2019年, 第50卷, 第2期　刊出日期：2019-02-28

  

• 全选
  |

热点·关注(2018年度重庆市出版专项资金资助项目)
• Select
  氧化锌压敏陶瓷脉冲放电特性研究进展

  解光勇, 尹帅帅, 武孟媛, 张扬, 徐含馨

  功能材料. 2019, 50(2): 2001-2005. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  氧化锌(ZnO)压敏陶瓷材料具有非线性指数值高、响应时间短、漏电流小、通流能力强和性价比高等优点,因而被广泛应用于各种电路的过压保护。ZnO压敏电阻快脉冲放电特性的研究对材料的制备及其应用具有重要的意义。分析了ZnO压敏陶瓷材料的微观结构形貌及物理模型;比较了基于电磁脉冲发生器、空气隙开关和脉冲整形装置技术的ZnO压敏陶瓷放电特性研究方法;讨论了8/20 μs电磁脉冲和陡波脉冲激励下材料的击穿放电特性;提出了研究纳秒量级及更快电脉冲激励下的ZnO压敏陶瓷导电特性的问题。
• Select
  锌硼共掺对铌酸钾钠基压电陶瓷结构和性能影响的研究

  李海涛, 王广欣, 彭坤, 韩雪洋, 李岩岩, 顾永军

  功能材料. 2019, 50(2): 2006-2011. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  采用传统固相制备工艺,在烧结温度960～980 ℃成功制备了致密度较高、综合电学性能优异的Li_0.06(Na_0.535K_0.48)_0.94Nb_0.94Sb_0.06O₃+x%(质量分数)ZnO+B₂O₃(LNKNS-xZB₂)无铅压电陶瓷。研究了ZnO+B₂O₃掺杂量对LNKNS-xZB₂陶烧结性能、相结构、微观结构及电学性能的影响。结果发现,ZnO+B₂O₃的掺杂不仅改善了LNKNS-xZB₂陶瓷的烧结性能,而且改变了陶瓷的相结构,在掺杂量x=1.2～1.6范围内形成四方-正交两相共存的多晶型相界(PPB)。在准同型相界处(x=1.6),陶瓷具有优异的电学性能:压电常数d₃₃、机电耦合系数k_p、介电常数ε_r、机械品质因数Q_m、剩余极化强度P_r和相对密度ρ_r分别为285 pC/N,35.4%,954,205,29.5 μC/cm²和96.3%。为铌酸钾钠基压电陶瓷的低温致密化烧结提供了新的思路。
• Select
  不同沉积速率下微晶硅薄膜的生长行为研究

  鲁媛媛, 李贺军, 丁旭

  功能材料. 2019, 50(2): 2012-2016. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  鉴于微晶硅薄膜在沉积过程中先经历一个非晶过渡层才开始晶化的生长特点,试图通过降低薄膜的沉积速率来延长沉积原子在薄膜生长表面的扩散时间,以达到促进晶粒生长的目的。研究结果表明,反应气体气流量的减小可以有效降低薄膜的沉积速率;随着沉积速率的降低,薄膜的表面粗糙度明显减小,且其平均晶粒尺寸有所增大,通过HRTEM甚至能观察到尺寸在10 nm以上的晶粒,说明沉积速率的降低对沉积粒子在薄膜生长表面的扩散过程有较大影响;另外,薄膜的少子寿命随着沉积速率的降低逐渐增大,这与薄膜结晶程度和平均晶粒尺寸的变化趋势一致,可见微观结构对电学性能起着决定作用。
• Select
  具有荧光、磁性的纳米抗菌性复合材料的制备及回收利用

  肖凌寒, 冯恒宇, 高娅培, 崔庆实

  功能材料. 2019, 50(2): 2017-2022. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  采用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)作为模板成功制备了新型具有磁性-抗菌性-荧光性的多功能复合微球。合成的PGMA、氨基化的PGMA(NH₂-PGMA)、磁性PGMA(M-PGMA)都呈表面光滑的球形,并且具有良好的单分散性。M-PGMA具有超顺磁性,使微球在外加磁场的作用下可以从溶液中快速分离出来。引入聚六亚甲基胍酸盐(PHGH)复合微球具有显著的抗菌效果。荧光物质碲化镉(CdTe)通过静电吸附作用吸附在球体表面使微球具有了荧光性能,这就使得复合微球具有靶向定位、生物检测等功能。将磁性,抗菌和荧光结合到一个单一的复合微球中,开辟了对多功能材料进行广泛研究的可能性,并拓宽了潜在的应用范围。
• Select
  强电场作用下BiCl₃/PVDF膜的制备与其压电性能研究

