纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。     

干燥温度对纳米氧化石墨烯/PHBH复合膜结构及性能的影响

通过溶液浇铸法制备得到纳米氧化石墨烯（GO）/聚羟基丁酸-羟基己酸酯（PHBH）复合膜,利用SEM、XRD、DSC、拉伸测试、阻隔测试及透明度测试等检测手段,研究了不同干燥温度对复合膜结构及性能的影响,优化了制备工艺。结果表明：随着干燥温度的升高,GO在PHBH中的分散性以及复合膜的结晶度、断裂伸长率和阻隔性先增加后减小,而拉伸强度及透光率则随温度的增加而增加。当干燥温度为45℃→55℃梯度升温时,GO在PHBH中均匀分散,且复合膜的断面光滑,有良好的结晶度、热稳定性、力学及阻隔性能,其拉伸强度、断裂伸长率可分别达到20.11MPa、17.47%,且透氧系数及水蒸气透过系数分别为48cm³/(m²·d)、13.33g/(cm²·d),综合性能优于其他干燥温度下的复合膜。     

GN-PVA/PVA复合膜材料的制备及性能测试

通过水合肼在还原氧化石墨烯(GO)的同时将聚乙烯醇(PVA)接枝到石墨烯(GN)表面得到GN-PVA复合物,采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对其结构进行表征。以PVA为基质、甘油为塑化剂,添加一定量的GN-PVA复合物,采用流延法制备塑化聚乙烯醇复合膜材料(GN-PVA/PVA),并对其进行表征和性能测试。结果表明,复合膜与聚乙烯醇具有良好的相容性,添加GN-PVA复合物可以提高复合膜的力学强度和导电性;同时降低水蒸气透过率,阻水性能变得更好,能够应用于防水材料等领域;紫外测试结果表明,复合膜材料对紫外光具有很好的屏蔽作用。     

聚乙烯醇-SiO2/聚酯无纺布膜的制备及性能研究

采用聚酯无纺布(PET)作为支撑层,利用相转换法在PET表面制备聚乙烯醇(PVA)或PVA-SiO₂活性层,得到了PVA/PET复合膜与PVA-SiO₂/PET复合膜。考察了2种复合膜的过滤性能和污染行为。结果表明,PVA中加入质量分数4%纳米SiO₂颗粒,复合膜的接触角降至33.1o,亲水性显著增强,而膜孔径减小至3.1 nm,降低了85.5%,PVA/PET超滤膜转变为PVA-SiO₂/PET纳滤膜(0.6 L/(m²·h))。PVA-SiO₂/PET复合纳滤膜对海藻酸钠的抗污染性能较强。纳米SiO₂对复合膜的污染机制无明显影响,模拟污染物对复合膜的污染机制以标准堵塞为主。     

食品软包装用透明高阻隔涂料：PVA涂料研究进展

聚乙烯醇（PVA）因其良好的透明性和成膜性以及优异的氧气和有机溶剂阻隔性，可用于透明、易回收、环境友好型的食品高阻隔软包装材料。但因其涂层对湿度敏感性差且不具备水蒸气阻隔性能而制约其发展。针对这一问题，目前主要有两种解决方法：一种是PVA化学交联，PVA能进行多元醇的酯化、醚化、缩醛化等化学反应；另一种是制备PVA-纳米复合涂料，PVA与纳米层状材料如蒙脱土（MMT）以及氧化石墨烯（GO）复合涂料的研究已取得较大进展。为此，分别从PVA的阻隔性及其影响因素、化学交联PVA涂料以及PVA-纳米复合涂料的最新研究进展进行了综述，分析了改性PVA涂料面临的问题，展望其未来研究方向。     

聚多巴胺-氧化石墨烯-碳纳米管层状复合脱盐膜的制备及性能稳定性研究

二维纳米材料氧化石墨烯(GO)可通过层层堆叠成膜、构建层间毛细孔道,用于脱盐应用。然而,GO膜在运行过程中的渗透性能及其稳定性都有待提升。以亲水的碳纳米管(CNTs)为改性物,在聚多巴胺(PDA)修饰的基膜上交替喷涂多层GO(MLGO)和CNTs,制备出了多元层状复合脱盐膜。当MLGO-CNTs的单位面积质量为72 mg/m²时,复合膜在5 bar操作压力下对1 g/L Na₂SO₄溶液的盐截留率最高达到92.8%,水通量最高可达到4.8 L/(m²·h·bar),较PDA-MLGO膜提高了71.4%。在400 h的连续错流过滤实验中,复合膜的水通量稳定性高于PDA-MLGO膜。CNTs的管内空间和MLGO-CNTs组装间隙为复合膜引入了有效的渗透通道。     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合建材的制备与保温性能研究

