复合材料学报杂志

复合材料学报杂志2019年第3期

• 一种含腈基的硅烷偶联剂改性石英纤维/含硅芳炔复合材料

  成滨, 扈艳红, 邓诗峰, 杜磊, 周燕, 杨藤, 崔方旭,

  设计并合成了一种含有二腈基的硅烷偶联剂DCA（Dicyanide-containing Silane Coupling Agent），采用FTIR、¹H-NMR、¹³C-NMR表征了其化学结构。将DCA添加到石英纤维/含硅芳炔（QF/PSA）复合材料体系中，DCA含量为QF的2.0wt%时，常温条件下改性后的QF/PSA复合材料层间剪切强度（ILSS）和弯曲强度分别提升了63.3%和28.1%；250℃时ILSS和弯曲强度的保留率分别为83.0%和81.9%；500℃时ILSS和弯曲强度的保留率分别为54.7%和60.0%。偶联剂DCA固化后的热失重5%的温度（<em>T</em>_d5）为357.8℃，900℃时残炭率为55.7%。XPS和DSC数据表明，偶联剂DCA在QF/PSA复合材料界面形成化学桥接，其中腈基在229℃固化，炔基在245℃参与PSA的固化，在PSA与QF间形成强界面层。SEM观察表明，经偶联剂DCA改性后QF/PSA复合材料的破坏属于韧性断裂。新型偶联剂DCA可显著改善QF/PSA复合材料界面，提高其高温力学性能。

• 膨胀石墨-碳纤维/尼龙三元导热复合材料制备

  史青, 彭勃, 朱爱萍,

  以尼龙6（PA6）为基体，膨胀石墨（EG）和碳纤维（CF）作为导热填料，采用熔融共混法制备了EG/PA6、CF/PA6和CF-EG/PA6导热复合材料。重点研究当固定导热填料（CF和EG）填充量为40wt%时，CF与EG不同的填充比例对CF与EG的接触方式及CF-EG/PA6复合材料的导热性和力学性能的影响。结果表明，相比单一CF填充，EG的加入有利于CF-EG/PA6复合材料热导率的增加；CF：EG质量比是25：15时的EG-CF/PA6三元复合材料，热导率可以达到2.554 W/（m·K），是PA6的8倍，拉伸强度提高了125.34%，弯曲强度提高了119.8%，同时具有优异的耐热性。SEM结果表明，纤维状CF与蠕虫状EG片层在适当的填充比例下可以形成"面接触"的三维网络结构，这种三维网络结构不仅显著增大EG-CF/PA6复合材料的热导率，而且明显提高了其力学性能和耐热性能。为研制填充型导热高分子材料提供了一条新思路。

• 驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

  黄海超, 宋国林, 唐国翌, 陈丽杰, 洪阳阳,

  分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂，并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性，在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性，发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能，发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能，结果显示，驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌，结果表明，采用驻极体改性后，细纤维的比例显著增加；采用增塑剂改性使纤维更细更长，纤维间交错更加复杂。

• 聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的制备及性能

  郭颖赫, 赫伟东, 柳静献,

  利用静电纺丝技术制备了不同纺丝时间的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纳米纤维膜，将PET纳米纤维膜、热熔型胶膜及涤纶针刺毡通过热处理复合，制备了三明治结构的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料，利用SEM分析了PET纳米纤维膜形貌，通过TGA确定了PET纳米纤维膜的热处理条件，对不同纺丝时间的PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料透气性能、过滤性能进行了研究。结果表明：纺丝液浓度为18%，纺丝电压为15 kV，接收距离为21 cm，环境温度为13℃，环境湿度为20%条件下得到的PET纳米纤维膜纤维平均直径为514.95 nm；PET纳米纤维膜与涤纶针刺毡的复合温度为115℃；随纺丝时间的增加，PET纳米纤维膜的密度增加，PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料对颗粒物的过滤效率增大，透气性下降，当密度为3.86 g/m²时，PET纳米纤维膜/涤纶针刺毡过滤复合材料的过滤性能最优，其品质因子<em>Q</em>_F明显优于常规涤纶针刺毡，对1 <em>μ</em>m以下颗粒物的过滤效率均高于93%，效率提高了58%以上，表现出优异的过滤性能。