  陈冲, 柏自奎, 徐卫林

  功能材料. 2019, 50(2): 2023-2028. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为了得到压电转换效率高的PVDF压电膜,提高PVDF薄膜中的β晶含量以及控制薄膜的微结构是关键。以BiCl₃/PVDF混合溶液在强电场中流延成膜。通过FT-IR,XRD与SEM表征了复合膜的晶相组成与微结构特征,将复合膜组装成压电器件并测试了其压电响应。结果表明,BiCl₃与强电场分别对复合膜的晶相组成与排列有较大的影响,BiCl₃掺杂量达到2%(质量分数)时,结晶度最大达到76.5%,β晶的含量最高达到89.5%。强电场促进了复合膜中β晶的形成与取向排布,进一步提高了复合膜的压电响应,相比于无电场下制得的复合膜,电场强度为750 kV/m下制得的复合膜的输出电压提升了3倍,电压正峰值达到60.8 V,其瞬时输出功率面密度达到120.1 μW/cm²,正常工作的最高冲击频率为250 Hz。
综述·进展
• Select
  金属有机骨架在水环境治理领域的应用

  谢婷婷, 杨明莉

  功能材料. 2019, 50(2): 2029-2037. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  金属有机骨架(MOFs)由金属节点与有机配体通过配位键连接而成的多孔网络框架材料,其具有高比表面积和孔隙率以及丰富可调的孔结构,使其成为广泛关注的研究热点之一。对近几年来MOFs在水环境治理领域,特别是对重金属离子和有机污染物治理领域的研究进展进行了综述;讨论了MOFs通过构件分子和孔结构的修饰与调控对水中污染物的吸附机理;指出作为吸附剂MOFs最大的优越性在于,可根据目标污染物分子、离子的特点,在MOFs中引入不饱和金属位点和各种官能团和对骨架结构、孔隙大小和孔表面物理化学特性进行调控,以达到增大吸附选择性、增加吸附容量、提高吸附速率的目的,在吸附法去除重金属离子和有机污染物治理领域的有很大的潜力。同时,在合成MOFs时采用环境友好的构建分子,避免二次污染,并逐步降低成本。
• Select
  电活性有机材料在钠离子电池中的研究进展

  肖遥, 邓雯雯, 李长明

  功能材料. 2019, 50(2): 2038-2044. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  由于钠资源储量丰富、成本低廉,钠离子电池近年来受到了国内外研究人员的广泛关注。但由于钠离子重量及其半径大于锂离子,这必然引起对电极材料不同的要求,从而限制了钠离子电池产生如锂离子电池一样的电化学性能。研究发展优异的电极材料应用于钠离子电池成为了关键。相对于目前报道的许多无机电极材料而言,有机电极材料具有储量丰富、结构多样、环境友好等特点,同时具有很高的理论能量密度,极具研究价值。综述了3类典型有机电极材料在钠离子电池中的应用,并对有机电极材料未来的发展进行了展望,将为钠离子电池电活性有机材料的研究提供十分有用的资料。
• Select
  纳米Black TiO₂的研究进展

  申开远, 吕天平, 张洞铭, 张瑾, 张艮林, 柳清菊

  功能材料. 2019, 50(2): 2045-2050. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  利用太阳能从水中产生氢和去除环境中有机污染物的半导体光催化技术被认为是极具发展潜力的技术之一,其中TiO₂纳米材料被视为主要的光催化剂受到了重点研究,但高的光生载流子复合率和较宽的带隙导致其实际应用受到严重制约,通过制备在表面产生Ti³⁺和氧空位缺陷的Black TiO₂有望解决这一问题。综述了Black TiO₂光催化材料的研究进展,并对其应用和发展前景进行了展望。
• Select
  外在手征超材料电磁特性的研究进展

  冯嘉莹, 宋健, 董建峰

  功能材料. 2019, 50(2): 2051-2059. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  外在手征超材料作为一种结构简单,易于制造,并可以通过调整入射波的角度来动态调控电磁特性的新型超材料越来越受到人们的关注。简要介绍了外在手征超材料的背景和概念,并着重阐述了其在微波段、太赫兹波段以及光频段的数值模拟与实验研究进展。这种结构在各类光电子学器件、生物医学等领域有着现实的应用价值。
• Select
  正极材料LiFePO₄倍率性能提升方法研究进展

