以氧化锌(ZnO)、硒粉(Se)以及硼氢化钠(NaBH₄)为原料,采用浸渍覆膜法,在不同保温温度下(50,70和90 ℃),制备出具有核壳结构的ZnO/ZnSe纳米光催化材料。采用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(RAMAN)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、光催化性能测试等手段对其样品的结构、形貌以及光催化性能进行了表征。通过测试复合结构对一氧化氮(NO)的降解能力,评估其光催化效率。结果表明,样品的保温反应温度越高,附着在ZnO晶体表面的ZnSe颗粒越密集,纳米棒的核壳结构越明显,制备的ZnO/ZnSe样品在金卤素灯照射下降解氮氧化物的速率与降解效果也越明显。但考虑到制备过程的便捷、环保等因素,保温温度70 ℃为制备具有核壳结构的ZnO/ZnSe纳米光催化材料的最佳温度条件。

表面修饰是生物医学材料领域的核心技术之一，其根本目的就是要使生物材料表面具有更好的生物相容性。目前，人们已经开发出了多种生物材料表面修饰的方法。根据生物材料应用领域的不同以及面临问题的差异，其所采取的表面修饰方法也各有区别，或减少蛋白吸附和凝血，或控制细胞粘附、生长和分化，或改善材料的力学性能等。心血管生物材料领域的表面修饰技术主要针对提高材料的血液相容性和内皮细胞相容性等方面，进一步可以拓展到组织工程和再生医学方面。本文就心血管植入生物材料的研究现状，表面生物化修饰方法以及针对不同目的的表面改性技术进展进行了综述，以期能够为设计和开发新一代心血管植入医疗装置提供重要的参考。

热固性聚酰亚胺树脂是指分子主链结构中含有酰亚胺环的一类高分子材料,固化后不被溶解,也不被熔融,只能一次热成型。综述了热固性聚酰亚胺树脂的3类成型工艺方法:热模压成型、热压罐成型和冷压烧结成型,根据所用原料单体的不同,其成型温度、成型压力、成型时间均有所不同。这3类成型方法各有优缺点,但均属于外部热辐射成型工艺,可能会造成聚酰亚胺制品局部受热不均匀的现象,作者提出了一种通过电磁波工艺促进聚酰亚胺分子链运动摩擦实现内部均匀温升再成型的设想。

分别以LiPF6、LiBOB和LiPF6/LiBOB混合盐为电解质，研究了不同电解液对LiFePO4/石墨动力电池高温循环性能的影响。结果表明：LiBOB盐抑制了正极溶铁行为，并提高了正极高温循环充放电效率；由于LiBOB基电解液对正极的保护及在负极表面良好的成膜作用，使得LiFePO4/石墨高温循环性能得到明显改善，但是增大了电池阻抗。LiPF6/LiBOB混合盐可以发挥LiBOB盐的优点增加正极稳定性、在石墨表面形成致密的SEI膜并能够有效改善电池高温循环性能，同时避免了单纯使用LiBOB盐时阻抗较高的缺陷。使用LiPF6/LiBOB混合盐，利用LiPF6盐低阻抗特性及LiBOB盐对正、负电极的保护作用，可以有效提高电池电化学性能。

石墨烯因具有优良的电学、热学和机械性能，以及高透光率和超大比表面积等而备受人们关注。尤其是2004年稳定存在的石墨烯被成功的获得，更是掀起了石墨烯的研究高潮。获得低成本、大面积、高质量的石墨烯，并将其用于实际生产是研究人员奋斗的目标。本文主要对近几年一些改进的或新的石墨烯的制备方法以及其主要的潜在应用做了综述，从中可以看到石墨烯的巨大发展潜力。

