、热循环稳定性提升方面的代表性研究成果。将为通信基站节能和PCM储热领域的未来研究方向提供参考。

从闪烁机理入手,结合相关的物理现象介绍了无机纳米闪烁体的基本特性、优缺点和局限性。围绕纳米闪烁体的物理形式,如粒子、薄膜、陶瓷和玻璃等,探讨了不同结构的特点,以及纳米技术在闪烁体领域的应用。分析了纳米尺度下闪烁过程的主要影响因素,从结构效应、表面效应、限域效应等角度阐释了相关行为和机制。论述了无机纳米闪烁体在电离辐射探测等领域的研究进展,并对纳米闪烁体的应用前景进行了展望。

混凝土是民用基础设施中应用最广泛的建筑材料,但由于其亲水多孔的表面结构促进了水的渗透和腐蚀性离子的侵蚀,使混凝土受到冻融破坏、膨胀和剥蚀等,进而导致混凝土结构安全性及耐久性严重下降。超疏水表面具有良好的拒水性并且可应用于混凝土,涂层或整体超疏水混凝土在过去十年中受到了相当大的关注,在防腐防冰领域也具有较好的应用价值。在此背景上,本文首先简要总结了混凝土具体情况下的基本润湿性模型。其次,回顾了已有的构建超疏水混凝土的先进策略,主要分为表面疏水改性和整体疏水改性,并总结了两种不同策略的优缺点。当混凝土处于寒冷和海洋环境等极端环境时,超疏水改性是否提升混凝土防腐防冰性能显得尤为重要,因此讨论了超疏水改性对混凝土防腐防冰性能性能的影响。此外,对超疏水改性技术用于混凝土防腐、防冰的理论基础进行了简述。最后,指出了超疏水混凝土目前制造和应用中的挑战以及解决这些问题的潜在解决方案。

软磁复合材料在诸多领域有着重要的应用,随着技术的发展,对软磁复合材料的性能要求也在不断提高中。为了满足在高频率和高功率工况下的应用需求,需要开发低损耗、高磁导率的软磁复合材料。SiO₂作为绝缘包覆介质具有高电阻率和高热稳定性,能够通过多种方法包覆在磁粉颗粒上,因此在新型软磁复合材料开发领域得到广泛的应用。总结了溶胶凝胶法、化学液相沉积法、反相微乳法、化学气相沉积法、双层包覆法和改性树脂包覆法在铁基软磁复合材料的SiO₂绝缘包覆上的应用,归纳了上述各绝缘包覆方法的特点,并按其特点进行了分类,指出了当前SiO₂绝缘包覆面临的一些问题,并对未来绝缘包覆方法的发展进行了展望。

传统有机材料在固态或者高浓度聚集态下的会引起的荧光淬灭,限制了有机光功能材料的发展。近年来,具有聚集诱导发光性质的材料不断涌现,因其可降解、生物相容性好、分子结构可调而具有光明的应用前景。在这篇综述中,根据不同的刺激响应,选择了具有代表性的例子,重点总结了光致发光材料、力致发光材料和电致发光材料的成果。简单介绍了基本的发光机制,以更好地理解刺激响应的过程,并为设计理想的刺激响应材料提供指导。

电子设备工作时会产生电磁波,当其强度超过一定范围时,就会造成电磁污染,对人们的健康和一些精密仪器造成一定的危害。为了消除电磁污染,吸波材料的研究就愈发重要。近些年,二维纳米材料家族中的MXene材料由于具有出色的分层结构、丰富的官能团和优良的导电性能,在微波吸收方面表现了巨大潜力。因此从MXene的制备和微波吸收机制入手,着重介绍了3D MXene复合材料的构建方法与它在微波吸收方向的最新进展,对未来MXene复合材料在微波吸收领域的发展趋势作出展望。

纳米纤维因其高比表面积、生物可降解等特性被广泛用作水处理材料。小球藻经生物炼制后的藻渣富含纤维素而不含木质素,通过相对简单的纯化就可以获得高品质的纤维素。研究通过均质法从小球藻油脂提取残留物中制备了纤维素纳米纤维(CNF),其平均直径为(4.1±2.3)nm,平均长度为(375±35.3)nm.此后,利用制备的CNFS进行亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)的吸附研究,发现CNF对MB的吸附符合伪一级动力学模型,对CR的吸附符合伪二级动力学模型;通过对不同浓度MB、CR吸附等温线分析表明CNF对MB、CR吸附符合Langmuir等温线,最大吸附能力分别达到161.25和181.36 mg/g。两种染料的初始pH值对CNF吸附具有显著影响,MB初始pH=8时CNF具有最大吸附能力;CR在pH值5~10范围内,pH越低CNF吸附能力越强。

