复合材料学报杂志

复合材料学报杂志2019年第9期

• 聚硅氧烷/聚苯硫醚无纺布复合电池隔膜的制备与性能

  张静茜, 陈萌, 陈东志, 殷先泽, 许静, 王罗新,

  以聚乙烯基硅氧烷（PVS）为涂覆材料，以耐高温聚苯硫醚（PPS）无纺布为支撑材料，通过物理浸涂的方法制备了PVS/PPS无纺布复合锂离子电池隔膜。通过对基本物理性能、电化学性能和电池性能的系统考察，发现与聚烯烃（PP/PE/PP）隔膜相比，PVS/PPS复合隔膜具有较发达的微孔结构、良好的润湿性、较高的离子电导率及良好的界面相容性，有助于降低电池工作时的欧姆极化程度，并使电池表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性（保持率约为100%）。此外研究发现，PVS/PPS复合隔膜具有优异的耐热性，在250℃的高温下热处理1 h后仍能表现出较好的尺寸稳定性。可见，PPS无纺布基复合隔膜在动力型锂离子电池领域具有很大的发展前景。

• 玄武岩短纤维-芳纶浆粕/氯丁橡胶复合材料的制备与性能

  陈春花, 王洪振, 王建军, 辛振祥,

  以氯丁橡胶（CR）为基体，改性玄武岩短纤维（BSF）和芳纶浆粕（AP）作为增强相，制备了高强度、高模量的BSF-AP/CR复合材料，系统地研究了BSF和AP对BSF-AP/CR复合材料基本物理性能、动态力学性能和动刚度的影响。采用超声波辅助γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对BSF进行了改性，通过FTIR测试显示KH550与BSF表面基团发生了反应。通过SEM观察发现，改性BSF与CR界面相容性较好，易于分散和取向，而AP锚固在CR基体中，取向度不如BSF高；随着BSF与AP质量比值减小，BSF-AP/CR复合材料的拉伸强度、拉断伸长率和屈挠性能降低，耐撕裂性能和耐磨性能变好。采用弹性体材料测试系统（MTS）测试复合材料的动刚度。结果表明，BSF与AP质量比越小，BSF-AP/CR复合材料的动刚度越大，说明AP对BSF-AP/CR复合材料动刚度贡献大。动态力学性能显示，AP用量越多，BSF-AP/CR复合材料的储能模量（<em>G</em>'）越高，Payne效应越明显，而阻尼因子越小，说明AP有良好的模量-滞后平衡效应。当BSF与AP质量比为10：10时，BSF-AP/CR复合材料的综合性能较好。

• 环氧树脂-脲醛树脂@2-甲基咪唑微胶囊/环氧树脂复合材料的制备及自修复性能

  肖春平, 万里鹰, 张崇印, 陈前川, 郝冬冬, 张伦亮,

  以一步原位聚合法制备芯材为环氧树脂（E-51），壁材为脲醛树脂（UF）的E-51-UF微胶囊。采用FTIR、SEM、TG、粒度分析仪等分别对E-51-UF微胶囊结构、表面形貌、耐热性和粒径分布进行了表征。以E-51-UF微胶囊为核，固化剂2-甲基咪唑（2-MI）为壳通过共混复合，得到E-51-UF@2-MI复合微胶囊。将E-51-UF@2-MI微胶囊填充到E-51基体中，制备了E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸试样、弯曲试样和梯形双悬臂梁（TDCB）修复试样，并采用电子万能试验机测试其性能。分析了填充E-51-UF@2-MI微胶囊质量分数对E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料力学性能及自修复性能的影响。结果表明：制备的E-51-UF微胶囊呈现规整球形结构，平均粒径为130 μm，耐热温度达364℃；E-51-UF@2-MI复合微胶囊质量分数为10wt%时，E-51-UF@2-MI微胶囊/E-51复合材料拉伸强度达到最大值，为31.17 MPa，弯曲强度为66.77 MPa，最大修复率为90.1%。