• 还原氧化石墨烯-SBA/PMMA复合材料的制备及介电性能

  江学良, 郭文文, 张晓宇, 游峰, 邓梦君, 姚楚,

  采用乳液聚合法制备苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（SBA），通过熔融共混法制备了还原氧化石墨烯/SBA-聚甲基丙烯酸甲酯（rGO-SBA/PMMA）复合材料，采用FTIR、TGA、动态力学分析对复合材料进行了结构表征，并对其进行了介电性能测试。结果显示，rGO的加入能够提高SBA的玻璃化转变温度。同时，也可以提高rGO-SBA复合材料的热稳定性。rGO的加入显著提高了rGO-SBA复合材料的介电常数。在rGO-SBA复合材料中，其渗流阈值在1.17wt%~2wt%之间，当rGO含量为1.17wt%时，rGO-SBA复合材料具有高的介电特性。在rGO-SBA/PMMA复合材料中，当SBA含量为13wt%及rGO含量为0.52wt%时，在频率为1 000 Hz处其介电常数可达到8.79，且介电损耗低至0.37，进一步表明了rGO-SBA/PMMA复合材料具有高介电低损耗的特性。

• 含硫功能聚磷腈微纳米球的合成及其在环氧树脂阻燃中的应用

  贺梦, 张冲, 郭晓东, 王馨, 马淑曼, 刘雄瑞, 徐建中, 马海云,

  以六氯环三磷腈（HCCP）、4，4'-二羟基二苯硫醚（TDP）为原料合成了一种环交联型的聚磷腈（PTP）微纳米球，并将其加入到环氧树脂（EP）中制备成PTP微纳米球/EP（PTP/EP）复合材料，研究其阻燃性能。采用FTIR和SEM对PTP微纳米球进行表征；TG分析考察PTP/EP复合材料的热稳定性；极限氧指数（LOI）和锥型量热分析（CONE）对PTP/EP复合材料进行阻燃性能测试。研究结果表明，PTP微纳米球具有不溶不熔的特性，粒径在500 nm~3 <em>μ</em>m之间，且拥有优异的热稳定性和成炭性，起始热分解温度高达453.2℃，800℃残炭为74.3%。PTP微球的加入显著提高了EP的阻燃性能。当PTP微纳米球添加量仅为5wt%时，PTP/EP的热释放速率峰值降低了55.43%；LOI值从纯EP的25.6%提高到了30.4%。PTP微球的加入还提高了EP的力学性能。PTP微纳米球因其不溶不熔的特点在EP中充当增强剂，在受热燃烧时充当高效的阻燃剂。本研究为功能性阻燃剂的研发提供了新思路。

• SiO₂中空微球改性含硅芳炔树脂及其复合材料的结构与性能

  胡永彬, 王帆, 朱亚平, 齐会民,

  采用SiO₂中空微球对含硅芳炔树脂（PSAC）进行改性，制备了SiO₂/PSAC复合材料，以改善PSAC固化后质脆的缺点，提高PSAC基复合材料的力学性能，拓展PSAC在航空航天领域的应用。对SiO₂/PSAC复合材料和石英纤维布增强SiO₂/PSAC（QF-SiO₂/PSAC）复合材料的结构与性能进行了研究，采用SEM分析SiO₂/PSAC树脂浇铸体和QF-SiO₂/PSAC复合材料断面微观结构，并分析SiO₂的增韧机制。采用DMA和TGA分析了SiO₂/PSAC复合材料耐热性能和热稳定性，虽然SiO₂会导致树脂耐热性能略有下降，但其中空结构使树脂具有优异介电性能。当SiO₂的添加量达2wt%时，SiO₂/PSAC树脂浇铸体弯曲强度达22.3 MPa，失重5%温度为551℃，1 000℃残留率为86.5%；QF-2SiO₂/PSAC复合材料的弯曲强度为298.3 MPa，弯曲模量达31.0 GPa，分别提高了27.5%、59.0%；当SiO₂添加量为5wt%时，QF-5SiO₂/PSAC复合材料的剪切强度提高了16.0%。