  张磊, 朱继平, 吴玉程

  功能材料. 2019, 50(2): 2060-2069. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO₄)因其容量大、循环寿命长、成本低和安全等优点,被认为是一种很有前途的高能量密度正极材料。然而,磷酸铁锂的自身晶体结构导致该材料存在电子电导率差、离子扩散系数小和振实密度低等问题,制约了其在锂离子动力电池中的应用。综述了近些年来国内外提高LiFePO₄正极材料倍率性能的方法,其中包括碳包覆和元素掺杂,同时对上述方法的优缺点进行了讨论。
• Select
  相变材料的研究进展

  王鑫, 方建华, 刘坪, 林旺, 冯彦寒, 江泽琦, 范兴钰

  功能材料. 2019, 50(2): 2070-2075. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001G9731.2019.02.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  综述了相变材料的种类,并主要从相变机理、自身缺陷、改进方案等方面对无机、有机两大类相变材料进行了总结。概括了4种制备复合相变材料的工艺路线,简单介绍了相变材料在建筑节能、工业余热回收、调温纤维等领域的应用,最后对相变材料今后的研究方向进行了展望。
• Select
  液体定向输运电纺纤维材料的研究及进展

  皮浩弘, 张秀芹, 王锐, 吴晶

  功能材料. 2019, 50(2): 2076-2085. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  静电纺丝法是一种高效、便捷制备微/纳米纤维的方法。制备过程中,通过调控微/纳米纤维化学组成及微观结构,能够实现纤维表面及纤维膜厚度方向浸润性差异或梯度的构筑,进而利用浸润性差异或梯度驱动液体的定向输运。综述了近年来电纺纤维及纤维膜材料在液体定向输运中的研究成果及液体定向输运机理,并对液体单向输运微/纳米纤维材料未来的应用及发展进行了展望。
研究·开发
• Select
  降低固-液界面粘附作用的微观结构调整方向研究

  祝青, 蒋全萍, 王德海, 罗观, 李尚斌

  功能材料. 2019, 50(2): 2086-2093. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  固-液界面粘附作用是影响液相在固体表面动态性能的关键因素,降低固-液界面粘附力是疏液表面迈向实际应用的关键突破点。为探讨固相表面微观结构对固-液界面粘附作用的影响,采用高粘低表面张力液相端羟基聚丁二烯(HTPB)为主要指示液相,通过反应溶液和条件控制来调控固相表面的微观结构和形貌,制备疏液表面,并利用接触角仪、高精度天平和高速摄像等手段研究HTPB在疏液表面的静态接触角和动态粘附-脱附过程行为,揭示降低固-液界面粘附作用的微观结构调整方向。结果表明,固相微观结构在一定程度的变化对静态接触角影响较小,但对HTPB在脱附过程中液滴的形变产生较大影响,同时对比研究了低粘高表面张力液相水和甘油在疏液表面的动态粘附-脱附行为和粘附力值,通过力学物理模型简化,表明固-液界面的粘附力除了与液滴形状的变形量和本质特性紧密关联,还取决于固相表面微观结构。通过固相表面微观结构对界面粘附力的影响特性,认为构筑的微观结构更均匀致密,三维(X\Y\Z)方向上尺寸均实现纳米、亚微米到微米的连续性跨越时,可使固-液界面粘附力显著下降。
• Select
  生物质基碳材料的制备及其在电芬顿降解体系中的应用

  韩佳佳, 王淼, 田苗, 吴呈珂, 高书燕

  功能材料. 2019, 50(2): 2094-2100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  偶氮类染料因其色度高、毒性大的特点,借助传统处理方法很难对其进行有效降解。高级氧化技术中的阴极电芬顿法利用H₂O₂和Fe²⁺生成氧化能力较强的羟基自由基(·OH),从而实现水体中偶氮染料的高效降解。该研究选取生活中常见且蛋白质含量较高的韭苔为前驱体,以KHCO₃为活化剂,高温热解制备生物质基碳电极材料(CS-R),并成功应用于电芬顿法降解甲基红(MR)体系。经过对所制备得到的系列样品进行优化筛选,CS-3表现出良好的氧还原性能,其作为阴极电催化剂对MR染料的降解效率在60 min时达到了99%。研究结果表明,高的比表面积、氮含量、石墨化程度和超亲水性对于生物质基碳材料的电芬顿降解性能至关重要,这为电芬顿体系阴极材料的选择、制备提供了技术指导。
• Select
  基于氧化石墨烯与豆渣的复合碳材料制备及性能表征

