几种用于木材/无机纳米复合材料的纳米粒子分散与改性研究

木材/无机纳米复合材料的优异性能主要取决纳米颗粒的分散状态;但纳米粒子极易团聚,导致粉体性能劣化.通过对纳米SiO2,CaCO3,ZnO,TiO2,Al2O3等的分散、表面修饰和改性,控制其大小、形态,提高其在复合体系中的均匀分散能力.对所用无机纳米材料采用高速剪切分散或超声振荡方法进行分散;并通过改性剂在纳米粒子表面上吸附、进行化学反应、包覆和成膜实现改性.然后用激光粒度仪、扫描电镜、透射电镜等对改性前后的纳米粒子进行分析、表征,结果表明:高速剪切分散或超声振荡分散只对产生软团聚的无机纳米粒子有效;而改性剂也只能减少粒子硬团聚的产生.     

纳米SiO2制备无毒疏水海洋防污涂料

以有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质,通过在常规颜填料中添加疏水型纳米二氧化硅,对涂料的表面结构进行改性,制备出具有微米-纳米阶层结构的无毒疏水海洋防污涂料.讨论了颜填料加入量对涂膜附着力的影响、纳米SiO2加入量对水滴与涂膜表面接触角的影响.结果表明:颜填料的质量分数为31%时,涂膜附着力为1级;纳米二氧化硅的加入量占颜填料总质量为35%时, 水滴与涂膜表面接触角为126°.     

氧化钛纳米管的制备及两步法修饰

用水热法合成氧化钛纳米管,再经两步法接枝Au纳米粒子,制备了氧化钛纳米管复合材料:先在氧化钛纳米管上沉积聚多巴胺薄膜,利用多巴胺的反应活性,接枝Au纳米粒子.借助场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)观察修饰前后样品形貌,X射线衍射(XRD)和红外谱图(FTIR)分析样品组成,结果表明:水热法合成的H2Ti3O7氧化钛纳米管,管径100~300nm,Au纳米粒子为50~100nm.鉴于聚多巴胺薄膜的生物安全性且几乎能沉积在任何物质表面并且能与多个官能团发生反应的特性,两步修饰法简单、绿色,因而具有较好的适用性.     

Y2O3：Eu／PVP复合纳米纤维的制备和发光性质

采用静电纺丝技术与燃烧法相结合成功的制备了Y2O3:Eu/PVP复合纳米纤维.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和荧光光谱等研究手段,对纤维的形貌、结构和发光性质进行了表征.结果表明:随着纤维中Y2O3:Eu纳米粒子含量的增加,纤维的直径分布变得不均匀;未嵌入PVP母体纤维内部、分散在纤维表面的Y2O3:Eu的纳米粒子逐渐增多.值得注意的是,在Y2O3:Eu含量较低(例如,Y2O3:Eu/PVP=0.05%)的Y2O3:Eu/PVP复合纤维样品中,纤维表面没有独立的Y2O3:Eu纳米粒子存在.将Y2O3:Eu含量为0.05%的Y2O3:Eu/PVP纤维进行煅烧处理后,得到Y2O3:Eu纳米粒子的一维排列图案,证实此纤维样品中的Y2O3:Eu纳米粒子完全嵌入PVP纤维母体内部.另外,Y2O3:Eu/PVP复合纳米纤维与Y2O3:Eu纳米粒子的发光性质对比研究结果表明,复合纤维中的Y2O3:Eu纳米颗粒的发光性质与PVP母体密切相关.     