通过聚苯乙烯(PS)与氧化石墨烯(GO)共混,制备聚苯乙烯/氧化石墨烯(PS/GO)保温建筑材料,并对PS/GO阻燃性能以及保温性能进行研究。结果表明:GO含量为6%时,4号样品的综合性能最好。4号样品的LOI值为33.4%,阻燃等级达到V-1,热释放速率峰值(pHRR)为525.76 kW/m²,总产烟量(TSP)为629.37 m²。此外,4号样品具有较低的导热系数0.034 2 W/(m·K),并且吸水率以及水蒸气透过系数均满足标准值,说明其可以有效应用于建筑保温材料。     

有机溶剂纳滤膜的润湿性对渗透和分离性能的影响

有机溶剂纳滤是一种绿色、高效、节能的新型膜分离技术，在回收和处理有机溶剂中具有广泛的应用前景。本文采用浸渍法分别将聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）、嵌段聚醚酰胺（PEBAX2533）和聚乙烯醇（PVA）与聚砜（PS）超滤基膜复合，制备了3种不同润湿性的聚合物耐溶剂纳滤膜，研究了PDMS/PS、PEBAX/PS和PVA/PS复合膜对甲醇、乙醇、异丙醇、正己烷、正庚烷的渗透性能，考察了3种聚合物膜对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤性能。结果表明，有机溶剂在不同润湿性复合膜的渗透和传递性能与溶剂本身的溶度参数、分子量、黏度和极性等有很密切的相关性，溶剂的分子量、黏度、分子动力学直径越小，在同一极性复合膜中渗透通量越大；对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤分离表明，PDMS/PS和PEBAX/PS复合膜的截留率均可达90%以上，通量分别为 58.0L/(m²·h·MPa)和72.2L/(m²·h·MPa)；PVA/PS复合膜的截留率为85.1%左右，通量为57.5L/(m²·h·MPa)。     

基于PEI改性的WPU/石墨烯纳米复合乳液的研究

使用超支化型聚乙烯亚胺（PEI）对氧化石墨烯（GO）进行改性制得改性氧化石墨烯分散液（GO-PEI）；并在水性聚氨酯乳化过程中原位引入 GO-PEI分散液，并还原制备水性聚氨酯 /改性石墨烯纳米复合乳液（WPU/RGO-PEI）。通过红外光谱、紫外光谱、粒度分析、扫描电子显微镜和力学分析对 GO-PEI、复合乳液和复合膜的微观结构与性能进行了表征。结果表明： RGO-PEI在水性聚氨酯膜中均匀分散，当 RGO-PEI添加量为 7%时模量提高 12倍，添加量为 15%时表面电导率达 5.57×10^-4 S/cm。     

温度响应型纳米涂层涂覆PBAT/PLA复合薄膜的制备及性能研究

利用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)对纤维素纳米纤丝(NFC)进行接枝改性，使NFC功能化，将改性NFC(PNIPAM-NFC)与纳米蒙脱土(MMT)、聚乙烯醇(PVA)混合制成复合涂层溶液，将涂层溶液涂布于生物降解聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜表面制备阻隔型复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉力试验机和水蒸气透过率测试仪对复合薄膜的结构、表面形貌、热学性能、力学性能及阻隔性能进行表征。结果表明：加入适量的PNIPAM-NFC可有效提高涂覆PBAT/PLA复合薄膜的水蒸气阻隔性能，使其水蒸气透过系数(WVP)降低(温度30℃、湿度90%条件下)。当PNIPAM-NFC用量为0.5份时，未添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的复合薄膜的WVP为5.26×10^-14 g·cm/(cm²·s·Pa)，比纯PBAT/PLA薄膜降低44.86%。     