• 中间相碳微球/氰酸酯树脂复合材料的导电导热性能

  张有茶, 贾成厂, 贾鹏,

  选取M22、M15和M23三种不同粒径中间相碳微球（MCMBs）作为填料，分别以10vol%、25vol%、40vol%和50vol%体积分数填充氰酸酯树脂（CE）制备了MCMBs/CE复合材料，通过SEM、XRD、拉曼光谱仪、导热仪、体积电阻仪分析了不同粒径的MCMBs/CE复合材料的性能。结果表明：三种球形粉体都具有石墨化结构，其中M22粉体球形度最好、石墨化程度最高（<em>I</em>_D/<em>I</em>_G=0.23）、体积电阻率最小。三种MCMBs粉体制备的MCMBs/CE复合材料的吸水性、导热性和导电性均随填充量的增加而增大，冲击强度则先增大后减小。其中以M22在40vol%填充率下所得MCMBs/CE复合材料的综合性能最优，吸水率为0.45%，冲击强度为23.6 kJ/m²，热导率达1.28 W/（m·K），体积电阻率达1.5 Ω·cm。

• 稀土改性对玄武岩纤维增强氰酸酯树脂复合材料性能的影响

  朱苗淼, 马建勋,

  采用自制稀土改性剂改性玄武岩纤维（La-BF）布增强双酚A型二氰酸酯（BADCy）制备了La-BF/BADCy复合材料。采用SEM和FTIR分析了改性对BF表面产生的影响，TG分析研究了改性对BF/BADCy复合材料热稳定性的影响，使用电子万能试验机研究改性对不同质量分数的BF/BADCy弯曲性能的影响，通过阻抗分析仪分析了改性对La-BF/BADCy复合材料介电性能的影响。结果表明，改性减少了BF的表面缺陷，并引入了结晶状凸起，有利于提高BF/BADCy复合材料的界面性能；通过改性提高了BF/BADCy复合材料的热稳定性，初始分解温度提高了145℃；当BF的质量分数为12wt%时，改性使BF/BADCy复合材料弯曲模量提高到4.19 GPa，弯曲强度达到110 MPa以上。在1 MHz~3 GHz范围内，La-BF/BADCy复合材料的介电常数稳定在1.9左右。因此稀土改性是一种能够有效提高BF/BADCy复合材料弯曲性能、热稳定性及介电性能的表面改性方法。

• 连续长玻璃纤维/聚氨酯复合材料的制备与力学性能

  刘小祥, 刘翼, 安珈璇, 杨朝龙, 夏小超, 李又兵,

  以三羟基聚醚多元醇（PPG）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）作为软段和硬段，玻璃纤维（GF）为增强体，采用预聚体法制备自交联型GF/聚氨酯（PU）复合材料。借助旋转式黏度计、DMA、SEM、XRD和万能力学试验机等分析检测手段，研究了PU预聚体聚合温度、适用期、物相及GF含量等因素对GF/PU复合材料力学性能的影响。结果表明：PU预聚体聚合温度为50℃，GF含量为55wt%时，GF/PU复合材料综合性能最优，拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别为794 MPa、846 MPa和228 kJ/m²，动态力学性能损耗因子（tan<em>δ</em>）峰值为0.59。

• SiO₂/聚四氟乙烯复合薄膜的制备及力学性能

  张瑶, 陈蓉, 郭少云,

  采用空气辅助干法共混、冷压烧结并车削成膜的方法制备了SiO₂填充量为35wt%、厚度为50 <em>μ</em>m的聚四氟乙烯（PTFE）基复合薄膜。系统研究了SiO₂颗粒粒径对SiO₂/PTFE薄膜复合材料的孔洞缺陷和力学性能等的影响，并研究了SiO₂在PTFE中的分散情况及分子间相互作用对其性能变化的影响机制。结果表明，随SiO₂粒径的逐渐增大，其在PTFE中的分散趋于均匀，同时PTFE能更好地包覆粒子，因此SiO₂/PTFE薄膜孔洞缺陷逐渐减少，力学性能逐渐增强；当SiO₂的粒径<em>D</em>₅₀为12 <em>μ</em>m时，其在PTFE中的分散均匀性最佳，SiO₂/PTFE复合薄膜孔洞缺陷最少，具有较好的力学性能，断裂伸长率达19.5%，拉伸强度达9.2 MPa。