纳米SiO_2制备无毒疏水海洋防污涂料

以有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质,通过在常规颜填料中添加疏水型纳米二氧化硅,对涂料的表面结构进行改性,制备出具有微米-纳米阶层结构的无毒疏水海洋防污涂料.讨论了颜填料加入量对涂膜附着力的影响、纳米S iO2加入量对水滴与涂膜表面接触角的影响.结果表明:颜填料的质量分数为31%时,涂膜附着力为1级;纳米二氧化硅的加入量占颜填料总质量为35%时,水滴与涂膜表面接触角为126.°     

纳米SiO2对混凝土盐类结晶循环性能的影响

为了改善混凝土在海水、土壤等盐环境中的性能,通过混凝土强度试验,研究了掺纳米SiO2混凝土在盐类结晶循环中的性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射分析（XRD）对混凝土微观结构进行了研究.结果表明：纳米SiO2能够改善混凝土的性能;从性能和经济两方面考虑,推荐纳米SiO2的最佳掺量（质量分数）为1%.与基准混凝土相比,在110次循环后,掺纳米SiO21%的混凝土的耐腐蚀循环系数和相对耐腐蚀循环系数分别提高11%和20%.微观结构分析表明,纳米SiO2可以改善混凝土界面结构,降低氢氧化钙的含量.     

船舶甲板超疏冰涂层的制备及其性能

为解决低温环境下船体表面易结冰的问题,研制一种用于船舶甲板除冰的纳米SiO2-环氧树脂超疏冰涂层.采用正辛基三乙氧基硅烷(n-Octyl triethoxysilane,OTS)和全氟葵基三甲氧基硅烷(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrimethoxysilane,FAS)三官能度低聚物材料对纳米...     

基于多应力重复蠕变恢复试验的纳米SiO2改性沥青高温性能研究

为了解纳米SiO2掺入对沥青胶结料高温性能的影响,选取5种不同掺量的纳米SiO2改性沥青胶结料,经旋转薄膜烘箱老化后,基于2种不同应力水平(100、3200 Pa),开展了64℃下多应力重复蠕变恢复试验,评价纳米SiO2改性沥青胶结料的高温性能.结果表明:纳米SiO2掺量增加明显降低了沥青胶结料的累积应变,且不可恢复的...     

几种纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu, Al, Al2O3,MgO,ZnO加入到通用锂基脂中的摩擦学性能,并分析了纳米粒子作为润滑添加剂的减摩机理.结果表明:含有纳米Cu, Al, Al2O3,MgO,ZnO粒子的润滑脂添加剂能显著提高通用锂基脂的减摩性能,且对表面具有一定的修复能力.     

Al_2O_3-Al-MgO混合纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了混合纳米微粒Al,Al2O3,MgO加入到通用锂基脂中的综合摩擦学性能.采用扫描电子显微镜,能量色散谱仪分析了摩擦表面的形貌和元素组成.结果表明:含有混合纳米Al,Al2O3,MgO粒子的润滑脂添加剂比单种纳米粒子显著提高通用锂基脂的减摩、自修复和抗极压综合性摩擦学能.     

纳米材料对道路水泥混凝土性能的影响

以SiO2和TiO2两种纳米材料为研究对象,通过设计纳米材料种类和掺合量对混凝土进行相关试验,研究纳米材料对混凝土的力学性能,混凝土抗冻性、抗渗透性和碳化等耐久性能的影响规律.试验结果表明：纳米SiO2和TiO2均可以显著提高混凝土性能,纳米TiO2提高效果最佳.单纯提高纳米材料的掺合量不能提高水泥混凝土强度与耐久性能,纳米混凝土的抗压、抗折强度和抗碳化性能均随着掺合比例的增加呈现先提升后下降的趋势,且纳米SiO2和TiO2的最佳添加量为混凝土胶凝材料的2％和1％,在此条件下混凝土强度最高,碳化深度最小.两种纳米材料掺合1％左右时混凝土的磨损质量最小,耐久性指数最大,渗透性最低.     