PET/CNFs复合膜的制备及其阻透性能

将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与纳米碳纤维(CNFs)进行预处理,采用溶液法制备PET/CNFs复合乳液,涂覆于聚四氟乙烯板上风干,得到PET/CNFs复合膜,研究了该复合膜的阻透性能。结果表明:随着CNFs含量的增加,PET/CNFs复合膜在同一湿度下的氧气透过率略有增大,加入CNFs改善了PET薄膜的水蒸气阻透性能,提升了PET薄膜的耐紫外光透过能力;在保持湿度不变的情况下,环境温度越高,二氧化碳透过率越大,且复合膜的厚度对二氧化碳透过率影响较大;加入CNFs对复合膜的阻油性起反作用,复合膜的透油率大幅增加。     

石墨烯-13X/LiCl复合吸附剂开式吸附-解吸性能

利用不同质量分数的石墨烯（MLG）与13X/LiCl合成新型复合吸附剂。通过扫描电镜（SEM）和N₂吸附表征复合吸附剂的微观形貌和孔隙特性,测试了复合吸附剂开式环境下的水蒸气吸附及解吸性能,并探究复合吸附剂中石墨烯质量分数对吸附解吸性能的影响。通过80%相对湿度（RH）的高湿工况进一步筛选出盐的质量分数为18.4%的13X/LiCl为最佳盐含量的吸附剂（MZ）作为合成复合吸附剂的基质。实验结果表明：石墨烯增加了复合吸附剂的结构性参数（比表面积,孔体积及孔径）,其中比表面积由未添加石墨烯的MZ [(262±3)g/m²],最大可提升至12G-MZ [(304±4)g/m²];复合吸附剂表现出优异的水蒸气吸附性能,所有复合吸附剂的相对吸附量均高于MZ（0.554g/g）,3G-MZ吸附性能最佳,水蒸气吸附量高达0.587g/g,是13X的2.7倍;除12G-MZ外,随着吸附剂中石墨烯质量分数的增加,水蒸气解吸率随之增加,其中9G-MZ的解吸率接近90%,较MZ（81.8%）提升了9.7%。该研究可为复合吸附剂应用于吸附空气取水提供基础研究数据。     

疏水改性氧化石墨烯/环氧复合涂料的制备及其防腐性能研究

以叔碳酸缩水甘油酯(E-10P)为疏水单体,通过环氧与羧酸的共价键合,在氧化石墨烯(GO)表面引入疏水性支化碳链,改性后的氧化石墨烯(F-GO)作为防锈填料加入环氧树脂中得到F-GO/环氧复合涂料。通过红外光谱、拉曼光谱、X-射线衍射、热重分析对F-GO的结构进行表征,通过场发射扫描电镜观察F-GO及复合涂料的微观形貌,并通过电化学阻抗、极化曲线和盐雾试验测试了复合涂料的防腐性能。结果表明:E-10P可利用其空间效应阻碍片层的团聚;疏水效应可提高F-GO的热稳定性和与环氧树脂的相容性;与空白环氧涂层相比,当复合涂料中F-GO质量分数为0.2%时,厚度为20~25 μm的防腐涂层的腐蚀电流可由2.358 6×10 ^-6 A/cm ²下降至2.000 2×10 ^-11 A/cm ²,阻抗值可由1.1×10 ⁷ Ω·cm ² 提升至6.9×10 ⁹ Ω·cm ²。     

选择性透过CO2气体PVA/淀粉膜制备及性能研究

对聚乙烯醇(PVA)/淀粉膜进行接枝改性,引入含有叔胺基团的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA),使其对CO₂气体具有选择性透过功能,并对CO₂透过量进行优化,研究其分子结构与性能的关系。红外光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜照片及透气测试结果证明,加入淀粉接枝DMAEMA共聚物后,PVA/淀粉改性膜对CO₂具有选择透过性。接枝共聚物的接枝率和添加量影响CO₂透过量,当添加1.5%(质量分数,下同)的接枝率为55.3%的接枝共聚物,膜的CO₂透过量由1.577 cm³/(m²·24 h·0.1 MPa)提高到45.786 cm³/(m²·24 h·0.1 MPa),提高了28.03倍。X射线光电子能谱测试结果显示,改性膜透过CO₂后,N1s谱图中399.8 eV处的结合能减小,在401.8 eV结合能增大,可能CO₂与膜上叔胺基团发生反应,实现...     