• 木质素磺酸钙/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

  张庆法, 高巧春, 林晓娜, 周亮, 卢文玉, 蔡红珍,

  采用木质素磺酸钙（CL）填充高密度聚乙烯（HDPE）制备CL/HDPE复合材料，利用SEM、DSC、XRD对CL/HDPE复合材料进行表征，并对其强度、蠕变行为及应力松弛等力学性能进行测试。结果表明，CL/HDPE复合材料具有良好的结合界面和热稳定性；CL的加入可以提高CL/HDPE复合材料的弯曲强度，但对其冲击强度会产生不利影响；CL含量的增加有利于提高CL/HDPE复合材料的抗蠕变性能和抗应力松弛能力，而温度的升高会对CL/HDPE复合材料的蠕变行为和应力松弛产生不利影响。

• 改性芳纶纤维增强木粉/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

  栗越, 张京发, 易顺民, 肖泽芳, 王海刚,

  采用螺杆挤出机研究了添加连续芳纶纤维增强木粉/高密度聚乙烯（CAF-WF/HDPE）复合材料，为改善CAF与WF/HDPE复合材料界面相容性，分别采用磷酸和硅烷偶联剂处理纤维。对比表面处理前后的CAF形态分析显示，经过处理的CAF表面粗糙度增加；采用磷酸和硅烷偶联剂处理，纤维束从基体中的拔出强度分别提高了94.9%和77.6%，表明处理后的CAF与WF/HDPE复合材料的界面结合强度有所提高。对比WF/HDPE复合材料，在挤出成型过程中加入未处理CAF，CAF-WF/HDPE复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了32.1%、35.1%、515.1%；CAF采用硅烷偶联剂处理后，CAF-WF/HDPE复合材料对应的力学性能分别提高了42.0%、37.4%、550.2%。动态力学分析表明：表面处理后CAF与WF/HDPE复合材料的界面相容性得到改善。

• 疏松多孔CoFe₂O₄-还原石墨烯电极复合材料的制备与性能

  陈霄, 柳扬, 徐涛, 熊嘉琪, 熊传溪, 董丽杰,

  采用原位溶剂热法，以氧化石墨烯（GO）与Co²⁺、Fe³⁺为原料制备疏松多孔的纳米CoFe₂O₄-还原氧化石墨烯（CoFe₂O₄-rGO）复合材料。采用XRD、Raman、SEM和HRTEM测试表征了纳米CoFe₂O₄-rGO复合材料的结构与形貌。测试结果表明，纳米CoFe₂O₄-rGO复合材料具有三维结构。自组装的多孔CoFe₂O₄纳米球粒径约为200 nm，在rGO上均匀分散，解决了CoFe₂O₄易团聚的问题。电化学测试结果表明，纳米CoFe₂O₄-rGO复合材料具有较高的比容量及优异的循环和倍率性能，在100 mA·g^-1的电流密度下其比容量为1 262 mAh·g^-1，50次循环后比容量仍能保持在642 mAh·g^-1；并在2 000 mA·g^-1的大电流密度下仍具有221 mAh·g^-1的比容量。纳米CoFe₂O₄-rGO复合材料拥有更优异的电化学性能的原因在于CoFe₂O₄纳米球在rGO上均匀分布。三维结构增加了Li⁺储存的活性位点，有效缓解了电极的体积收缩/膨胀效应，提高了纳米CoFe₂O₄-rGO复合材料的导电性。