材料腐蚀与防腐一直是材料研发与应用中不可缺少的部分,而环氧树脂由于优异的防腐能力、粘结力、机械强度使其在防腐方面应用非常广泛。但是随着涂料领域的快速发展,环氧树脂的一些缺点暴露出来:脆性大、耐温能力不足、存在孔隙等。针对这些缺点,总结了近年来国内外的研究人员对环氧树脂涂料进行的各类改性研究。首先,主要从改性材料的选取、研究方法的创新上综述了当前国内外主流的研究方向:针对存在孔隙,采取掺杂具有特定功能(如耐磨、耐温、耐酸碱等)的微纳米无机物;针对耐温性能差、脆性高等,对环氧树脂在分子层面上进行改进设计以提高相关的性能或使环氧树脂具备独特的功能;对于特殊适用场景,采用仿生设计使涂层具备疏水、杀菌等防污功效且对环境无污染。其次,还介绍了每种改进方法使涂层能达到的最佳防腐效果,并横向对比了各自的优缺点。最后探讨了环氧树脂防腐涂料的未来发展趋势,并分析了每种改性方案其在未来应用中的可行性。

金属氢化物氢压缩技术具有安全、无活动部件、可利用低品废热等优点,但该技术对储氢合金的吸放氢平台压力、平台斜度和滞后效应等性能有较高的要求。研究了合金元素对 BCC型V基合金氢压缩性能的影响,采用电弧熔炼法制备了V₇₅Ti₂₀M₅(M=V、Ti、Cr、Zr)氢压缩合金,利用体积吸附法测定合金的PCT曲线和动力学性能,计算PCT曲线的平台斜度、滞后效应、氢压缩比及氢反应速率,比较合金的氢压缩性能。结果表明:V₇₅Ti₂₀Cr₅合金的可逆储氢量为1.05 %(质量分数),相比于V₇₅Ti₂₅合金,其氢压缩速率显著提升;而V₇₅Ti₂₀Zr₅合金的可逆储氢量、氢压缩比和氢压缩速率均明显降低。

超疏水是自然界中动植物表面所具有的一种重要表面特性,具有高接触角和低滚动角,具备自清洁和调节表界面粘附与接触及摩擦等功能而具备巨大的应用潜力,并已在表面工程和精密工程领域引起了广泛的关注。总结了近些年来超疏水理论模型的发展和超疏水性的主要影响因素,首先从经典的能量理论方面,应用Young’s方程、Wenzel与Cassie-Baxter两大理论模型以及这两种模型之间的转换条件来阐述超疏水表面的形成机理,并讨论超疏水表面的接触角滞后理论和接触线理论;然后基于Wenzel与Cassie-Baxter两大理论模型概述了微结构表面几何拓扑形貌及其参数对表面超疏水特性的影响;并对超疏水表面的发展进行了展望。

发展环境友好和成本低廉的析氢催化剂对于可再生能源技术具有重要意义。采用二茂铁和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,通过简单的水热法结合尿素辅助下的高温热解合成碳化铁/氮掺杂碳(Fe₃C/N-C)的复合纳米粒子。重点比较了不同热解温度对所制备的复合纳米粒子的成分、微观结构以及电催化析氢性能的影响。结果表明,在800 ℃热解温度下获得的Fe₃C/N-C在碱性电解液中具有最好的催化活性,其过电位为211 mV(电流密度为10 mA/cm²),塔菲尔斜率仅137 mV/dec,优于其他热解温度下获得的样品,且该样品连续工作10 h后催化活性未见明显衰减,展现了良好的耐久性。该工作将为过渡金属碳化物和氮掺杂碳的复合结构调控提供新思路,同时为发展高效廉价的非贵金属电催化剂提供技术支撑。

脑机接口作为人机交互的一个重要方向,在医疗健康、体能增效、航空航天、智能交通、娱乐游戏等领域具有广泛的应用价值。柔性电极是脑机接口的重要组成,也是脑机接口技术实现的关键。近年来,各种以脑机接口为需求背景的柔性电极材料不断涌现。对非侵入式、侵入式和半侵入式等3类脑机接口柔性电极材料的研究进展进行归纳和总结,对存在的问题和挑战进行分析,并对各种柔性电极材料在脑机接口领域的应用前景进行展望。