• 碳纤维/环氧树脂脉管自润滑复合材料的制备及摩擦性能

  崔锦峰, 张静, 慕波, 郭军红, 刘鹤, 杨保平,

  以聚乳酸（PLA）为前驱体，碳纤维（CF）为增强体，通过经纬编织成PLA-CF复合纤维织物；以环氧树脂（EP）为基体，甲基硅油为润滑介质，采用前驱体蒸发（VaSC）技术和真空浸油方式分别制备了脉管自润滑环氧树脂（VAEP）材料和CF/VAEP复合材料。利用SEM对CF/VAEP复合材料的断面、摩擦面和对偶面形貌进行表征，以万能材料试验机和高速环块摩擦磨损试验机对CF/VAEP复合材料的力学和摩擦学性能进行了测试。结果表明：脉管结构和CF提升了EP的润滑性能和力学性能。当径向脉管密度为8孔/10 mm时，VAEP的摩擦系数和磨损率较纯EP分别降低了67.95%和85.71%；当径向脉管密度为8孔/10 mm，CF经纬丝束比为8/4时，CF/VAEP复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量比相同径向脉管密度的VAEP分别提高了203.33%、44.16%、325.78%、311.37%。

• 纳米SiO₂对交联聚乙烯交/直流击穿强度和耐电树枝性能影响

  艾叶, 李春阳, 赵洪, 杨佳明, 张城城, 韩宝忠,

  为系统地研究纳米SiO₂对交联聚乙烯（XLPE）交/直流击穿强度和交/直流耐电树枝特性的影响，使用平行双螺杆分别制备了含0.5wt%和1wt%纳米SiO₂的纳米SiO₂/XLPE复合材料，以商用直流电缆料和普通XLPE作为参照，测试了掺杂纳米SiO₂对XLPE交流电树枝和直流接地电树枝的引发和生长特性及交/直流击穿强度的影响。实验结果表明，商用直流电缆料的直流击穿强度与普通XLPE相近，但其直流接地电树枝的引发更困难，树枝生长也更缓慢；随着纳米SiO₂添加量增大，纳米SiO₂/XLPE复合材料交/直流击穿强度的作用增强，对交/直流电树枝引发的抑制作用也增强，1wt%纳米SiO₂/XLPE复合材料具有显著抑制直流接地电树枝生长的效果，其直流接地电树枝引发和生长特性均优于商用电缆料；1wt%纳米SiO₂/XLPE复合材料的交流击穿强度和交流电树枝起始电压均高于普通XLPE，但其对交流电树枝的生长抑制作用仅局限在电树枝生长初期，电树枝生长达到一定阶段后，1wt%纳米SiO₂/XLPE复合材料中的电树枝生长速度超过普通XLPE。

• 核-壳结构界面对纳米Ag掺杂BaTiO₃@PDA/P(VDF-HFP)复合膜介电和储能性能影响

  夏卫民, 张慧慧, 顾玉娇,

  为改善聚偏氟乙烯（PVDF）基复合材料界面相容性，提高其电性能，利用聚多巴胺（PDA）成功包覆了纳米钛酸钡（BaTiO₃），并引入纳米Ag离子制备出具有核-壳结构的Ag镶嵌BaTiO₃@PDA-Ag颗粒。以介电聚合物聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））为基体，采用溶液流延法制备了BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合材料厚膜。利用FTIR和XPS验证了BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合材料结构和形貌，并用宽频介电频谱仪和铁电测试仪分别比较了PDA包覆前后的不同BaTiO₃含量的BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合膜在低电场下的介电性能和高电场下的电极化性能。结果表明，BaTiO₃@PDA-Ag质量分数为20wt%的BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合膜在10 Hz下介电常数（ε_r）达到了25，介电损耗（tan<em>δ</em>）仅为0.1，在175 M·Vm^-1电场下电极化强度（<em>D</em>_m）为6.2 μC·cm^-2，200 M·Vm^-1时储能密度（<em>U</em>_e）达到了6.9 J·cm^-3，高于其它界面未处理复合膜。以上结果可为此类介电复合材料界面结构处理和电性能研究提供参考。

