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金属掺杂对碳纳米纤维结构及导电性能的研究

高大伟 , 王丽丽 , 陆振乾 , 王春霞 , 魏取福 , 付文秀 , 陆逸群

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.020

以DMF为溶剂,利用静电纺丝法制备了PAN/Ni(OAc)2、PAN/Co(OAc)2和PAN/Cu(OAc)2复合纳米纤维,在250℃对复合纳米纤维进行预氧化处理,然后在800℃下进行碳化处理得到碳基复合纳米纤维.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面与孔径分析仪(ASAP 2020)等对复合纳米纤维表面形貌和结构进行了表征,用四探针测试仪测试碳基复合纳米纤维的电导率.研究结果表明:高温处理后C/Co、C/Ni和C/Cu复合纳米纤维的直径比前驱体复合纳米纤维有所下降,部分纤维发生断裂,金属Co、Ni和Cu较均匀地分散在碳纤维内部.碳基复合纤维的比表面积和孔体积大大增加,分别为597 m2·g-1和0.297 cm3·g-1,C/Cu复合纳米纤维的导电率最高可达8.75 S/m.

关键词: 静电纺丝 , 金属掺杂 , 碳纳米纤维 , 比表面积 , 电导率

工件内腔镀硬铬

杨占伟 , 高大伟

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2006.04.007

分别讨论了工件内腔镀硬铬液的组分--铬酸酐、硫酸和三价铬的含量对镀层性能的影响:铬酸酐的含量过高,镀层硬度降低.硫酸根的含量过高,镀液的分散能力和电流效率降低,并且镀液中Cr 3+的含量上升;含量过低,会使镀件凹处的镀层薄,甚至无镀层沉积.Cr 3+含量偏高,槽电压升高,光亮区变窄;含量偏低,分散能力降低,镀层光泽性不好,镀后工件水洗性不好.其最佳含量分别为:铬酸酐220~250 g/L,硫酸与铬酸酐的质量比1:(110~120),Cr 3+ 2~4 g/L.分别对30 ℃、40 ℃和50 ℃下的铬酐的质量浓度与镀液密度的关系,电镀过程中镀液温度与阴极电流密度及其与工件形状、阳极的设计和电极间距的关系,以及工件的预热温度、冲击电流和反向蚀刻等操作规范进行了介绍.

关键词: 工件 , 内腔 , 镀硬铬 , 镀液 , 操作

La3+掺杂TiO2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

吴宁 , 魏取福 , 焦亚男 , 高大伟

材料导报

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维.采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试.结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构.La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用.光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳.

关键词: La3+掺杂 , TiO2纳米纤维 , 形貌 , 晶型 , 比表面积 , 孔隙率 , 光催化

碳基复合纳米纤维的制备、表征及电容预测模型

高大伟 , 王清清 , 王欣 , 魏取福

材料导报

以DMF为溶剂,利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮/醋酸铜(PAN/PVP/Cu(OAc)2)复合纳米纤维,并借助于Design Expert软件采用Box-Behnken试验设计法及响应面法分析了不同组分的PAN/PVP/Cu(OAc)2对碳基复合纳米纤维电容的影响,用Solartron1470测其电化学性能.选取PAN、PVP及Cu(OAc)2作为影响电容的3个主要因素,并以电容作为考察对象,建立了二次多元回归模型;利用扫描电子显微镜(SEM)观测了纤维的直径和表面形貌,同时利用XRD分析了碳基复合纳米纤维的物相.结果表明,模型预测的纤维直径与真实值较为符合,说明该模型能有效地预测电容.优化后的碳基复合纳米纤维为C/Cu/CuO/Cu2O复合物,同时纤维变细,表面较粗糙且部分纤维发生断裂.

关键词: 静电纺丝 , 纳米纤维 , 电容 , 优化 , Box-Behnken设计

Fe3O4/聚苯胺微乳液聚合以及与聚丙烯腈复合纳米纤维的制备

陈芳 , 高大伟 , 魏取福 , 蔡以兵

材料导报

以HCl为掺杂酸、CTAB为乳化剂、正丁醇为助乳化剂、过硫酸铵(APS)为引发荆,采用微乳液原位聚合Fe3O4/聚苯胺.通过高分辨透射电镜(HRTEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对Fe3O4/聚苯胺复合材料的性质进行了一系列测定,证实合成了具有核-壳包覆结构的复合材料.然后将得到的纳米复合粒子与聚丙烯腈混合成纺丝液,通过静电纺丝制备出纳米纤维.对Fe3O4/聚苯胺实验中保持Fe3Od/聚苯胺与聚丙烯腈的质量比为3:8不变,改变聚苯胺中Fe3O4的相对含量.发现纳米纤维的直径随着Fe3O4质量分数的增加而增大,并且出现不均一性.

关键词: 微乳液聚合 , Fe3O4/聚苯胺 , 静电纺丝 , 纳米复合纤维

冲压引伸加工中工件的磷化处理

杨占伟 , 高大伟

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2004.05.021

在冲压引伸过程中,为了减少工件与模具之间的摩擦,延长模具寿命,提高产品质量,通常需要在工件表面涂覆一层润滑膜.在批量生产过程中,在工件表面进行磷化-皂化处理是比较经济可行的,但是由于磷化的原因造成工件在冲压引伸过程中出现质量问题的现象仍时有发生.为此,研究了锌系磷化膜在工件冲压引伸加工过程中使用的可行性,并在长期实践经验的基础上,结合理论知识详细地叙述了在冲压引伸过程中使用锌系磷化处理工艺及磷化生产时应注意的一些问题,列举了一些常见故障的成因及解决方法.

关键词: 冲压引伸 , 锌系磷化 , 工艺维护

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

高大伟 , 王清清 , 魏取福 , 蔡以兵 , 乔辉 , 徐凤凤

材料导报

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)复合纳米纤维膜.利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响.结果表明,当m(PAN):m(PVAc)=5:5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能.

关键词: 聚丙烯腈 , 聚醋酸乙烯酯 , 静电纺丝 , 复合纳米纤维 , 聚合物电解质

PMMA/MMT纳米纤维的制备及表征

王清清 , 魏取福 , 蔡以兵 , 高大伟

材料导报

以乳液聚合制备的含有不同比例(0%、1%、3%、5%(质量分数))蒙脱土(MMT)的聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土(PMMA/MMT)为原料,通过高压静电纺丝制得PMMA/MMT复合纳米纤维.采用凝胶渗透色谱法(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分别测试分析了聚合物的分子量及分子结构,采用电子显微镜(SEM)观察了纳米纤维毡的整体形貌及直径分布,同时借助液滴形状分析仪对复合纳米纤维润湿性能进行了测试和分析.结果表明,MMT的加入对PMMA的分子量及分子结构均有影响.从而进一步影响了所制备纳米纤维的形貌和亲油性能.

关键词: 聚甲基丙烯酸甲酯 , 蒙脱土 , 静电纺丝 , 复合纳米纤维 , 形貌 , 亲油性能

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