采用阳极氧化结合液相处理成功制备了N掺杂TiO₂纳米管阵列,研究N掺杂对TiO₂纳米管阵列光电化学性能的影响。通过X射线衍射及扫描电子显微镜表征了N掺杂TiO₂纳米管阵列的形貌与结构,并采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析了N在TiO₂中的存在状态。采用恒电位计时电流法测试了掺杂样品在紫外光及可见光照射下的光电化学性能,并以葡萄糖为模拟有机物进行TiO₂(N) NTAs的光电化学检测水体有机物的研究。研究结果表明,N掺杂后样品的光电流均得到明显的提升,最优化的TiO₂(N40) NTAs的紫外光电流由180.4 μA增加到256.8 μA。对有机物的检测灵敏度由0.061 μA/(μmol/L)增至0.134 μA/(μmol/L)。通过对样品的光学性能、载流子复合几率及电化学性能的测试,研究了样品光电化学性能提高的机理。光响应范围的增加及光生载流子的有效分离,使得N掺杂TiO₂ NTAs的光电化学性能得到极大的改善。

稀有金属钼,具有熔点高(2 620 ℃),抗热震性能好,抗腐蚀性能强等优点,成为重要的高温结构材料和功能材料。广泛应用于航空航天、半导体照明、微电子技术、医疗器械等重要领域。但由于钼本身高温氧化严重、变形温度高、温降快、抗拉强度大等一系列加工特性,严重限制了钼的深加工可行性和其在应用领域的发展。然而钼合金在高温下具有良好的导热、导电性能、高温强度和抗蠕变性等优异的性能,被大量应用于导弹、涡轮机和聚变反应堆组件等重要的高温环境。近年来,基于国内外学者对钼合金的高温拉伸、压缩、蠕变、弯曲、疲劳、烧蚀等力学性能进行研究,发现不同牌号的钼合金成分、含量和作用机制对高温性能均有影响。本文综述了钼合金发展、分类及高温力学性能国内外研究现状,并从未来钼合金高温应用的角度对新型钼合金的研究方向进行了建设性的展望。

原子能工业的日益发展带来了核泄漏、核污染等安全隐患,人们必须采取严密的防护措施来保障涉核人员的身体健康和环境安全。众多核辐射类型中,中子和γ射线穿透性最强,屏蔽难度最大。然而,传统的中子屏蔽材料如硼、水、聚乙烯和伽马屏蔽材料如铅、铁、钨等屏蔽功能单一,屏蔽性能有限,有的热力学性能不佳,难以满足现代辐射防护的要求。在这方面,复合材料可以集中各原材料的优点,取长补短,使得综合性能和应用范围优于各原材料。目前,已有大量复合屏蔽材料被开发和应用。按照基体不同可分为:(1)聚合物基复合屏蔽材料;(2)金属基复合屏蔽材料;(3)屏蔽混凝土;(4)玻璃基复合屏蔽材料;(5)陶瓷基复合屏蔽材料。根据国内外复合屏蔽材料的研究现状,综述了近几年来复合屏蔽材料的研究进展,简要概述了中子和伽马射线与原子相互作用的原理,总结了每种类型的复合屏蔽材料的研究内容和特点,分析了目前复合屏蔽材料研究中有待解决的问题并展望了未来的研究趋势。

六方氮化硼(h-BN)材料在物理、化学等方面具有优异的性能,其特有的形貌、结构导致其在导热填充材料、载体材料、吸附材料等领域有着极大的研究价值,在高科技领域中某些极限条件下更是必不可少的功能性材料,因此六方氮化硼材料的制备和性能是目前研究的热点。综述了六方氮化硼的基本性能,介绍了一些如何来制备六方氮化硼粉体的方法,并分析了制备过程中存在的问题,对其今后的应用发展进行了研究。