用于沥青改性的纳米材料综合比选

本文首先通过一定的选择原则在尽可能大的范围内初步确定用于改性沥青的纳米材料种类,然后通过内掺法及内掺后超声波分散两种手段制备纳米改性沥青,并通过比较不同种类纳米改性沥青的针入度、软化点、延度三大指标及布氏粘度指标,最终确定A为基质沥青最理想的纳米材料改性荆。采用硅烷偶联剂KH550、聚乙烯亚胺PEI和表面活性剂硬脂酸三种分散剂对A进行表面改性,并制备相应的改性沥青。通过改性沥青的三大指标及粘度指标,对三种分散剂的表面改性效果进行比较,并最终确定相对纳米材料2％剂量的硅烷偶联剂KH550为A最佳分散剂。     

微波改性活性炭及其脱硫性能研究

对微波改性后活性炭的表面物理结构、化学性质及其脱硫性能的变化进行了研究.SEM图谱表明微波改性后活性炭的表面更加粗糙和不平整,许多闭塞的孔隙打开并向内延伸;BET吸附实验表明微波处理后活性炭的比表面积和总孔容未发生明显的变化;元素分析结果显示改性后活性炭表面N元素含量和表面碱性基团数量增加而O元素含量减少.另外,脱硫实验结果显示改性后活性炭的脱硫性能明显增加,归因于表面化学性质的变化,与其物理结构关系不密切.     

刻日胶粉与抗车辙剂双重改性沥青混合料性能研究

采用废旧胶粉和抗车辙剂对90号A级道路石油沥青进行双重改性,对比双重改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能,结果表明双重改性沥青混合料的高温性能优于SBS改性沥青混合料,低温性能略低于SBS改性沥青混合料、水稳定性能略高于SBS改性沥青混合料。总体而言,双重改性沥青混合料的路用性能可满足规范的最高要求,且其高温抗车辙性能显著。     

高速公路上面层石料适用性研究

江苏省高速公路上面层以玄武岩为主,高速公路的迅猛发展及石料资源分布的不平衡导致局部玄武岩供应紧张,室内试验及试验路资料表明,在使用改性沥青并添加液体抗剥落剂后,石英砂岩、花岗岩、凝灰岩及安山岩与沥青粘附性能够满足江苏省高速公路技术标准的要求,沥青混合料具有良好的高温、低温性能,抗水损害能力,石英砂岩、花岗岩、凝灰岩及安山岩等石料可以应用于高速公路上面层。     

氨水改性活性炭的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以活性炭为载体,10%的氨水溶液为改性剂,采用浸渍法对其进行改性.利用比表面积测定法、SEM及Boehm滴定法表征了氨水改性活性炭的表面理化性质.以苯酚废水为处理对象,分别考察了吸附时间、pH值、活性炭投加量及苯酚废水的初始浓度对改性活性炭去除苯酚效果的影响.结果表明:活性炭经氨水改性后,表面多处塌陷,比表面积是未改性活性炭的1.057倍,表面酸性官能团含量降低,是未改性活性炭的0.421倍.在吸附时间为6h时,活性炭对苯酚的吸附均已达到平衡,改性活性炭对苯酚的吸附量为152.763mg/g,比未改性活性炭的吸附量提高了66%;氨水改性活性炭对苯酚的去除率随着pH值升高而降低,在pH值为6～7时,去除率达到61%;随着活性炭投加量的增加,溶液中的苯酚含量越来越少;随着苯酚废水初始浓度的提高,氨水改性活性炭对苯酚的去除率逐渐降低;Freundlich和Langmuir二种等温线模型均能较好的反应活性炭对苯酚的吸附行为,其中Freundlich模型更为理想.     

抗车辙剂改性沥青混合料的试验研究

随着交通量的增长以及轴载的加重,沥青路面的车辙问题日益严重,车辆的行驶舒适性和行车安全性受到很大威胁,从外掺抗车辙剂的角度出发,结合抗车辙剂的改性机理,研究了抗车辙剂改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,外掺抗车辙剂能够大幅度提高沥青混合料的高温抗车辙能力,且水稳定性和低温抗裂性能较普通沥青混合料有一定程度提高,最后总结了外掺抗车辙剂的施工工艺。     

融雪剂对地表水及地下水的影响

通过对地表水和地下水样品相关指标进行检测,对公路在使用融雪剂后水体环境的变化情况进行研究。结果表明:融雪剂的使用提高了地表水和地下水中的氯离子和其它相关金属盐离子的含量。其中地表水受融雪剂影响较大,氯化物含量增加率最高为56.77%。