• ZrO₂/聚偏氟乙烯复合材料介电性能及松弛行为

  童婷, 马凯,

  通过熔融法制备了ZrO₂/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料，采用SEM、XRD和FTIR对其形貌和结构进行分析，结果表明，ZrO₂分布较为均匀，ZrO₂/PVDF复合材料主要含α相和少量γ相。采用宽频介电谱（BDS）测试，ZrO₂/PVDF复合材料介电常数ε'随ZrO₂含量的增加而增加，而介电损耗tan<em>δ</em>保持定值，表明ZrO₂的加入可以显著提高ZrO₂/PVDF复合材料的介电性能。经计算ZrO₂/PVDF复合材料介电模量<em>M</em>″和活化能，发现有玻璃化转变峰、缺陷峰和界面极化峰存在，而加入ZrO₂后，ZrO₂/PVDF复合材料活化能增加。

• 玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料环境综合因素下的冲蚀行为及机制

  代礼葵, 孙耀宁, 王国建,

  对风电工程中采用的玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂（GF/EVE）复合材料进行碱-紫外循环加速老化试验，通过分析不同循环老化周期下GF/EVE复合材料吸湿率、微观形貌、表面元素含量、树脂初始分解温度及冲蚀失重率的变化，探讨了GF/EVE复合材料碱-紫外循环老化机制和不同循环老化周期下抗冲蚀性能的变化。结果表明：在水分子的扩散、水解反应和光氧老化的共同作用下，GF/EVE复合材料表层树脂发生老化降解、纤维与树脂基体界面出现脱黏、纤维发生腐蚀分解；同时循环老化造成树脂分子链断裂，树脂交联密度下降，导致树脂初始分解温度下降；在第1个老化周期内GF/EVE复合材料冲蚀失重率下降了2.06%，老化结束时冲蚀失重率增加了32.8%。

• 羟基锡酸钴在软质聚氯乙烯中的高效阻燃消烟作用

  胡伟东, 赵贺, 焦运红, 吴静,

  通过共沉淀法制备了亚微米尺寸的羟基锡酸钴（CHS）阻燃剂，并将其应用于软质聚氯乙烯（PVC）中，制得CHS/PVC复合材料。采用极限氧指数仪（LOI）、锥形量热仪、TG和拉伸仪研究了CHS/PVC复合材料的阻燃性能、热稳定性和力学性能。结果表明，CHS可以有效提高CHS/PVC复合材料的阻燃性能，并对CHS/PVC复合材料的力学性能保护较好；与空白PVC相比，当CHS添加量（CHS与PVC质量比）为10%时，CHS/PVC复合材料的LOI增加了2.3%，热释放速率峰值和烟释放速率峰值分别下降了39.6%和57.4%。这主要是由于CHS受热后脱除的水具有冷却和稀释热量的作用；另一方面在燃烧过程中生成的CoCl₂可以有效催化PVC早期分解，形成更加致密且连续的残炭，从而有效抑制PVC的燃烧。

• 高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配

  许鹏, 李刚, 于运花, 杨小平,

  自行开发了一种高刚度环氧树脂（5182树脂），研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明，原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性，其玻璃化转变温度达228℃，拉伸模量达到4 375 MPa。采用高刚度5182树脂制备了国产BHM3和东丽M40J高模碳纤维增强高刚度环氧树脂复合材料，考察了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单丝复合材料的界面黏结性能和断面微观形貌，并评价了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单向复合材料的宏观力学性能。结果表明，由于树脂模量的提高及界面破坏区域由碳纤维表面转移到环氧树脂区，高模碳纤维/高刚度环氧树脂复合材料的界面剪切强度最高达106.8 MPa，宏观力学性能优异，尤其弯曲性能和层间剪切强度大幅提高。