• Mg/NiTi复合材料的制备及阻尼性能

  徐吉林, 陶寿晨, 肖奇飞, 罗军明, 张剑平, 刘勇,

  采用Mg粉的无压熔渗法制备Mg/NiTi复合材料以提高多孔NiTi合金的强度和阻尼性能。通过OM、SEM、EDS和XRD分析Mg/NiTi复合材料的显微组织结构，采用压缩实验分析其抗压强度、吸能能力，采用热机械分析仪分析其内耗和存储模量。结果表明：经Mg粉无压熔渗后，多孔NiTi合金的孔隙被Mg填充，其孔隙率由原来的50.38%下降至5.6%，且Mg与NiTi合金的界面结合良好。多孔NiTi合金主要由B2奥氏体相和B19'马氏体相及少量Ni₃Ti相和NiTi₂相组成；Mg/NiTi复合材料除增加了熔渗的Mg相外，还新生成了Mg₂Ni相。Mg的渗入未改变多孔NiTi合金相变行为，但提高了相变温度。Mg/NiTi复合材料的抗压强度可达554 MPa，较多孔NiTi合金提高了61%，压缩断裂方式也由多孔NiTi合金的孔壁崩塌断裂转变为Mg/NiTi复合材料的剪切断裂。Mg/NiTi复合材料的吸能较多孔NiTi合金有大幅提高。同时，Mg/NiTi复合材料的内耗值有所增加，而存储模量大幅提高，整体呈现出更佳的阻尼性能。

• 原位合成TiB₂/Fe复合材料的高温氧化行为

  罗军明, 李乐乐, 黄俊, 徐吉林,

  采用微波烧结技术原位生成TiB₂/Fe复合材料，研究其在500℃、600℃与700℃空气中的恒温氧化行为，并对氧化膜的表面、截面形貌及相组成进行了分析。结果表明：TiB₂/Fe复合材料由TiB₂、Fe₂B和α-Fe三种物相组成。随着氧化温度的升高，TiB₂/Fe复合材料的氧化增重明显增大，均呈现抛物线型规律，在500℃时，其氧化产物主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄，而700℃时，其氧化物为Fe₂O₃、TiO₂、Fe₉TiO₁₅及少量Fe₃BO₆组成。相同温度下，随着TiB₂含量增加，TiB₂/Fe复合材料氧化物粒径、氧化增重和氧化层厚度均减小，氧化激活能增大，其抗氧化性能也越好。

• 金刚石/Al(或AlSi合金)复合材料性能衰退及抑制

  陆晨君, 徐俊, 裴喜伟, 潘徐杰, 陈锋,

  采用气体压力浸渗法制备了金刚石/Al、金刚石/AlSi7和金刚石/AlSi9复合材料，对比研究了其暴露在空气中的性能衰退行为。研究表明，界面反应产物Al₄C₃会潮解生成Al（OH）₃，增大界面热阻，导致金刚石/Al复合材料性能衰退。Al基体中添加Si元素可以显著降低其性能衰退速率，其机制为：金刚石中C元素在Al液中溶解度的降低和Si在金刚石颗粒表面的优先析出，抑制了Al₄C₃的生成量；此外，金刚石/AlSi复合材料致密度的提高，对Al₄C₃与水汽的接触起到阻碍作用。讨论了抑制金刚石/Al复合材料性能衰退的几种可行方法，有望进一步提高其在潮湿环境中的使用寿命。

• Mg-α-SiAlON/MgO复合材料中Mg-α-SiAlON的原位合成

  刘新, 曲殿利, 郭玉香,

  为改善低品位Mg基材料高温性能，采用烧结Mg砂、金属Al粉、单质Si粉和Al₂O₃粉为主要原料，制备了Mg-α-SiAlON/MgO复合材料。通过XRD、SEM及EDS等检测手段，研究了不同原料质量分数及氮化温度条件下Mg-α-SiAlON/MgO复合材料中Mg-α-SiAlON的原位合成，结合热力学分析确定了合成Mg-α-SiAlON的气氛条件并分析了合成Mg-α-SiAlON的反应机制。结果表明：1 550℃时的氮、氧分压满足合成Mg-α-SiAlON的热力学条件。当烧结Mg砂粉、Al粉、Si粉和Al₂O₃粉的质量分数之和为40wt%时，1 550℃保温3 h氮化后的Mg-α-SiAlON/MgO复合材料中板片状Mg-α-SiAlON相生成量最高可达32.1%，且相互交错构成骨架，将低熔点物相包裹其中。利用烧结Mg砂原位氮化制备Mg-α-SiAlON/MgO复合材料，有利于提高Mg基材料的抗热震性能。