  阙龙坤, 张龙, 张勇, 裴重华, 聂福德

  功能材料. 2019, 50(2): 2101-2106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以氧化石墨烯(graphene oxide,GO)和豆渣为原料,通过溶剂热反应获得了石墨烯基三维网状复合碳材料,并进一步通过高温焙烧获得导电性良好的复合碳材料。通过场发射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、元素分析仪、电化学分析仪对复合碳材料的形貌、物相、分子结构、元素组成和电化学性能进行了表征。结果表明,在GO中引入豆渣不仅可以在溶剂热和碳化过程中阻止石墨烯片层的重叠,还可以引入氮元素,该复合碳材料与纯GO或纯豆渣制备得到的碳材料相比表现出了更加优异的电化学性能。其中当GO与豆渣质量比为1∶2时,所得到的复合碳材料在1 A/g的电流密度下比电容为201.9 F/g,远高于纯石墨烯或纯豆渣所制备得到的碳材料比电容(分别为93和78 F/g)。
• Select
  原位阳极氧化制备钼掺杂TiO₂纳米管阵列及紫外-可见光催化抗菌活性

  柯贤兰, 刘坤鹏, 路玉先, 艾礼录, 吴文帝, 冯波, 鲁雄, 周杰

  功能材料. 2019, 50(2): 2107-2114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  在电解液体系中直接添加Na₂MoO₄作为Mo元素掺杂源,发展了一种原位阳极氧化技术并在金属Ti表面一步反应制备得到了高度有序Mo掺杂TiO₂纳米管阵列(Mo-TNTs)。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(FL)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对其表面形貌、晶体结构、光学性能、元素价态及分布进行了分析。结果表明,制备得到的Mo-TNTs形貌规整、结晶度好、掺杂元素在管层中分布均匀,适量Mo掺杂有效的降低了光生电子空穴的复合并将光谱响应范围从紫外光扩展到可见光区。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为目标细菌,考察Mo-TNTs在紫外光和可见光条件下的抗菌性能。结果表明,Mo-TNTs样品在紫外光特别是在可将光下,抗菌性能都有显著提升。Mo原子含量为0.82%(原子分数)的掺杂样品具有最高的光催化抗菌活性,在紫外和可见光条件下对两种细菌的抗菌率分别达95%,89%和84%,75%。
• Select
  光响应性偶氮苯-富勒烯纳米复合材料的水相合成及性能研究

  王婷, 黄金, 陈志锋, 罗文, 江艳, 全小倩

  功能材料. 2019, 50(2): 2115-2119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  首次提出以水相作为反应体系合成偶氮苯-富勒烯纳米复合材料(AZO-C₆₀)。先采用重氮偶合法制备出4-氨基-2,6-二甲基-4’-羧基偶氮苯(AZO),然后利用自由基加成法在水溶液中与十二烷基硫酸钠(SDS)修饰的C₆₀反应合成AZO-C₆₀。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)等测试方法表征了AZO-C₆₀的化学结构和微观形貌,利用热重分析仪(TGA)分析了AZO和AZO-C₆₀的热稳定性,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)研究了AZO和AZO-C₆₀的光谱性能。研究结果表明,相比于未功能化的C₆₀,AZO-C₆₀纳米复合材料展现出了特殊的光响应性,良好的热稳定性和优异的循环稳定性。
• Select
  多壁碳纳米管对微孔硅橡胶泡沫泡孔形貌及介电性能的影响

  贾亚兰, 向斌, 罗芳, 刘涛, 罗世凯

  功能材料. 2019, 50(2): 2120-2128. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.018

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  通过超临界二氧化碳(scCO₂)发泡法制备了微孔多壁碳纳米管(MWCNT)/硅橡胶泡沫。探讨了多壁碳纳米管对微孔泡沫的流变性能、泡孔结构、热稳定性以及介电性能的影响。结果表明,多壁碳纳米管的引入有利于提高微孔泡沫的泡孔形貌。此外,当MWCNT含量从0增加到6.0%(质量分数)时,MWCNT/硅橡胶泡沫的初始分解温度从441～467 ℃。介电结果显示,这种泡沫材料的渗流阈值约为2.0%(质量分数),相应的介电常数和介电损耗分别为8.44,0.02(100 Hz)。
• Select
  化合物Sr_1.98Nd_0.02FeMoO₆和Sr_1.96Nd_0.04FeMoO₆的制备及磁学表征