• 有机蒙脱土/聚氨酯弹性体复合材料的微观形貌及力学性能

  陈宇飞, 岳春艳, 李治国, 滕成君, 马英一,

  以十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）为改性剂，通过离子交换法改性钠基蒙脱土（MMT）制得有机蒙脱土（OMMT）；以聚丙二醇（PPG）和4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为单体，1，4-丁二醇（BDO）为扩链剂，合成聚氨酯弹性体（PUE）基体；并采用预聚体法制备了OMMT/PUE复合材料。FTIR和XRD测试结果表明：OMMT在2 921 cm^-1和1 469 cm^-1处出现-CH₂吸收峰，表明OTAC分子链成功插入到OMMT片层，由OMMT的耐热性推算OTAC的插层量为24%，且OMMT的层间距较MMT增加了0.7 nm。OMMT/PUE复合材料的SEM和XRD结果显示：适量的OMMT在PUE基体中均匀分散，且以完全剥离的形式存在，其主要原因是：一方面由于OTAC分子与PUE软链间存在较强的作用，另一方面OMMT表面活性基团与基体间也存在一定的界面作用，两种作用均有利于提高OMMT/PUE复合材料的力学性能。力学性能测试结果表明：当OMMT的含量为3wt%时，OMMT/PUE复合材料的拉伸强度、扯断伸长率及断裂拉伸强度比PUE分别提高了37%、28%和34%，力学性能得到明显改善。

• 混杂工艺对椰壳-大麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响

  杨莉, 王孝锋, 邹梨花, 徐珍珍,

  采用正交分析法，讨论混杂工艺和复合工艺对椰壳-大麻/聚丙烯（PP）复合材料力学性能的影响。结果表明，混杂处理后的椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能均比相同复合工艺条件下的大麻/PP复合材料有较大程度的改善。椰壳纤维与大麻纤维质量比对混杂椰壳-大麻/PP复合材料力学性能影响最大，且混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随椰壳纤维含量的增加而线性增大；混杂针刺毡中PP纤维质量分数对混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度影响较大，最初混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗弯强度随PP纤维质量分数的增加而减小，随后又随PP纤维质量分数的增加有一定程度的增大，而混杂椰壳-大麻/PP复合材料的抗拉强度则随PP纤维质量分数的增大而线性减小；混杂椰壳-大麻/PP复合材料的力学性能随复合层压温度的升高呈下降趋势。

• 高强高模聚酰亚胺纤维/环氧树脂复合材料力学性能与破坏机制

  卓航, 李是卓, 韩恩林, 张代军, 刘刚, 田国峰, 包建文, 武德珍,

  以高强高模聚酰亚胺（PI）纤维为增强体，以航空级环氧树脂（EP）为基体，通过热熔法制备预浸料并采用热压罐成型技术制备了PI/EP复合材料层合板，对其力学性能和破坏形貌进行了分析。结果表明：高强高模PI纤维与EP具有良好的界面结合力，PI/EP复合材料的层间剪切强度为65.2 MPa，面内剪切强度为68.6 MPa；良好的界面结合状态能充分发挥PI纤维优异的力学性能，PI/EP复合材料的纵向拉伸强度达1 835 MPa，弯曲强度为834 MPa；PI/EP复合材料纵向拉伸破坏模式为散丝爆炸破坏，同时由于高强高模PI纤维还具有优异的韧性和较高的断裂伸长率，PI/EP复合材料从受力到失效断裂的时间较长；PI/EP复合材料纵向压缩破坏模式为45°折曲带破坏。高强高模PI/EP复合材料为航空航天先进复合材料增加了一个全新的选材方案。

• 多级复合材料蜂窝结构的力学性能

  杨志韬, 于国财, 刘鑫, 张笑瑜, 王增贤, 吴林志,

  根据多级结构设计思想，把高性能聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫加入到单向碳纤维增强树脂复合材料之间，制备多级复合材料蜂窝结构。对多级复合材料蜂窝结构的平压性能进行了研究，包括多级复合材料蜂窝结构平压性能的理论预报和试验验证。研究了多级复合材料蜂窝结构平压性能随结构等效密度变化的关系。并对多级复合材料蜂窝结构的三点弯曲性能进行了研究，主要包括理论预报和试验验证。通过理论研究对结构的失效模式进行了预报，绘制了失效模式机制图，并通过三点弯曲试验对理论预报结果进行了验证。

