1 新疆理工学院能源化工工程学院, 阿克苏 843000
2 湖南现代环境科技股份有限公司, 长沙 410114
近年来, 重金属离子的去除是复杂环境中水处理面临的难点问题之一, 静电纺丝制备的三维SiO2纳米纤维棉具有耐高温、耐强酸的特点, 是复杂环境中水处理的理想前驱体材料。以三维SiO2纳米纤维棉作为基底, 在引发剂偶氮二异丁腈作用下催化乙烯苯磺酸和乙二苯单体发生原位聚合, 实现聚乙烯苯磺酸在SiO2纳米纤维棉表面均质包覆, 制备SiO2@聚乙烯苯磺酸纳米纤维棉。通过SEM、FT-IR等表征方法揭示了该纳米纤维棉的形貌和化学组成, 采用热重分析仪对其进行热稳定性测试, 并研究了该纳米纤维棉在高温、酸性条件下的吸附再生性能。结果表明: SiO2@聚乙烯苯磺酸纳米纤维棉对Cu2+、Cd2+和Pb2+有很高的吸附容量, 当pH值为5.5和初始离子浓度为100 mg/L时, 吸附容量分别为73.0、91.0、161.0 mg/g, 当温度为80 ℃时吸附容量仍可达81.0、64.0、123.0 mg/g; 吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附, 具有较强的再生性能, 经10次离子脱附-吸附循环, Cu2+、Cd2+和Pb2+的容量保持率分别为83.5%、81.1%、77.6%。
原位聚合包覆 SiO2纳米纤维棉 静电纺丝 水处理 重金属 吸附 in situ polymerization coating SiO2 nanofiber cotton electrospinning water treatment heavy metal adsorption
1 东南大学材料科学与工程学院, 江苏省土木工程材料重点实验室, 南京 211189
2 高性能土木工程材料国家重点实验室, 南京210008
3 江苏苏博特新材料股份有限公司, 南京211103
为了实现3D打印砂浆力学性能的提升, 选用丙烯酰胺为单体, 以原位聚合的方式在3D打印砂浆中生成聚丙烯酰胺网络, 探究原位聚合对3D打印砂浆力学性能的影响, 并通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、压汞仪测试和X射线计算机断层成像等手段对其影响机理进行探究。结果表明: AM原位聚合体系可以提高3D打印砂浆的流动性, 减少宏观缺陷的产生, 提高打印质量。AM单体聚合后会形成有机网络与水泥水化产物相互交错连接形成的“刚?傆b柔”复合网络结构。这种结构极大的增强了3D打印试件的抗折强度和界面粘接强度, 最高可使其28 d抗折强度提高52.4%, 28 d相对界面粘接强度提高78.1%。
3D打印砂浆 原位聚合 丙烯酰胺 力学性能 3D printing mortar in-situ polymerization acrylamide mechanical properties
1 中国海洋大学 材料科学与工程学院, 青岛 266100
2 中国科学院 青岛生物能源与过程研究所, 青岛 266101
有机/无机复合电解质被认为是全固态锂电池中最具潜力的固态电解质之一, 但由于无机填料易团聚, 通过提高无机填料含量来改善复合电解质的电导率难有成效。此外, 在全固态锂电池中, 电解质和电极之间松散的固-固接触造成过大的界面阻抗, 限制了全固态锂电池的性能。本研究采用固相法合成具有Li+连续传输通道的自支撑三维多孔Li6.4Al0.1La3Zr1.7Ta0.3O12骨架, 并利用原位聚合的方法构筑一体化电解质/电极固-固界面。此策略指导合成的复合电解质的室温电导率可达1.9×10-4 S·cm-1。同时, 一体化的界面使得Li-Li对称电池的界面阻抗从1540 Ω·cm 2降低至449 Ω·cm 2, 因此4.3 V(vs. Li+/Li)的LiCoO2|Li全固态锂电池展现出良好的电化学性能。
固态复合电解质 原位聚合 多孔骨架 全固态电池 solid composite electrolyte in-situ polymerization porous framework all solid-state battery
1 福州大学化学化工学院, 福建 福州 350108
2 福州大学材料科学与工程学院, 福建 福州 350108
以福建龙岩高岭土为主要原料, 用沉降的方法得到平均粒径为1.75 μm的沉降高岭土。 用DMSO插层高岭土, 后用苯乙烯单体取代前驱体中的DMSO分子, 产物经四氯化碳洗涤后, 在马弗炉中270 ℃本体聚合2 h得到高岭土/聚苯乙烯复合物。 红外在1 453, 1 499和1 606 cm-1的吸收振动峰证明了聚苯乙烯的存在。 XRD结果显示高岭土层间距0.712 nm, 苯乙烯聚合后片状结构已经被剥离。 热重显示聚苯乙烯占复合物质量的40%, 还有约5%的未除去DMSO和4.8%的羟基, 估算出高岭土∶聚苯乙烯=1.375∶1(质量比)。 扫描电镜也验证了这种剥离。