  胡艳春, 赵翔宇, 王显威, 郭腾宇, 王圣洁

  功能材料. 2019, 50(2): 2129-2132. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.019

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  采用溶胶-凝胶法制备了双钙钛矿氧化物Sr_1.98Nd_0.02FeMoO₆和Sr_1.96Nd_0.04FeMoO₆样品。X射线粉末衍射结果表明样品均为纯相,室温下空间群为I4/m,样品有序度随掺杂量的增加而降低。采用多功能振动样品磁强计表征了样品的磁滞曲线和磁热曲线,结果表明样品均具有铁磁性质。H/M-M²曲线表明两个样品均为二级磁相变。Nd掺杂导致样品的居里温度与磁矩降低。不同外磁场下的M-T曲线测量结果表明随着外部磁场的增加样品最大磁矩冻结,阻塞温度降低。
• Select
  粉煤灰基沸石的制备及对橙黄G吸附性能研究

  王凯, 孙菱翎, 邱广明, 陈伟伟, 蔡金利

  功能材料. 2019, 50(2): 2133-2138.

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以粉煤灰为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征,合成的沸石结晶性好,具有多孔结构。以橙黄G为吸附模型染料,考察了pH值、吸附剂用量、初始浓度、温度和吸附时间等因素对橙黄G的吸附量的影响,探讨了橙黄G染料在粉煤灰基沸石上的吸附行为。结果表明,粉煤灰基沸石对橙黄G具有较好的吸附能力;pH值=4时,吸附量最大;粉煤灰基沸石对橙黄G的吸附符合准二级动力学模型,在60 min内基本达到吸附平衡;25 ℃下,最大吸附量高达45.6 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能较好地拟合粉煤灰基沸石对溶液中橙黄G的吸附,说明该吸附过程是单分子层吸附。
• Select
  超疏水铜网的制备及其在油水分离中的应用

  唐娜, 王洋, 项军, 董思成

  功能材料. 2019, 50(2): 2139-2144. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.21

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  将铜网浸渍于一定浓度的氯化铜和硫代硫酸钠的混合液中反应一定时间,从而在铜网表面构筑了微米级颗粒粗糙表面,并用一定浓度的正十二硫醇对其进行疏水修饰,制备出了具有超疏水特性的铜网。并探讨了浸渍温度、浸渍时间、浸渍液配比、修饰浓度、修饰时间对铜网疏水性的影响。在浸渍温度50 ℃,浸渍时间4 h,浸渍液配比1∶1,修饰浓度10 mmol/L,修饰时间10 min的条件下得到了疏水性最好的铜网。用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、接触角测量仪对所制备的铜网表面形貌、化学组成、疏水性能进行了表征,并用4种油水混合物探究了所制备铜网的分离效果。结果表明,所制备的铜网具有超疏水性,接触角可达154°,并且成功应用于不同油水混合物的分离,分离效率均在96%以上。
• Select
  CrNi3MoVA钢表面过滤阴极真空电弧沉积DLC膜的性能

  郭策安, 孔凡亮, 任青松, 樊永军, 陈梨, 刘高

  功能材料. 2019, 50(2): 2145-2149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.022

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  为提高特种机械零件的耐磨性和耐腐蚀性,采用过滤阴极真空电弧技术在其表面沉积了一层厚度约为2 μm的类金刚石碳(DLC)膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站分别测试了CrNi3MoVA钢与施加DLC膜的CrNi3MoVA钢(以下简称DLC膜)的微观结构、纳米力学性能、摩擦磨损性能及耐腐蚀性。结果表明DLC膜的硬度较裸钢提高了65%,弹性模量降低了约32%;裸钢稳定的摩擦系数为0.65～0.75,而DLC膜稳定的摩擦系数仅为0.10～0.11;裸钢的磨损机制主要为磨粒磨损和塑性流动,而DLC膜的磨损机制主要为剥层磨损;DLC膜的腐蚀电流密度较裸钢的腐蚀电流密度低了两个数量级,自腐蚀电位正移了逾0.3 V,电化学反应阻抗高了3个数量级。DLC膜能够极大地提高裸钢的耐磨性和耐腐蚀性。
• Select
  PVA对氧化石墨烯/聚苯胺微观形貌及电化学性能的影响