以三聚氰胺、硝酸铋、偏钒酸铵、硝酸、氨水等为主要原料,在热解法合成g-C₃N₄基础上,通过水热法合成g-C₃N₄/BiVO₄复合光催化剂。采用XRD、SEM、BET和UV-Vis等对合成产物的物相组成、微观形貌和光催化性能进行表征,通过降解亚甲蓝溶液对试样的光催化性能进行评价。结果表明: g-C₃N₄/BiVO₄复合光催化剂的光催化性能较纯BiVO₄和g-C₃N₄有显著提高,当g-C₃N₄∶BiVO₄(理论合成质量比)= 0.4∶1、水热温度为140 ℃、水热时间为10 h条件下,合成的g-C₃N₄/BiVO₄复合光催剂具有最佳光催化性能,在高压汞灯照射150 min条件下,对亚甲蓝溶液(10 mg/L)的降解率为80.8%,比相同条件下纯BiVO₄和g-C₃N₄的光催化效率分别提高47.5%和22.1%,且光催化反应符合一级动力学方程。

铂铱合金化学稳定性高、力学及电学性能优异,且耐高温,催化活性高,被广泛应用在交通运输、生物医疗、能源、化工等领域。综述了铂铱合金在电接触材料、火花塞电极、生物医学、催化剂等典型应用领域的现状,并展望了铂铱合金未来的发展方向。

银纳米颗粒的光学性能,如局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)特性可通过其形貌、尺寸、外部介电环境的调控而实现变化。不同形貌的银纳米颗粒具有强弱不同的局域表面等离子体共振效应,从而表现出独特的光学性质。综述了利用化学还原法制备不同形貌的银纳米颗粒,主要包括柠檬酸钠还原法、多元醇法以及种子介导生长法,分析了这3种合成方法的机理和特点,将近年来不同形貌银纳米颗粒的研究进展进行了综述。最后介绍了不同形貌银纳米颗粒在表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Roman scattering, SERS)基底、催化、抗菌领域上的应用研究,并总结和展望了银纳米颗粒在合成和相关应用领域的发展前景。

疏油/超疏油表面因在防油污材料、生物粘附等方面具有广泛的应用前景,而引起人们的广泛关注。介绍了表面润湿性的相关理论和经典物理模型,综述了当前疏油/超疏油表面的制备与加工方法,并对其进一步的研究方向进行展望,以期为疏油/超疏油表面的深入研究提供参考。

Lyocell纤维以其原料绿色可再生、生产工艺流程环保、纺丝溶剂可循环等特点,受到越来越多人的关注,具有良好的市场前景,是极具发展前景的新型纤维材料之一。同时,随着人们对于功能化的纤维产品的需求日益提高,通过物理和化学的手段对Lyocell纤维进行改性处理,获得具有各类功能的差别化纤维产品,也是目前研究人员的主要研究方向。着重对功能化Lyocell纤维的最新研究进展进行了阐述,总结分析了功能化Lyocell纤维目前存在的主要问题以及未来发展趋势。

锂离子电池被广泛应用于移动电子设备,在电动汽车和各类储能系统有良好的应用前景,是未来最具发展前途的储能电池之一。作为一种锂离子电池负极材料,钛酸锂因具有高的脱嵌锂平台电位,优异的循环性能,突出的热稳定性和安全特性而备受重视。总结了钛酸锂负极材料在结构形貌和电化学性能方面的研究进展,对其微纳米化、表面改性和离子掺杂等方面新的研究成果进行了概述。微纳米化可以赋予材料更大的表面积,有助于锂离子迁移,电极材料与电解液可以更好的接触,产生更大的锂离子迁移电流,有利于提升钛酸锂材料倍率性能;表面改性手段主要以碳包覆、金属-钛酸锂复合材料和形成新表面相为主,通过这些手段可以改善材料导电性和提高电池的循环性能;离子掺杂可使部分Ti⁴⁺转变为Ti³⁺,提高钛酸锂材料的电子导电性。对钛酸锂作为锂离子电池负极材料未来的发展方向进行了展望。