以多元醇法制备出的银纳米线作为导电填料,木棉纤维素微纤维作为载体,通过真空抽滤制成导电复合纸,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、四探针测试仪、矢量网络分析仪对复合纸进行表征,探究了银纳米线含量对其电导率与电磁屏蔽效能的影响。结果显示,银纳米线作为一种一维的银单质纳米材料能够均匀地分布在复合纸中,并且形成优异的导电网络。当纯纤维素纸中加入2.5%(质量分数)的银纳米线,纸的电阻由470.57 MΩ·cm骤降至1.26 mΩ·cm。当银纳米线的浓度从2.5%提升至10%后,纸的电导率从793.65 S/cm提升至3039.51 S/cm,电磁屏蔽效能也从38.1 dB提升至61.5 dB。

二氧化锰(MnO₂)具有储量丰富、成本低廉等优点,被广泛应用于水系锌锰电池中。液流电池可以实现能量组件与功率组件的解耦,在长时规模储能领域受到研究者们的广泛关注。研究以MnO₂为活性物质设计了半固态电极,实现了高体积比容量的液流电池。首先以黄原胶为悬浮介质、科琴黑为导电剂制备了半固态电极,并通过表征电极的电化学性能与流变性能来确定MnO₂半固态电极的最佳配比。科琴黑导电渗透的临界浓度为9 g/L,以此浓度制备的半固态电极具有良好的倍率性能和循环稳定性,MnO₂添加浓度为300 g/L时,半固态电极体积比容量达到32.5 Ah/L。半固态电极表现出非牛顿流变性,屈服应力约为2 Pa,保证悬浮液具有机械稳定性的同时降低了泵送的机械能损失。应用了半固态电极的锌锰液流电池体积比容量可达22.3 Ah/L,具有良好的发展前景。

密网支架是治疗巨大动脉瘤时的首选治疗方法,但由于其网孔较为密集、植入后血流流体力学条件异常,导致血栓栓塞风险增加。表面接枝磷酰胆碱(PC)可以提高植入支架抗凝性能,但传统生物分子偶联方法制备过程复杂。首先在碱性条件下将聚烯丙胺(PAa)通过席夫碱反应和迈克尔加成方式接枝在多巴胺(PDA)涂层表面,构建出富氨基涂层(PDA/PAa),然后利用迈克尔加成反应将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)共价固定于富氨基涂层表面。通过X射线光电子能谱测试(XPS)证明成功制备了PDA/PAa/MPC涂层。血小板粘附实验以及全血实验证明PDA/PAa/MPC涂层具有良好的抗凝血性能。细胞实验证明PDA/PAa/MPC涂层具有良好的细胞相容性,并且可以抑制平滑肌细胞(A7r5)的粘附和增殖。

采用预制泡沫混合法制备了不同氧化石墨烯(GO)掺杂量(0,0.02%,0.04%和0.06%(质量分数))的泡沫混凝土,通过XRD、SEM、力学性能分析、TGA和导热性能分析等,研究了GO的掺杂量对泡沫混凝土性能的影响。结果表明,适量GO的掺杂加速了水化反应的进行,改善了混凝土中孔的圆整度和封闭性,但并未生成新的水化产物。当GO掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土的气孔分布最为均一,直径分布区间为500~700 μm。适量GO的掺杂提高了泡沫混凝土的力学性能、热稳定性和保温性能。随着GO掺杂量的增加,泡沫混凝土的抗压强度先增大后降低,质量损失先减小后增大,导热系数先降低后升高。当GO掺杂量为0.04%(质量分数)时,泡沫混凝土抗压强度达到最大为2.98 MPa,在500和1 000 ℃的质量损失最小,分别为15.8%和20.8%,导热系数最低为0.105 W/(m·K)。综合分析可知,GO的最佳掺杂量为0.04%(质量分数)。

糖醇类普遍具有较高的熔化焓值,比起常用无机和其他有机材料综合性能凸显而被作为中温相变候选材料备受关注。但是目前糖醇类作为相变材料在工程实际应用却很少,其主要原因除了过冷度大,导热性能低以外,糖醇类熔化焓的热稳定性是决定其应用的关键基础因素,而之前多数研究对此关注度不够。因此,重点围绕对糖醇类熔化焓热稳定性的相关研究,阐述了糖醇类熔化焓在储热过程中衰减的原因,相关机理分析,提升熔化焓热稳定性的方法,熔化焓动力学预测模型对熔点调控延长糖醇类相变材料预期使用寿命的相关研究进展,为重新评估糖醇类作为相变材料的适用性提供了思路和方法,也为糖醇类实现工业应用提供了研究方向。