  侯朝霞, 史鹏

  功能材料. 2019, 50(2): 2150-2155. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.023

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  采用原位聚合法制备了不同聚乙烯醇(PVA)表面活性剂添加量的聚苯胺(PANI)以及氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI)复合材料。借助扫描电镜、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱分析等表征手段对材料的物相组成、微观结构和形貌进行了分析。将材料压制电极并组装成扣式电池,利用循环伏安曲线和电化学阻抗谱对材料进行电化学性能检测。探讨了表面活性剂PVA的添加量对PANI以及GO/PANI的微观结构、形貌、电导率及电化学性能的影响。结果表明,当PVA与苯胺(AN)的摩尔比为0.000075时,PVA的引入明显降低了PANI及GO/PANI复合材料的团聚,PVA₇₅/PANI的电导率比纯PANI的电导率提高了2倍,GO/PVA₇₅/PANI复合材料的电导率比未加PVA的GO/PANI复合材料提高了5倍。当PVA与AN的摩尔比为0.000075时,PVA₇₅/PANI和GO/PVA₇₅/PANI复合材料的比电容分别达到986和1 223 F/g。
• Select
  一步法制备氧化石墨烯/聚苯胺/Au复合材料及电化学性能

  万晓娜, 张龙, 刘富强, 李慧, 杜雪岩

  功能材料. 2019, 50(2): 2156-2160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.024

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为基底,以氯金酸为氧化剂和金源,原位聚合苯胺单体,一步制得氧化石墨烯/聚苯胺/金(GO/PANI/Au)三元复合材料。形貌和成分分析结果表明,氯金酸成功地将苯胺氧化成聚苯胺,并被还原生成金纳米颗粒。电化学性能测试结果表明,随着氧化剂用量的增加,三元复合材料的比电容呈现先增大后减小的趋势,当氧化剂加入量为0.03 mmol时,所制备的三元复合材料比电容最大,在1 A/g电流密度、1 mol/L H₂SO₄电解液中比容量达327 F/g,在15 A/g电流密度下容量保持率也高达81%。
• Select
  水热反应时间对三维石墨烯血液相容性的影响

  孙艳秋, 龚焕焕, 赵梦鲤, 李德军, 亢原彬

  功能材料. 2019, 50(2): 2161-2166. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.025

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以石墨烯为原料,采用乙二胺水热还原的方法制备三维石墨烯,在实验中通过控制水热反应时间来调控所得到的三维石墨烯的孔径大小,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对三维石墨烯的表面形貌、结构和成分进行了表征,利用蛋白电泳、血小板粘附实验、溶血实验对制备样品表面的蛋白吸附率、血小板粘附等情况进行了对比。随着水热反应时间的延长,三维石墨烯的孔径由340 μm逐渐减小为230 μm,且N元素被引入到材料中,形成了新的化学键。将水热反应时间由6 h延长至24 h,使得制备出的三维石墨烯样品表面对牛血清白蛋白(BSA)的吸附量由2.6%上升至16.8%,溶血率由2.2%降至0.3%;同时,抗血小板粘附的能力也在不断增强。水热反应时间的延长可以减小三维石墨烯材料的表面孔径、增加其比表面积,提高材料表面对BSA的吸附能力和抗血小板粘附的能力,同时不断降低材料溶血率。水热反应时间的延长有利于提高石墨烯材料的血液相容性。
• Select
  电弧法分散碳纳米管中不同金属电极的实验性研究

  何燕, 敬成伟, 侯朝兵, 罗亮

  功能材料. 2019, 50(2): 2167-2172. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.026

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  基于电弧法分散碳纳米管技术的提出,为碳纳米管的分散开辟了气相分散的崭新路径。在提出的电弧法分散碳纳米管的理论基础之上,针对电弧法分散碳纳米管技术中不同金属电极对碳纳米管分散的影响、以及电弧放电对不同金属电极腐蚀的影响进行了实验研究,表征分析了不同金属电极分散的碳纳米管的微观形貌以及电弧对不同金属电极表面造成的影响,并通过对比分析选取出适合电弧法分散碳纳米管的金属电极。该研究为电弧法分散碳纳米管技术的深入研究打下了基础,并为金属表面的放电性腐蚀研究提供了依据。
工艺·技术
• Select
  磷石膏制备相变储能材料基体工艺研究