以异丙醇铝、五水硝酸锆为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Al₂O₃-ZrO₂复合薄膜。通过热重分析、红外光谱分析(IR)、X射线衍射分析(XRD)、氮气吸附-脱附法、激光粒度分布仪、扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的热稳定性、晶相组成、比表面积和孔结构、粒度大小、表面形貌等进行表征。结果表明,当n(Al₂O₃):n(ZrO₂)=1:1时制得的复合溶胶澄清透明,粘度适中为2.6413 mPa·s,且在干燥后几乎无开裂;以 0.5 ℃/min的速率升温至1 000 ℃保温2 h,并在69,165和365 ℃附近以0.25 ℃/min的速率缓慢升温并适当保温后,制得的Al₂O₃-ZrO₂复合膜表面平整光滑,热性能稳定,颗粒分布均匀,大小均一,结构致密,孔径分布窄,BJH中值为12.403257 nm。

手性碳量子点不仅具备手性性质,而且也继承了碳量子点的光致发光、低毒、生物相容性好等优异的性能,在传感器、催化和生物医药等领域展现出了巨大的应用前景。对手性碳量子点的发展历程、合成方法和应用研究进行了综述,并对手性碳量子点的发展和应用进行展望,为未来手性碳量子点的相关应用研究提供参考。

光催化纳米材料是指能直接将太阳能转化为化学能来进行催化的纳米材料。因能直接利用太阳能这一特性,光催化纳米材料成为了缓解能源短缺和环境污染最有潜力的一类材料。光催化纳米材料的制备方法多种多样,其中,微生物制备法是利用微生物生长代谢合成光催化纳米材料,因微生物生长周期短、反应条件简单、无二次污染、节能环保等优点,成为现今极具发展潜力的、绿色环保的制备方法。对此研究者们进行了大量的研究探索。结合了近十年来有关微生物法制备光催化纳米材料的研究文献,介绍了用微生物法合成的各种纳米光催化材料,包括金属单质、硫族金属化合物、金属氧化物、复合材料及其它。重点阐述了光催化纳米材料的微生物制备过程及机理,介绍了各种光催化纳米材料的应用及光催化机理,最后,对光催化技术和微生物制备未来的研究进行了展望。

SnSe是近年来新兴的热电材料,由于其具有层状结构、极低的热导率和较高的ZT值,在中低温阶段是一种很有应用前景的热电材料,因而受到极大的关注。本文对SnSe的分子结构、能带结构、输运性能、热电性能特点进行了概述,分析了不同制备方法的优劣,讨论了影响其热电性能和工业化应用的因素,并尝试提出了利用“马赛克”晶体的特点来优化其热电性能的方法。旨在帮助读者对SnSe的结构特点、输运性能和热电性能有一个全面的了解,同时为科研工作者探索提高SnSe的热电性能、寻找具备高ZT值热电材料提供一个可能的方向。

随着摩尔定律的发展,在半导体器件、电池和生物医药器件尺度减小,结构精细,元器件的功率密度提高的趋势下,其对热界面材料的性能要求逐渐提高。微纳结构设计对材料的工作效率和使用寿命有很大影响。因此科研人员使用新的合成方案,结构设计,模拟及测量方法来改进热界面材料并提高电子器件的耐用持久性。本文综述了热界面材料的研究现状,分类总结了现有的几种热界面材料,如单一类型的热界面材料、含金属的热界面材料、无机-聚合物复合热界面材料等,详细介绍了应用电声耦合机理阐述微米纳米尺度复合材料热输运的进展,包括金属-金属界面、金属-非金属界面晶格振动、电子-声子耦合机制对微观热导率的影响,以及这些理论在钙钛矿电池、热界面材料设计和制备过程中的应用,以及测量界面热导率的设备和方法,如时域热反射测量系统、3ω法等,并展望了其未来发展方向。