• 凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料的制备及性能

  崔家民, 杨艳青, 靳虎芳, 邓钏, 张卫珂,

  由于Bi₂WO₆半导体具有无毒、强氧化性、强可见光响应等特点，呈现出优异的光催化活性。然而，Bi₂WO₆具有比表面小和吸附能力差的缺点限制了其实际应用。利用凹凸棒黏土的强吸附性，通过调节水热反应温度和时间、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比及前驱体溶液的pH值等条件制备凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料，并对其进行XRD、SEM、N₂吸附-解吸和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等表征测试。研究表明，在180℃水热反应18 h、凹凸棒黏土与Bi₂WO₆的质量比为6%、凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料前驱体溶液的初始pH=1时，凹凸棒/Bi₂WO₆光催化复合材料具有3D纳米球状分层结构，且在可见光下对罗丹明B具有较好的光催化性能。

• 超声辅助制备β-磷酸三钙/Mg-Zn-Ca生物复合材料及性能

  许广全, 刘德宝, 丁鹏飞, 陈民芳,

  在生物Mg合金基体中添加β-磷酸三钙（β-TCP）颗粒可以调控其力学性能及腐蚀降解性能，满足人体不同植入部位的服役需求。本研究在机械搅拌铸造的基础上，采用超声方法对Mg基复合材料的熔体进行辅助处理，制备了β-TCP添加量为1%（质量比）、Zn含量为3%（质量比）、Ca含量为0.2%（质量比）的β-TCP/Mg-Zn-Ca可降解生物复合材料，对超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为与未超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料进行了对比研究。结果表明：超声处理可以细化β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织，有利于β-TCP复合颗粒的均匀分散；β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料在模拟体液环境下的耐蚀性得到提高；其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为211.54 MPa、334.32 MPa和7.28%，与未超声处理的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料相比，分别提高了8.44%、4.67%和17.99%。

• 一步水热合成Sm³⁺-SrTiO₃/TiO₂复合纳米纤维及可见光催化性能

  李跃军, 曹铁平, 梅泽民, 赵晓波, 孙大伟, 杨殿凯,

  以电纺TiO₂纳米纤维为基体和反应物，通过一步水热法，将SrTiO₃原位构筑在TiO₂纳米纤维表面的同时将稀土Sm³⁺掺入SrTiO₃中，合成了Sm³⁺-SrTiO₃/TiO₂复合纳米纤维光催化材料.利用XRD、XPS、FESEM和HRTEM等测试手段对样品进行了表征.以罗丹明B和对氯苯酚模拟有机污染物进行光催化降解.结果表明：稀土Sm³⁺掺杂进入SrTiO₃晶格取代Sr²⁺，在SrTiO₃禁带内形成杂质能级，拓宽了光谱响应范围；同时在SrTiO₃晶格内引入了缺陷位，成为电子的捕获中心，降低了载流子的复合几率；而SrTiO₃与TiO₂复合形成异质结，进一步提高了光生电子-空穴的分离程度，Sm³⁺-SrTiO₃/TiO₂复合纳米纤维表现出良好的可见光催化活性。

• RGO-MIL-68(Fe)复合材料的静电自组装合成及光催化还原Cr(Ⅵ)的性能

  高艳红, 刘文君, 马剑琪,

  采用静电自组装方法制备氧化石墨烯（GO）-MIL-68（Fe）复合物，并通过简单溶剂热处理，将GO还原为还原氧化石墨烯（RGO），首次制得RGO-MIL-68（Fe）复合物。通过XRD、FESEM、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等方法对RGO-MIL-68（Fe）复合催化剂的晶体结构、形貌、光吸收性能等物理化学性质进行表征。在可见光照射下，以草酸铵（（NH₄）₂C₂O₄）为牺牲剂，对RGO-MIL-68（Fe）复合材料进行光催化还原Cr（Ⅵ）性能评价，结果表明，只需复合少量的RGO，MIL-68（Fe）的光催化活性就能显著地提高。当RGO含量为1wt%时，RGO-MIL-68（Fe）复合材料表现出最优的光催化活性，反应60 min，体系中的Cr（Ⅵ）的还原率高达81%。结合电化学分析可知，这主要是由于RGO的引入在增强MIL-68（Fe）光吸收性能的同时也促进了光生载流子的分离。