  张占彦, 王保明, 芦雷鸣, 化全县, 刘咏, 刘丽, 汤建伟

  功能材料. 2019, 50(2): 2173-2178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.027

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以磷石膏为主要原料,碳酸氢铵作为成孔剂,十二烷基磺酸钠为渗透剂,羧甲基纤维素钠为粘结剂,采用圆盘造粒法制备多孔基体材料。考察成孔剂、渗透剂、粘结剂的用量对基体材料孔隙率和强度的影响。采用XRD、SEM对多孔材料进行了微观测试。响应面实验结果表明,当成孔剂/渗透剂/粘结剂比例为6∶2.47∶0.77,制得的基体材料孔隙率38.97%,强度11.95 N。
• Select
  改性CA-CP抑菌薄膜的制备与性能表征

  司婉芳, 杨福馨, 王金鑫

  功能材料. 2019, 50(2): 2179-2183. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.028

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以低密度聚乙烯(LDPE)为基材,丙酸钙(CP)和改性抑菌树脂(CA)为添加剂,通过共混、挤出-吹塑工艺制备改性CA-CP抑菌薄膜。研究了CP浓度为0,0.8%,1.8%,2.8%和3.8%对改性抑菌薄膜抑菌性能,力学、光学性能,透气、透湿性能,微观形态及红外图谱的影响。结果表明,CP的添加,提高了改性CA-CP抑菌薄膜的雾度、阻隔性及抑菌性,降低了薄膜的透光率。当CP含量≥2.8%,改性CA抑菌树脂含量为0.2%时,薄膜的阻隔性能和抑菌性能较好,可以作为一种活性包装材料,应用到食品的抑菌保鲜中,延长食品货架期。
• Select
  碱性催化剂对SiO₂气凝胶性能的影响研究

  翟界秀, 杨大令, 韩俊南

  功能材料. 2019, 50(2): 2184-2188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.029

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以工业水玻璃为硅源,采用LiOH、NaOH、KOH、NH₃·H₂O为催化剂,通过溶胶-凝胶法常压环境干燥疏水改性制备SiO₂气凝胶。利用FT-IR 、TG-DTA、SEM以及BET对气凝胶的化学结构、热稳定性、微观形貌及比表面积和孔结构进行了表征测试。结果表明,碱性催化剂促使SiO₂溶胶-凝胶转化时间急剧缩短,由5 840 min缩短到30 min左右;同时热稳定性明显提高,热分解温度由375 ℃上升到400 ℃以上。碱性金属离子催化作用下SiO₂气凝胶在1.7和32 nm处呈现双孔结构,孔容保持在2.5～3.5 cm³/g,说明在弱酸性环境下碱金属离子使的SiO₂气凝胶在保持三维网状结构的同时加大了SiO₂纳米粒子之间的接触面积。
• Select
  丙酸钙改性聚乙烯抑菌薄膜制备与性能研究

  王金鑫, 杨福馨, 司婉芳

  功能材料. 2019, 50(2): 2189-2193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.030

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以线性低密度聚乙烯(LLDPE)为基材,首先利用丙酸钙等通过双螺杆挤出装置进行共混改性,制得改性聚乙烯粒子,然后将改性聚乙烯粒子与聚乙烯树脂混合进行挤出流延,制得丙酸钙改性聚乙烯抑菌薄膜;对制得的薄膜进行光学性能、力学性能、水蒸气透过率、透气性、微观结构以及抑菌性能的测试分析。研究表明,薄膜中添加剂比例会影响到薄膜的性能,当丙酸钙的质量分数为2%、改性SD树脂的质量分数为2%时,获得的薄膜性能最佳。
• Select
  金属丝网上氧化铝催化剂载体层的水热合成制备工艺

  丁强, 张莉, 徐宏

  功能材料. 2019, 50(2): 2194-2200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.031