随着碳纳米材料的发展,柔性压力传感器在电子皮肤、机器人、移动医疗诊断和人机交互等领域有着广泛的应用。由碳纳米材料制备的柔性压力传感器有柔性、高稳定性等优点,使其成为近年来的热门研究方向之一。系统综述了基于碳纳米材料的柔性压力传感器的分类,以及各个类型传感器的优势和不足。最后,展望了柔性压力传感器在耐久度、多维度形变探测和生物安全性等方面的发展趋势。

21世纪以来,随着激光技术的发展,可用激光法制备超疏水表面的材料越来越多。为满足在自清洁、抗污、油水分离等方面不同需求,用激光法制备超疏水表面时需要选择不同材料作为基底。金属材料硬度大,稳定性和耐用性好,以此为基底制造出的超疏水表面在自清洁,抗结冰,抗污等方面表现优异,此外也可用于制备其它超疏水表面的模板。无机非金属材料品种繁多,性能各异,所制备的超疏水表面应用各不相同,有些生物相容性优良,有些可用于油水分离或制造超级电容器。聚合物材料弹性好,密度小,耐摩擦,以此为基底制造出的超疏水材料可用于耐磨设备和微流体装置制造。介绍了激光制备超疏水表面的基本原理,重点论述了激光制备超疏水表面的常用基底:金属基底,无机非金属基底和聚合物基底。金属基底包括铝合金、不锈钢、铜,无机非金属基底包括石英晶体和石墨烯,聚合物基底包括聚二甲基硅氧化烷(PDMS)和聚四氟乙烯(PTFE)等。在归纳当前不同基底制造出的超疏水表面的性能及应用基础上,对未来激光制备超疏水材料的发展作了展望。

利用介孔SiO₂作为硬模板,采用CH₄N₂S和Ni(CH₄N₂S)₄作为前驱体,通过一步退火法成功制备了介孔S-g-C₃N₄负载NiS₂复合光催化剂。利用介孔材料的有效传质效应;同时利用Ni-S配位原子层作为S-g-C₃N₄和NiS₂的过渡连接层,确保了S-g-C₃N₄和NiS₂间光生载流子的高效传输;最后利用非贵金属NiS₂作为助催化剂来降低析氢过电位,促进H⁺的电催化还原,这为获得高效的g-C₃N₄基光催化产氢材料提高了保障。在光催化产氢性能测试中,介孔NiS₂/S-g-C₃N₄复合材料表现出优异的光催化性能,在可见光下(λ≥420 nm)100-NiSCN样品的产氢性能达到141.33 μmol/(g·h),是纯g-C₃N₄的46倍。该研究为制备高效的g-C₃N₄基光催化剂提供了一种简单、高效、经济的设计思路,并为大规模工业化生产及应用提供了理论基础。

形状记忆复合材料快速发展,其中具有良好生物相容性的聚乙烯醇(PVA)基形状记忆复合材料受到广泛关注。介绍了PVA基形状记忆复合材料的各类制备方法,包括物理共混法中的溶液浇铸法、循环冷冻解冻法、原位聚合共混法、物理嵌入法、层压复合法、共沉淀法及共混超临界干燥法等和化学交联方法,并详细讨论了上述制备方法的特点和研究进展。在此基础上,详细评述了PVA基形状记忆复合材料应用在生物医学领域如药物缓释、组织工程支架及光致传感器等方面的研究工作和最新发展动态,指出发展多刺激响应型、多功能化的PVA基复合材料是形状记忆复合材料的发展趋势,综合性能优异的PVA基形状记忆复合材料将在生物医用复合材料领域发挥重要作用。