• 碳纤维表面改性增强Fe₃Al-Al₂O₃复合材料的制备及组织性能

  贾建刚, 刘畅, 刘第强, 高昌琦, 季根顺,

  采用溶胶-凝胶分散和热压烧结制备了短切碳纤维（CF_s）/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料。分别通过电化学镀Cu和化学气相沉积SiC对CF_s表面修饰和改性，研究了Cu镀层和SiC涂层对CF_s/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料显微组织、相组成、力学性能及断裂行为的影响。结果表明，未修饰的CF_s在Fe₃Al-Al₂O₃基体中受到严重侵蚀，CF_s/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料致密度低，抗弯强度仅为239.0 MPa，与Fe₃Al-Al₂O₃强度相当；表面镀Cu可有效保护CF_s不被侵蚀，同时提高了CF_s/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料的烧结致密性和界面结合强度，从而明显提高了复合材料的断裂强度，但断裂过程中纤维拔出较短；CF_s表面沉积SiC的CF_s/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料组织均匀致密，表面涂层完整，且与纤维及基体之间结合力相当，断裂过程中，涂层既可随纤维一起拔出基体，也可与CF_s分离而留在基体之中，SiC涂层与纤维及基体之间的弱相互作用很大程度上促进了纤维脱黏和拔出，从而促进CF_s/Fe₃Al-Al₂O₃复合材料韧化所需的渐进破坏机制。

• ZrB₂-SiC/(C/C)复合涂层材料微观结构与静态氧化特性

  薛朋飞, 刘津生, 孙建涛, 解惠贞, 秦淑颖, 崔红,

  采用涂刷法在C/C复合材料表面制备了ZrB₂-SiC复合涂层，采用XRD和SEM分析了涂层的相组成和微观结构，并研究了ZrB₂-SiC/（C/C）复合涂层材料在1 200℃和1 500℃的静态氧化性能。结果表明：ZrB₂-SiC涂层结构致密，无明显的孔洞和裂纹；涂层有效改善了材料的抗氧化性能，经1 200℃静态氧化60 min后，ZrB₂-SiC/（C/C）复合涂层材料失重率仅为2.4%，1 500℃时失重率增大至15%，小于无涂层保护的C/C复合材料（~35%）。ZrB₂-SiC/（C/C）复合涂层材料氧化后，形成了含有ZrO₂等高熔点颗粒的玻璃态SiO₂氧化膜，能够有效抑制氧的扩散，从而提高了C/C复合材料抗氧化性能。

• Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料的制备及其在光催化制氢中的应用

  路彦丽, 王靖宇, 王建省, 张文丽, 曾雄丰,

  为了进一步提高Cu₂ZnSnS₄的光催化制氢性能，首先通过水热法制备出Cu₂ZnSnS₄光催化材料，在此基础上加入Cd（CH₃COO）₂·2H₂O和Na₂S进行二次水热反应制备Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料。通过XRD、SEM、TEM、Raman及XPS等分析测试方法对Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料的物相结构、微观形貌和元素价态进行了表征。结果表明：成功制备了结晶性能较好的Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料。Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料是由球状和块状颗粒组成；Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料表面>95%的Cd和S原子（原子比为1：1）的存在说明块状颗粒Cu₂ZnSnS₄表面生长的球形颗粒为CdS；在氙灯下的光催化制氢性能表明，Cu₂ZnSnS₄-CdS复合材料的光催化制氢效果明显优于Cu₂ZnSnS₄和CdS，产氢效率为296.17 μmol（g·h）^-1。