• 多层陶瓷结构Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷的制备及性能

  李皓鹏, 李宁, 颜家振, 周亚男, 魏维,

  为更好地实现口腔修复体的美学修复效果，采用掺杂不同含量Fe₂O₃（0.01wt%~0.09wt%）和Al₂O₃（0.1wt%）的3 mol% Y₂O₃稳定的ZrO₂（3Y-TZP）粉体为原料，经过铺粉、压制、烧结等工艺制得色度渐变的多层陶瓷结构Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷。对该梯度复合陶瓷的色度分布、烧结性能和力学性能进行检测，同时研究了Fe₂O₃和Al₂O₃的掺杂对3Y-TZP陶瓷组织和性能的影响。结果表明，制得的Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷色度由红黄向白色沿成分变化方向呈梯度变化，与天然牙齿色度分布规律一致；力学性能呈梯度变化并从无色端到有色端逐渐降低，但仍满足牙科使用需求（≥ 800 MPa）；在无色瓷层中掺杂微量Al₂O₃（0.1wt%）可以改善Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷的烧结性能，避免在预烧结过程中发生开裂。微量Fe₂O₃和Al₂O₃的掺杂会促进其在烧结过程中的致密化及晶粒长大；微量Fe₂O₃（0.01wt%）和Al₂O₃（0.1wt%）的掺杂有助于提高3Y-TZP陶瓷的挠曲强度，然而随着Fe₂O₃掺杂量的继续增多（≤ 0.09wt%）挠曲强度降低。

• V-N-TiO₂/凹凸棒土和V-N-TiO₂/玻璃珠复合材料的吸附及光催化性能

  贾玲萍, 陈作雁, 王应平, 安兴才,

  采用自主研制的V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料，选用腐殖酸、亚甲基蓝、二甲基甲酰胺为目标降解物，对复合材料的吸附特点和光催化性能进行了研究。研究表明，除对二甲基甲酰胺，V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料、凹凸棒土、玻璃珠负载材料对腐殖酸、亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温模型，V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的负载形式对其吸附性能影响最大。V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料对腐殖酸、亚甲基蓝的光催化反应均符合一级动力学方程。V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的光催化性能与吸附平衡常数<em>K</em>_a、光催化表面反应的速率常数<em>K</em>_r有关。当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别较大时，吸附平衡常数越大，反应速率常数越大，光催化反应进行得越快；当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别不大时，光催化表面反应的速率常数越大，反应速率常数则越大，光催化反应进行得越快。

• 壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒的制备与性能

  郜玉楠, 周历涛, 王静, 茹雅芳, 孙美乔, 傅金祥,

  采用实验室自制壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒用于处理水中NH₄⁺-N和NO₃^--N，通过优化工艺条件确定最佳壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒制备方法，并利用SEM、比表面积（BET）、FTIR和XPS分析壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒表面物化特性。结果表明：壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒最佳制备条件为：乙酸浓度为4vol%，壳聚糖浓度为7 g/L，振荡时间为10 h，振荡温度为30℃。制得的壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒对NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸附量分别达到0.636 mg/g和1.952 mg/g，去除率分别为81.60%和40.28%。壳聚糖/沸石分子筛复合吸附颗粒表面形貌呈现较多凸起和微孔，比表面积为391.52 m²/g。FTIR分析结果表明，壳聚糖特征官能团-NH₂和-CH₃已负载于沸石分子筛的基本骨架中。XPS分析结果表明，元素O1s在壳聚糖与沸石分子筛的连接过程中起主要作用，该研究成果可为北方严寒地区净水厂的提标改造提供理论依据。

• 改性氧化石墨烯/Fe₃O₄复合材料的制备及电磁吸收性能

  奚洪亮, 李伟铭, 赵永彬, 陈爱华,

  为改善氧化石墨烯（GO）/Fe₃O₄复合材料的分散程度，利用三苯基膦（PPh3）对GO表面进行功能化改性得到改性氧化石墨烯（GOP），然后采用共沉淀法一步合成GOP/Fe₃O₄复合材料。通过场发射SEM、高分辨TEM、XRD、FTIR、Raman和VSM对GOP/Fe₃O₄复合材料的形貌、结构和磁性能进行表征。利用矢量网络分析仪（PNA）测试了GOP/Fe₃O₄复合材料的电磁参数并模拟计算其对电磁波的吸收性能。结果显示：GOP/Fe₃O₄复合材料的最大电磁波吸收强度值达到-25.4 dB，有效吸收频宽为6.0 GHz，较未改性GO/Fe₃O₄复合材料均有大幅度提高。