通过原位生长法制备了g-C₃N₄/MnO₂复合光催化剂,利用XRD,FTIR和UV-vis DRS等方法表征材料的结构和光学性质,并考察在可见光照射下降解四环素的性能。结果表明,MnO₂的引入增强了g-C₃N₄对可见光的吸收;g-C₃N₄/MnO₂复合材料的光催化活性较单体得到提升,在可见光照射90 min内对TC降解率可达77.1%,经过5次循环实验后,对TC的降解率仅下降4%,复合材料具有良好的稳定性;机理研究表明,·O^2-是反应体系中的主要活性物质,g-C₃N₄与MnO₂之间形成了Z型异质结,促进了光生电子-空穴的转移,提高了光催化活性。

以银杏叶为原料,经化学共沉淀法制备磁性生物炭(MBC),用XRD、SEM、BET和FT-IR等对其进行表征。将MBC应用于溶液中罗丹明B(RB)的吸附去除,考察pH值、吸附时间、溶液初始浓度和MBC用量等对吸附效率的影响。结果表明,MBC是一种很好的吸附剂,负载的铁以Fe₃O₄的形式散布在生物炭表面;在初始RB浓度为100 mg/L,MBC投加量为0.2 g,吸附120 min后达到平衡,溶液中RB的去除率达到99.34%。吸附过程符合准一级动力学模型(R²=0.9914),颗粒内扩散方程拟合结果表明MBC对RB吸附受到液膜扩散和颗粒内扩散共同主导。吸附等温线拟合发现Langmuir-Freundlich (R²=0.9934)模型能很好地描述RB吸附行为。MBC是一种去除水体中RB的高效吸附剂。

针对微纳米铜粉的制备方法对国内外文献进行分类统计,详细对比了不同制备方法优缺点,指出了较易实现产业化的技术方向。分析了球形、树枝状、片状等不同形貌铜粉的主要制备工艺和应用特点,总结了铜粉在润滑、催化、导电材料、工程结构材料等不同领域的应用现状及存在的问题,并针对抗氧化、避免团聚这两个制约铜粉应用的瓶颈难题提出了建议,希望总结有助于相关领域的工程材料选用及研究开发。

二维纳米二硫化钨具有特殊层状结构、可调节带隙、稳定的物理化学性质等优点吸引了国内外研究人员的关注。本文综述了二维纳米二硫化钨的最新研究进展,介绍二维纳米二硫化钨的晶体结构、光学性质、能带结构,归纳了二维纳米二硫化钨的制备方法,以及在光催化剂、光电检测器、润滑剂、场效应晶体管等领域的应用,展望了二维纳米二硫化钨未来的研究前景。

近年来由于不可再生资源的日益枯竭,以及环境危机等问题,发光材料的研究和利用受到人们的广泛关注。发光纤维作为发光材料的一种,更是有其独特的性能,具有无毒、无害、色泽光鲜亮丽、材质柔和、抗衰老性优良、可持续发光等诸多优点。发光纤维分为荧光纤维和夜光纤维,夜光纤维又分为自发光型和蓄光型。发光纤维实现了自动吸光-蓄光-发光这一循环功能,发光纤维的开发利用是应对资源匮乏、实现化纤工业可持续发展的需要,同时也是实现节能减排、发展低碳经济的需要。发光纤维材料的应用领域包括但不限于发光印花织物、发光纺织品的应用、玩具和刺绣艺术品、功能服装、防伪等。笔者对发光纤维材料方面的代表性成果进行梳理与总结,主要包括发光材料的分类及其应用、发光纤维简介及制备方法、发光纤维特性及其应用,并且对该领域内存在的问题及未来发展方向作了展望。