• 磁性介孔TiO₂/氧化石墨烯复合材料的制备及其对U(Ⅵ)的吸附

  毕玉玺, 凌辉, 唐振平, 谢严兴,

  以氧化石墨烯（GO）、纳米Fe₃O₄、钛酸四丁酯（TBOT）为原料，合成了磁性介孔TiO₂/GO（Fe₃O₄@TiO₂/GO）复合材料，用其处理浓度为10 mg·L^-1的含U（Ⅵ）废水。研究了Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料中GO含量、溶液初始pH值、Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料投加量、反应时间、U（Ⅵ）初始浓度及共存离子对U（Ⅵ）吸附的影响。结果表明：在pH值为6、GO质量分数为60wt%、Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料投加量为10 mg的条件下，Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料对U（Ⅵ）的吸附效果最佳，较同等条件下磁性介孔Fe₃O₄@TiO₂复合材料和GO的吸附量分别高了10.99 mg·g^-1和1.91 mg·g^-1。Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料对U（Ⅵ）的吸附180 min即达到平衡，准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型能很好地描述其吸附过程。解吸实验表明，经5次吸附-解吸后，U（Ⅵ）的吸附率仍高达90.86%，说明Fe₃O₄@TiO₂/GO复合材料具有较高的循环利用性能。

• 生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

  张隐, 黄慧玲, 魏留洋, 甘露, 潘明珠,

  以纳米晶纤维素（NCC）为形貌诱导模板，醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）为Zn源，采用原位聚合法制备NCC/ZnO纳米杂化物，再经550℃高温碳化，得到生物质炭/ZnO复合材料。采用TEM、XRD、BET、UV-Vis测试研究生物质炭与ZnO固体质量比（0.03：1、0.17：1、0.67：1）对生物质炭/ZnO复合材料形貌、晶体结构、孔结构及光吸收性能的影响。并进一步以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，研究生物质炭/ZnO复合材料的吸附-光催化性能，阐明其吸附-光催化机制。结果表明，经550℃高温碳化后，NCC转化为具有石墨微晶结构的生物质炭，其骨架结构得以保留，纳米ZnO均匀负载在生物质炭表面，形成生物质炭/ZnO复合材料。与纯纳米ZnO相比，生物质炭/ZnO复合材料比表面积显著提高，具备优异的吸附性能，同时，NCC转化得到的生物质炭有效提高了ZnO的光生电子-空穴对的分离率。生物质炭/ZnO复合材料通过吸附-光催化协同效应去除水体中的MB，去除率显著增加。当生物质炭与ZnO的固体质量比为0.17：1时，生物质炭/ZnO复合材料的平均孔径为188.99 nm，比表面积为33.51 m²/g，在室温条件下，避光吸附30 min后，再使用500 W紫外灯照射20 min，即对MB降解率达到99.8%。

• Co-Mn掺杂碳气凝胶的制备与性能

  臧君娇, 倪晓慧, 王栋, 曹美莲, 迟祥, 程万里, 韩广萍,

  为探究不同碳化温度对Co-Mn掺杂碳气凝胶（Co-Mn/CA）电催化析氢性能的影响，以资源丰富且可再生的木质纤维素为碳源、四水乙酸钴为钴源、四水乙酸锰为Mn源，通过水热法制备出Co-Mn/CA。研究发现，纤维素气凝胶碳化后表面形貌发生改变，由片层结构转变为多孔结构，使其活性位点数量增多，电催化析氢活性增加。通过XRD和N₂吸-脱附对其结构进行了表征处理分析，结果表明，经碳化处理后的CA产物以无定型碳为主，经900℃碳化处理后的CA（CA-900）比表面积和总孔隙体积均为最大，分别为958 m²g^-1和0.33 cm³·g^-1。电化学性能测试表明，Co-Mn/CA-900表现出最好的电催化析氢反应（HER）催化活性，在1 mol/L KOH电解液中、50 mA·cm^-2的电流密度下，具有175 mV的过电势，经过10 h的计时电位测试，压降仅为7%，表现出较好的电催化析氢稳定性。