• 高疏水氟化SiO₂/聚醚砜复合膜的制备与表征

  李颖娜, 李悦, 孟丽聪, 叶卉, 张玉忠, 徐行健,

  以正硅酸乙酯（TEOS）和全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）为混合Si源，以聚醚砜（PES）为基膜材料，通过真空过滤和热处理工艺制备单侧高疏水氟化SiO₂/PES（fSiO₂/PES）复合膜。通过ATR-FTIR、XPS、TEM和FESEM等对单侧高疏水fSiO₂/PES复合膜进行表征，考察PFDTES修饰量和热处理条件对膜疏水性能的影响，并评价fSiO₂/PES复合膜的疏水稳定性能。结果表明，当PFDTES：TEOS的质量比为3时，高疏水fSiO₂/PES复合膜的疏水性能较好（接触角为131.5°）；当热处理温度为100℃，热处理时间为4 h时，高疏水fSiO₂/PES复合膜表面的接触角为138.9°，且其对不同pH值的溶液都有良好的疏水性能。

• 细菌纤维素@聚吡咯-单壁碳纳米管导电膜的制备与表征

  董丽攀, 李政, 王福迎, 丁英杰, 巩继贤, 张健飞,

  为了获得柔性高电导率导电材料，以细菌纤维素（BC）、吡咯（Py）和单壁碳纳米管（SWCNTs）为原料，在不添加任何黏合剂的情况下，通过简单的原位氧化聚合和真空过滤法制备了BC@聚Py-SWCNTs（BC@PPy-SWCNTs）新型导电膜。通过SEM、FTIR对BC@PPy-SWCNTs复合膜的表面形貌、化学成分进行表征。研究了BC@PPy-SWCNTs膜的电化学性能。结果表明，在SWCNTs添加量为4.7%（质量比）时，BC@PPy-SWCNTs复合膜的电导率可达到6.42 S·cm^-1，相比BC@PPy有了很大提高，在充电电流为5 mA·cm^-2时，其面积电容可达到0.53 F·cm^-2，其能量密度达0.036 mWh·cm^-2，功率密度达到1.75 mW·cm^-2。BC@PPy-SWCNTs膜拓宽了电极材料的种类，有望应用于超级电容器、电池及传感器等领域。

• 多壁碳纳米管/硬脂酸-十八醇@脲醛树脂微胶囊的制备及表征

  王俊霞, 王军, 黄崇杏, 卢立新, 高德,

  通过原位聚合法以硬脂酸-十八醇低共融复合相变材料（SA-OA，质量比为50.02%，相变温度为55℃）为芯材，三聚氰胺改性的脲醛树脂（UF）为壁材，氨基化多壁碳纳米管（MWCNTs-NH₂）为高导热填料制备了MWCNTs/SA-OA@UF相变微胶囊。采用FTIR、SEM、DSC、TGA和导热系数仪，对MWCNTs/SA-OA@UF相变微胶囊的化学结构、表面形貌、相变性能和导热性能进行表征。讨论了不同的MWCNTs修饰方法、不同乳化剂种类和MWCNTs-NH₂添加量对SA-OA@UF相变微胶囊的影响。结果表明：MWCNTs-NH₂在溶液中分散性良好；十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和曲拉通X-100复配乳化剂使SA-OA@UF相变微胶囊的表面形貌更加光滑平整；添加质量比为0.5%的MWCNTs-NH₂，使MWCNTs/SA-OA@UF相变微胶囊的导热系数达到0.224 W/（m·K），提高了38%（55℃），包覆率提高了6.9%，粒度更加均一，热稳定性有明显提高。