高岭土 插层 苯乙烯 原位聚合 Kaolin Settlement Intercalation Polystyrene FTIR In situ polymerization XRD
北京林业大学材料科学与技术学院， 北京100083
以杨木生材为原料， 采用原位聚合方法制备木材/羟甲基脲复合材料。 羟甲基脲在脉冲式压力的作用下浸渍到木材内， 在热压干燥过程中, 经过原位聚合制备木基复合材料。 根据国标对改性前后的木材化学成分进行了分析， 并利用X射线光电子能谱(XPS)、 核磁共振分析(13C-NMR)、 EDXA对改性前后木材中碳和氮元素含量、 分布以及官能团变化进行了表征。 结果表明木材化学处理后热水抽提物、 苯醇抽提物含量提高了187.43%和230.87%， 木素和综纤维素含量降低了26.55%和26.39%， XPS分析表明改性材O与C原子的浓度比增加了9.4%， N元素含量增加了137.2%， 13C-NMR分析表明羟甲基脲与木材结构中的羟基发生了化学反应， 减少了羟基的含量， 醚键含量增加， EDXA图谱说明了该处理方法可以得到浸渍均匀的改性材， 而且氮元素均匀的分布在木材细胞壁及细胞间隙中。
速生杨 羟甲基脲 原位聚合 性能表征 Green poplar wood Methylolurea In-situ polymerization Performance characterization 光谱学与光谱分析
2011, 31(11): 3078
西南科技大学 四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地, 四川 绵阳 621010
磁性聚苯乙烯(PS)材料有利于实现惯性约束聚变靶丸在辐射场中的无接触支撑。采用液相还原法制备了粒度为75~200 nm的Ni球形粒子，用原位聚合的方法制备了纳米Ni/PS复合材料。利用X射线衍射仪、傅氏转换红外线光谱分析仪、扫描电子显微镜及热重差示扫描量热仪分别研究了所得纳米Ni的特性、复合材料的结构及掺杂量对纳米Ni/PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：纳米Ni的掺杂能提高玻璃转变温度；纳米Ni的掺杂可以增大PS热分解焓变，在掺杂质量分数为1%~2%之间焓变达到最大；纳米Ni的掺杂降低了纳米Ni/PS复合材料热分解的比热容。
纳米Ni 聚苯乙烯 原位聚合 热力学性能 nickel nanoparticles polystyrene in situ polymerization thermodynamics parameters
1 中北大学材料科学与工程学院, 山西 太原030051
2 太原理工大学教育部新材料界面与工程重点实验室,太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原030024
合成了一种新型的稀土配合物Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen, 并采用原位乳液聚合法进一步制备了Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen/PMMA稀土聚合物。 利用红外光谱仪(IR)、 电子探针X射线能谱仪等对其结构进行了表征, 利用扫描隧道电子显微镜(SEM)、 荧光光谱仪(FS)等研究了其微观形貌, 并探讨了其发光性能。 结果表明, 聚合物中PMMA与稀土部分Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen通过键合的方式结合, 仍保持Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen原有的发光特性； 在365 nm紫外光的激发下, 产生发光峰在611.8 nm附近、 谱线带宽为10.4 nm的红光发射, 发光亮度高, 色纯度高； Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen/PMMA具有良好的发光性能, 其发光强度与MMA加入的含量有关。
稀土聚合物 光致发光 原位聚合 红光发射材料 Rare-earth polymer Photoluminescence In-situ polymerization Red emitting material