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  采用水热合成方法,成功地在FeCrAl金属丝网上制备出形貌可控且热稳定性良好的簇状氧化铝涂层。系统地研究了溶剂组分、沉淀剂浓度和溶液体系的pH值等制备工艺参数对涂层形貌的影响,获得了优化的制备工艺,并对涂层进行了热稳定性和结合力测试。结果表明,去离子水在溶剂中的体积比对涂层形貌的影响最大。当去离子水在溶剂中的体积比为0.2时,可以得到良好的簇状氧化铝结构,去离子水的体积比低于或高于0.2均会导致涂层发生严重的团聚。当溶液中沉淀剂浓度为2 mol/L时,生成的簇状氧化铝结构完整且在基体表面连续均匀分布。当第二阶段水热过程的溶液为强酸性或碱性时氧化铝短小且不能在基体表面均匀连续生长。采用优化工艺制备得到的簇状氧化铝涂层的热稳定性优良,在1 000 ℃以上才发生明显的烧结,此时涂层的比表面积仍能保持在75m²/g。800 ℃以下时,热震和超声振荡共同导致的涂层质量损失率＜10%。
• Select
  TMAH改性PVDF一步接枝PSSA质子交换膜的制备及性能

  彭继华, 黄强, 郭贵宝, 刘金彦, 安胜利

  功能材料. 2019, 50(2): 2201-2207. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.032

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  针对商业化Nafion系列全氟磺酸质子交换膜的甲醇渗透率高的问题,利用四甲基氢氧化铵(TMAH)液相改性聚偏氟乙烯(PVDF),以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,一步将苯乙烯磺酸(SSA)接枝到改性的PVDF上,制备了用于替代Nafion膜的聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)质子交换膜。研究了不同质量分数的TMAH甲醇溶液对PVDF-g-PSSA膜电导率和甲醇渗透率的影响。同时,利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和能谱扫描电镜(SEM-EDX)分析了膜的结构、形貌及硫元素分布情况。结果表明,TMAH使PVDF脱去部分HF产生碳碳双键且PSSA成功接枝到改性的PVDF骨架上,硫元素在膜内外分布均匀;PVDF-g-PSSA膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH在甲醇中质量分数的增多而增大,TMAH质量分数为20%的膜的质子电导率在20 ℃下达到0.0890 S/cm、常温下的甲醇渗透率为5.07×10^-7 cm²/s;热重分析(TGA)表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达190 ℃。该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)最大功率密度可达到17.085 mW/cm²,且工艺简单、成本低,有望在实际中应用。
• Select
  电阻率法研究引气剂对水泥浆体化学收缩及氯离子渗透性的影响

  郭大卫, 廖宜顺, 江国喜, 刘高鹏

  功能材料. 2019, 50(2): 2208-2213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.033

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  研究了引气剂对硅酸盐水泥浆体的电阻率、化学收缩、物理力学性能及氯离子渗透性的影响。结果表明,掺入引气剂使水泥浆体的流动度增大,凝结时间延长,早期水化速率加快,化学收缩增大。水泥浆体的电阻率在凝结前随着引气剂掺量的增加而增大,在硬化后则随着掺量的增加而减小。在28 d龄期时,0.04%掺量内的引气剂对硬化浆体的抗压强度影响较小,其强度损失率低于5%,氯离子迁移系数随掺量的增大而减小。随引气剂掺量的变化,水泥浆体的电阻率与化学收缩、抗压强度和氯离子迁移系数均存在很好的定量关系。通过水泥浆体的电阻率发展曲线可以预测其化学收缩、强度与氯离子渗透性的变化规律。
• Select
  耐高低温聚乙烯(PE)防滑包装材料的制备与研究

  郝喜海, 史堡匀, 成子阳, 张艳华

  功能材料. 2019, 50(2): 2214-2220. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-9731.2019.02.034

  摘要 ( ) PDF全文 ( ) 可视化 收藏

  以自制A型、B型和外购E型热熔胶为防滑涂层,喷涂于PE包装薄膜表面,经后期热处理分别制得新型PE防滑包装材料AE-S-PE、BE-S-PE与EE-S-PE。通过对材料室温(25 ℃)、高温(70 ℃)和低温(-20 ℃)条件下摩擦系数、力学性能和粘结强度进行表征,研究并对比了3种防滑包装材料在各温度条件下的防滑性能、粘结强度和力学强度,并确定性能最佳的防滑材料投入实际应用。结果表明,BE-S-PE防滑包装材料在相同定量和温度条件下的摩擦系数、力学性能和粘结强度均优于AE-S-PE和EE-S-PE材料,当定量为70 g/m²时其在室温、高温和低温条件下摩擦系数分别为1.356,2.097,0.866;粘结强度等级均为5B。因此BE-S-PE材料具有更好的耐高低温性,并最适合作为一种耐高低温防滑材料应用于运输包装领域。