• Fe₃O₄/高岭土磁性复合材料对Cu²⁺的吸附性能

  邢敏, 雷西萍, 韩丁, 许静, 刘戈辉, 于婷,

  为实现高岭土（Kaolin）在Cu²⁺废水处理中的实际应用，采用球磨方法制备了剥离Kaolin，并通过氧化沉淀法制备了Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料。通过激光粒度分析仪、SEM、XRD对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的形貌及组成进行表征，并通过测试Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的饱和吸附量和磁分离回收率，确定了当Kaolin球磨4.0 h、掺量为3.0 g时所制备的Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附性能最佳，平衡吸附量为17.98 mg/g。磁滞回线结果表明，Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料具有较好的磁响应性，饱和磁化强度约为16.19 emu/g。此外，采用Langmuir和Freundlich吸附等温式对Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料的吸附数据进行拟合，结果表明，Fe₃O₄/Kaolin磁性复合材料对Cu²⁺的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型，既存在单分子层吸附，也存在多分子层吸附。

• TEMPO氧化纤维素纳米纤丝对多壁碳纳米管分散性的影响

  吴波, 邵发宁, 何文, 李惠勉, 杨阳,

  以竹粉为原料，采用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法通过改变NaClO的添加量制备出不同羧基含量及形态的纤维素纳米纤丝（CNFs），并将制备的CNFs作为分散剂对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行分散处理，得到不同分散浓度的CNFs/MWCNTs悬浮液，采用Beer-Lambert定律对MWCNTs的分散量进行测定，并采用原子力显微镜（AFM）、激光粒度分析仪（LPSA）等手段评价了不同羧基含量及形态的CNFs对MWCNTs的分散效果。结果表明：随着NaClO添加量的增加，CNFs的横截面直径逐渐变小，羧基含量逐渐增加，同时，CNFs对MWCNTs的分散量逐渐增大；当CNFs的羧基含量从0.635 mmol/g增加到1.646 mmol/g时，对MWCNTs的分散量从19%增加到39%；不同CNFs/MWCNTs悬浮液中的粒度分布系数（PDI）值均小于0.3，且不同悬浮液的Zeta电位绝对值均高于30 mV，表明不同羧基含量的CNFs均能对MWCNTs有较好的分散效果；同时，随着羧基含量的增加，CNFs对MWCNTs的分散效果越好，CNFs/MWCNTs复合薄膜的抗拉应力逐渐增大，而且电阻率逐渐降低，当CNFs羧基含量为1.646 mmol/L时，CNFs/MWCNTs复合薄膜抗拉应力达到了91 MPa，薄膜电阻率低至0.1460 Ωcm。

• 含硫偶联剂对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响

  王伟东, 李奇, 赵劲松, 美丽,

  以再生高密度聚乙烯（HDPE）、沙柳木粉和废轮胎胶粉为原材料，含硫偶联剂Si69为界面相容剂，采用模压法制备木粉/橡胶-塑料三元复合材料。考察Si69对木粉/橡胶-塑料三元复合材料力学性能及耐热性能的影响，并采用FTIR和SEM分析Si69改性前后废轮胎胶粉的表面特性及木粉/橡胶-塑料三元复合材料的微观断面形貌。结果表明：Si69与废轮胎胶粉发生了化学反应。当Si69添加量为5wt%时，木粉/橡胶-塑料三元复合材料的界面结合较佳，力学性能及耐热性能较优，其中弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了13.85%、7.24%和6.63%；维卡软化温度和热变形温度较未添加Si69的木粉/橡胶-塑料三元复合材料分别提高了6.95℃和8.70℃，Si69可在一定程度上提高木粉/橡胶-塑料三元材料的耐热性能。Si69添加量为7wt%时，木粉/橡胶-塑料三元复合材料的缺口冲击强度可达到3.99 k·Jm^-2。