金属-有机框架(MOFs)材料是通过金属离子与有机桥联配体自组装形成的配位聚合物,因其易于制备、结构多样及孔道表面可修饰等特点成为新一代的晶体多孔材料。而由于MOFs机械强度低且化学稳定性差,使其发展受到一定限制。构建MOFs基复合材料可以有效弥补这些缺陷,同时可引入新的性质和功能。与单一材料相比, MOFs基复合材料具有更大的比表面积和孔隙率、更高的催化效率和稳定性。介绍了近年来报道的各类MOFs基复合材料的主要制备方法;归纳了MOFs基复合材料的种类;综述了其在气体吸附、光学、催化、传感以及药物缓释等领域的应用;最后对MOFs基复合材料今后的发展进行了展望。

氧化石墨热剥离制备石墨烯法，将还原过程由传统的液固相变为气固相，这样减少了影响还原的因素，简化了工艺。在避免使用相对昂贵的液体还原剂的同时，解决了液固还原难以避免的因自重构造成的石墨烯再团聚问题。制备的石墨烯层数少，并为规模化和可控地制备石墨烯提供了有利条件。本文综合近年来研究成果，对该法制备功能型石墨烯的剥离机理，及氧化和热剥离还原两部分的各种影响因素进行分析和讨论，并结合该方法所存在的不足对未来研究进行了展望。

采用高温化学气相沉积法(CVD)在高纯高密石墨基片的表面沉积了碳化钽(TaC)涂层。通过研究气化温度、气体流量及沉积温度对TaC涂层表面质量的影响,确定了高温CVD法制备TaC涂层的工艺参数,最终获得高致密度的TaC涂层。

二硫化钼(MoS₂)作为一种典型的n型半导体材料,与石墨烯有着相似的层状结构。纳米级的MoS₂拥有更大的比表面积、更强的吸附能力和更高的反应活性,成为了催化领域研究的热点。实验采用简单的水热溶剂法,以钼酸钠(Na₂MoO₄·2H₂O)为钼源,硫脲(CS(NH₂)₂)为硫源,在220 ℃反应24 h合成了花状微球结构纳米MoS₂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段对MoS₂粉末的结构和形貌进行了表征。以罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)二元混合物为探针分子对MoS₂进行了光催化性能测试。结果表明:纳米MoS₂具有很好的可见光催化能力,在较低初始浓度(10 mg/L)和弱酸环境(pH=5~7)下表现出较高的催化性能。在RhB-MO混合液中, RhB和MO的最高降解率分别达到71.30%和84.68%;在MB-MO混合液中, MB和MO的最高降解率分别为84.13%和76.80%。

作为可生物降解型的聚乙烯醇薄膜,其环保特性已得到了全世界的广泛承认,但是由于聚乙烯醇分子中含有大量的亲水性基团,导致成膜的耐水性差,这很大程度上限制了它的推广和应用。通过采用戊二醛、尿素对聚乙烯醇进行缩醛交联,并通过添加不同种类的增塑剂(丙三醇、PEG-400、MgCl₂)破坏PVA的氢键作用,降低其结晶度,从而达到增塑改性效果,最后通过红外光谱FTIR、热重TG分析、物理机械性能以及接触角来鉴定物质的结构以及对其性能进行表征。结果表明:通过戊二醛、尿素与PVA羟基缩醛交联反应可以提高PVA成膜的耐水性能和热稳定性能,丙三醇、PEG-400、MgCl₂等可以提高PVA的断裂伸长率和拉伸强度,当涂膜中交联剂戊二醛4%、尿素0.5%,增塑剂丙三醇4%、PEG-400为6%、MgCl₂为2%时,成膜的机械性能最优,断裂伸长率达136.7%,拉伸强度达3.48MPa。

以油菜花粉为模板合成了Ag/ZnO纳米颗粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对样品进行了结构形貌表征,并测试了其气敏性能。结果表明,所得产物为直径30~50 nm左右的六方纤锌矿结构, Ag/ZnO纳米粒子在相对低的工作温度(270 ℃)下,对100×10^-6的丙酮气体的灵敏度达到了38.2(约为ZnO的10倍),其响应和恢复时间分别为3和36 s。