甲基丙烯酸缩水甘油酯改性氮化硼纳米片掺杂环氧树脂及其耐辐射性能

环氧树脂（EP）具有良好的机械和绝缘性能,被广泛地应用于航空航天和核工业领域,但其在高能辐射环境中容易降解失效。氮化硼（BN）具有优异的辐射稳定性,但其与高分子基体较差的相容性限制了性能发挥。本工作利用γ辐射对氮化硼纳米片（BNNSs）进行改性,制备出与EP具有良好相容性的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）改性的氮化硼纳米片（BNNSs@PGMA）,并通过溶液共混,将其引入环氧树脂基体中,制备出EP、BNNSs/EP、BNNSs@PGMA/EP复合材料,同时研究了γ射线辐照前后复合材料性能的变化。结果表明：环氧树脂复合材料的拉伸强度随着吸收剂量的增大呈现先增大后减小的趋势;吸收剂量小于400 kGy时,辐射交联占据主导作用,400～1 000 kGy吸收剂量下主要是辐射降解占据主导作用;吸收剂量1 000 kGy时,EP的拉伸强度下降了42.9%,而BNNSs@PGMA/EP的拉伸强度仅下降了21.3%,表现出优异的耐辐射性能。提高BNNSs@PGMA的改性率可以增强复合材料的耐辐射性能。     

氨基膦酸改性硅胶吸附分离铂和钯

采用化学接枝法合成了氨基膦酸改性硅胶吸附剂,考察了其对溶液中铂（Pt）和钯（Pd）的吸附分离性能,测试了溶液pH值、吸附时间、初始金属离子浓度、离子强度和固液比对吸附的影响,并考察了改性硅胶吸附剂的重复使用性能。改性硅胶吸附剂对Pt和Pd的吸附主要受溶液pH值影响,而离子强度和固液比对吸附的影响不大。吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附方程。改性硅胶吸附剂180 min时,pH=2时对Pt的平衡吸附容量为18.5 mg/g,pH=6时对Pd的平衡吸附容量为29.9 mg/g,利用改性硅胶吸附剂不同pH值条件下的吸附行为差异可分离回收溶液中的Pt和Pd。用5 mL 0.1 mol/L HNO₃为基质的6%硫脲溶液可实现Pt和Pd的解吸,解吸率分别为99.3%和99.2%。所合成的氨基膦酸硅胶吸附材料可回收重复使用。     

磁性功能改性杯[4]芳烃胺肟衍生物及其对铀的吸附特性

以氨基化改性磁性纳米Fe_3O_4粒子为载体,将杯[4]芳烃胺肟衍生物进行磁性功能化改性,制备得到立体构象稳定、与UO_2~(2+)空间配位构型匹配的杯[4]芳烃胺肟衍生物磁性功能材料(MFM-AOCA)。并采用红外光谱、扫描电镜进行了结构表征。考察了溶液pH值、铀初始浓度、MFM-AOCA用量和吸附时间等因素对吸附的影响。结果表明:杯[4]芳烃胺肟衍生物磁性功能修饰后,具有较大的比表面积,其吸附铀的最佳条件是pH值为3.5、铀初始浓度为40 mg/L、吸附剂用量为40 mg和吸附时间为3.5 h。吸附动力学模型和吸附等温模型研究表明,MFM-AOCA对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,所得到的相关系数大于0.99;吸附等温线符合Langmuir等温线模型,其最大理论吸附量为141.28 mg/g。使用3种不同的解吸剂对MFM-AOCA解吸再生6次后,其对铀的吸附率均在80%以上,说明该MFMAOCA具有良好的再生性能。     

用于放射性纳米气溶胶模拟的准单分散气溶胶发生器的研制

放射性纳米气溶胶特性行为及过滤研究一直是辐射防护关注的内容,但目前缺乏单分散纳米气溶胶发生器和高灵敏的气溶胶在线检测器。为模拟示踪放射性气溶胶纳米粒子,并适合用质谱仪进行在线检测分析,本文采用蒸发-冷凝原理研制出一种纳米气溶胶发生器,能够利用含低熔点物质(如氯化钠和硝酸银)的溶液,输出准单分散、较高数浓度的纳米气溶胶。用标定后的扫描迁移率粒子谱仪对发生器进行性能测试,结果表明:输出纳米气溶胶的粒度分布符合对数正态分布,在建议工况下,输出粒子的峰位粒径约30 nm,几何标准偏差约1.3,数浓度达106cm-3,数浓度波动小于10%。发生器成本低、性能可靠、使用灵活,能够满足放射性气溶胶特性模拟和过滤净化技术研究等需求。     

辐射法制备Pt-Pd／CNTs纳米复合材料

采用γ射线辐射法成功制备了铂-钯-碳纳米管(Pt-Pd/CNTs)纳米复合材料.分别介绍了辐照剂量、溶液pH值和表面活性剂对Pt、Pd的还原率,Pt-Pd沉积在CNTs上的分布及其粒径大小的影响.扫描电镜(SEM)和元素能谱分析(EDS)测试结果表明:纳米合金粒子Pt-Pd(平均粒径10 nm左右)均匀地分布在CNTs表面;辐照剂量的增加、调整溶液pH值至弱碱性、添加表面活性剂均可以使Pt和Pd的利用率有明显的提高.     