• 基于三元金属催化剂制备碳纳米管/三维石墨烯复合材料及电容性能

  张宁, 金燕, 周玲玲, 胡宝山,

  通过均匀沉淀法合成Ni-Mg-Al三元金属氧化物（TMO），再通过一步化学气相沉积法（CVD）以CH₄为碳源、Ar为保护性气体，在原位还原的Ni上生长碳纳米管（CNTs），在Mg和Al的金属氧化物上生长石墨烯（GR），利用水热法刻蚀掉TMO，制备CNTs/三维石墨烯（3DGR）复合材料。基于CNTs与GR两种组分生长动力学的差异，通过控制Ni、Mg和Al三种金属离子的摩尔比、生长温度、生长时间，调控和优化CNTs/3DGR复合材料的结构及电容性能。借助TEM、SEM、EDS、Raman和XRD对CNTs/3DGR复合材料的结构、形貌、组分进行表征。结果表明，CNTs与GR协同作用为CNTs/3DGR复合材料提供了更多电子运输通道，可大幅提高导电性能，实现电容性能的提升，CNTs/3DGR复合材料的比电容最高可达20 F/g。

• MWCNTs改善WS₂/三元乙丙橡胶复合材料的非线性电导特性与热导性能

  韩澎, 郑明胜, 查俊伟, 党智敏,

  通过在一定量的纳米WS₂中添加极少量的多壁碳纳米管（MWCNTs），形成MWCNTs-WS₂复配填料，采用双辊开炼机将三元乙丙橡胶（EPDM）与不同配比的复配填料混合制备了不同MWCNTs含量的MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料。并研究了极少量的MWCNTs添加对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料非线性电导性能、直流击穿性能和导热性能的影响。结果表明，极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料在25℃时的非线性电导特性起到明显的增强作用，且随着MWCNTs含量的增加，复合材料非线性电导特征有明显的规律性变化；由于MWCNTs自身的高电导率和电导正温度系数效应，MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料电导率随电场强度的变化趋势在80℃时不再表现非线性特征。另外，极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料的热导率有明显地改善。

• 纳米BiVO₄/BaTiO₃复合材料光催化降解性能

  县涛, 邸丽景, 马俊, 周永杰, 魏学刚,

  通过混合烧结法将BiVO₄与BaTiO₃复合获得BiVO₄/BaTiO₃复合光催化剂。采用XRD和FTIR分析了产物的物相，可知，BiVO₄/BaTiO₃复合材料中仅含有BiVO₄和BaTiO₃，无杂相生成。TEM观察发现，粒径约为55 nm的纳米BaTiO₃颗粒较好地附着在平均颗粒尺寸为~400 nm的BiVO₄颗粒表面，形成异质结构。选用酸性橙7（AO7）作为反应物模型，以模拟太阳光作为光源，研究了BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化降解性能。结果表明：与BaTiO₃相比，BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化降解活性显著提高；当BiVO₄的含量为8wt%时，BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化效果最佳，光照6 h染料的降解率可达~68%，为BaTiO₃的1.9倍。BiVO₄/BaTiO₃复合材料的光催化性能较为稳定，循环使用3次后AO7的降解率仍有~62%。催化机制分析说明，BaTiO₃与BiVO₄复合后，光生电子和空穴能够向对方迁移，促进了光生电荷的分离，有利于光催化效率的提高。

• 超薄MnO_<em>x</em>修饰多孔碳纳米纤维及其电容脱盐

  王彦博, 聂鹏飞, 刘建允,

  MnO₂具有较高的理论比电容而作为良好的电容器材料，但因其导电性和循环稳定性较差，从而限制其电化学应用。本研究以静电纺丝技术制备的多孔碳纳米纤维（PCNF）为载体，经KMnO₄浸泡后，高温退火获得超薄MnO_<em>x</em>层修饰的复合碳纳米纤维（APCNF-MnO_<em>x</em>）。通过接触角、SEM、TEM、电化学表征及电容脱盐测试对比分析了碳纤维多孔结构对MnO_<em>x</em>形貌及电化学性能的影响。电化学测试结果表明：APCNF-MnO_<em>x</em>电极的比电容是退火的MnO_<em>x</em>修饰无孔碳纳米纤维（ACNF-MnO_<em>x</em>）电极的4倍（20 mV/s）。以APCNF-MnO_<em>x</em>为电容器负极材料，成功制得电容器去离子器件，其电容脱盐量达到9.23 mg/g，比ACNF-MnO_<em>x</em>提高了29%。