CaCO3/SiO2纳米粒子的表面改性及其对天然胶乳膜抗紫外光老化性能的影响

以十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)为改性剂,分别对CaCO_3和SiO_2纳米粒子进行表面改性,将改性后无机纳米颗粒按不同质量比混合填充天然橡胶胶乳(NRL)制备CaCO_3/SiO_2/NRL硫化胶乳膜,研究了改性纳米CaCO_3与纳米SiO_2混合体系对天然胶乳膜(NRLF)抗紫外光老化性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、热重分析、接触角测定等手段表征改性前后无机纳米颗粒的结构及性能的变化;通过力学性能测试和扫描电子显微镜探究CaCO_3和SiO_2纳米体系不同质量比的硫化胶乳膜抗紫外光老化性能。结果表明:长链DTMS与无机纳米颗粒间能形成有机化学键合,有效阻止了纳米颗粒间团聚,提高了两种纳米粒子在胶体中的分散性;改性后无机纳米颗粒在NRLF体系中能形成网状结构,复合材料的力学性能明显提高;当改性后纳米CaCO_3和纳米SiO_2质量比为4∶6时,复合材料具有良好的抗紫外光老化能力。     

改性稻草对钍的吸附行为

采用丁二酸对稻草进行改性处理,系统研究了不同稻草添加量、pH值、吸附时间和吸附温度条件下,丁二酸改性稻草对水溶液中Th4+的吸附效果。结果表明当吸附剂投加量为0.50g、pH=3.5、反应时间为30min、钍溶液初始浓度为10mg·L-1、温度为65oC时,改性稻草对Th4+的吸附效果最好,去除率可达96%。傅里叶变换红外光谱分析揭示改性后的稻草样品添加了羧基、羟基、酯基的吸收峰。改性稻草的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学方程,其吸附性能的提高,认为是改性处理暴露了更多的木质素、纤维素内部多孔结构,及增加了木质素、纤维素上的特殊基团。     

多孔纳米钡铁氧体制备及其吸附铀的性能研究

以硝酸铁和硝酸钡为原料、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,采用溶胶 凝胶与自蔓延燃烧法相结合制备多孔纳米钡铁氧体,利用X射线衍射、扫描电镜与振动样品磁强计表征产物的组成、形貌与磁性能;采用静态实验法研究多孔纳米钡铁氧体对含铀废水中铀的吸附性能,探讨溶液pH、吸附温度与振荡吸附时间对吸附容量的影响。结果表明：多孔纳米钡铁氧体的平均粒径为45～65 nm,饱和磁场强度为62.83 emu/g,矫顽力为5 481.0 Oe;当多孔纳米钡铁氧体用量为0.02 g、铀溶液pH为6、振荡吸附时间为30 min、在25 ℃下,多孔纳米钡铁氧体对含铀废水中铀的吸附容量可达921 μg/g。     

氨基酸改性尼龙66纤维的制备及其铀吸附性能

采用辐射接枝法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝于尼龙66（PA66）纤维表面以引入环氧基团,利用N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）与环氧基团进行开环反应,制备出氨基酸改性的PA66纤维吸附材料。利用红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱、扫描电镜对改性前后PA66纤维化学结构、表面形貌进行表征。考察了含铀水溶液的初始pH值、初始铀浓度和吸附时间对PA66纤维吸附材料的铀吸附容量影响规律。研究表明,当溶液初始pH为8时,铀吸附效果最佳;吸附时间为100 min时达到饱和吸附;吸附材料对铀的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附容量可达75.53 mg/g（铀初始质量浓度为25 mg/L）。此外纤维吸附材料在含铀等多种金属离子水溶液中具有良好的铀吸附选择性。     

葡聚糖修饰Fe_3O_4磁性纳米粒子的同步辐射光电子能谱研究

在纳米Fe3O4表面修饰葡聚糖可在粒子表面建立空间位阻稳定层,不仅提高了纳米粒子在水中的分散稳定性,还增强了纳米粒子的生物相容性.本文在柠檬酸钠介质中合成了葡聚糖修饰的Fe3O4纳米粒子,采用同步辐射X射线光电子能谱(XPS)对未经修饰和葡聚糖修饰后的Fe3O4纳米粒子表面的化学组分、表面原子的化学结构、化学键合情况进行了定性和定量分析,并给出葡聚糖修饰Fe3O4纳米粒子的反应机理.结果表明,反应体系中的柠檬酸钠首先在Fe-O-C键包覆到Fe3O4纳米粒子表面,然后葡聚糖分子与纳米粒子外的COO-以氢键结合并同时发生葡聚糖大分子缠绕包裹连接到纳米粒子表面,这大大增强了反应体系的分散稳定性和葡聚糖修饰氧化铁纳米粒子的亲水性.