聚氨酯/还原氧化石墨烯聚对苯二胺薄膜的制备与性能

采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,并在其表面原位聚合聚对苯二胺(PPDA),再经水合肼还原得到还原氧化石墨烯聚对苯二胺(RGO-PPDA)复合体,并用其改性热塑性聚氨酯(TPU)薄膜,最终通过溶液涂膜制得TPU/RGO-PPDA复合薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪对RGO-PPDA纳米复合体进行表征,并利用氧气透过仪、高阻计对TPU/RGO-PPDA复合薄膜的性能进行测试,并与TPU/GO-PPDA复合薄膜性能进行对比。结果表明,GO上原位聚合PPDA,显著改善了GO的亲油性,这有利于GO在氮氮二甲基甲酰胺(DMF)中的分散,进而有利于实现在TPU基体中的均匀分散;当RGO-PPDA含量为0.8 %(质量分数,下同)时,TPU/RGO-PPDA复合薄膜的氧气透过率降低了73.28 %,导电性能提升了8个数量级,表现出良好的阻隔抗静电性能。     

Mo2N量子点@N-掺杂石墨烯复合材料的制备及储锂性能

为改善钼氮化物的电化学储锂性能，以钼酸铵、六次甲基四胺及氧化石墨烯（GO）为原料，通过水热、冷冻干燥及在H₂/N₂混合气中热处理，制备了Mo₂N量子点@氮掺杂石墨烯复合材料（Mo₂N-QDs@Ngs），并探究了GO复合量对电化学储锂性能的影响。透射电子显微镜（TEM）测试结果表明：制备的Mo₂N量子点尺寸约为2~5 nm，Mo₂N量子点均匀地分布在氮掺杂石墨烯的表面。电化学测试结果表明：当GO复合量为30%时（Mo₂N-QDs@Ngs-30），制备的复合材料具有最佳的电化学储锂性能，其在0.1 A·g^-1的电流密度下具有699 mA·h·g^-1的比容量，在2 A·g^-1下仍具有286 mA·h·g^-1的比容量。     

纳米TiO_2对PVA/St复合膜性能的影响

为改善聚乙烯醇/淀粉(PVA/St)复合膜的力学性能、阻隔性能和降解性能,通过溶液浇铸法制备纳米二氧化钛改性的PVA/St复合膜(PVA/St/TiO_2),探究Ti O_2含量对PVA/St/TiO_2复合膜力学性能、水接触角、阻隔性和降解率的影响。结果表明:PVA/St/TiO_2复合膜制备成功,当TiO_2颗粒含量为1%,PVA/St/TiO_2复合膜综合性能较优。相比PVA/St复合膜,PVA/St/TiO_2(1%)的拉伸强度高达31.2 MPa,提高39.3%。PVA/St/TiO_2(1%)的水接触为110°,具有疏水性。PVA/St/TiO_2(1%)对水蒸气和氧气的透过率分别为3.2 g/(cm·s·Pa)和203 cm3/(cm2·d·0.1 MPa)。PVA/St/TiO_2(1%)经过120 d的降解率约为63%,与PVA/St复合膜相比提高14.5%。     

氧化石墨烯/Er_2O_3复合阻氚涂层制备工艺及性能研究

以醋酸铒四水合物(C_6H_9ErO_6·4H_2O)为前驱体,乙二醇甲醚为溶剂,二乙醇胺为络合剂采用溶胶-凝胶法在中国抗中子辐照钢(CLAM)基体表面制备Er_2O_3阻氚涂层。随后采用旋涂法在Er_2O_3涂层制备一层氧化石墨烯(GO),得到GO/Er_2O_3复合涂层。利用SEM、EDS和拉曼光谱仪对涂层显微组织进行表征。结果表明,氧化石墨烯质量浓度对GO/Er_2O_3复合涂层微观结构影响较大,当氧化石墨烯质量浓度达到5 mg/mL时,氧化石墨烯能够完整地覆盖在Er_2O_3涂层表面,达到提高阻氚因子的作用。而不同烧结气氛对GO/Er_2O_3复合涂层微观结构影响不显著。     

新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜制备及其性能

高性能石墨烯基复合膜的制备是目前国际研究热点,但是石墨烯基纳滤膜在脱盐中水通量较低,限制其在脱盐中的应用。采用聚多巴胺(PDA)改性聚砜(PSF)膜为基膜,将还原氧化石墨烯(rGO)和超薄氮化碳(uCN)纳米片通过真空抽滤法在基膜表面自组装制备新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等研究uCN添加对膜结构和形貌的影响,并考察不同uCN添加比例、rGO用量及压力复合纳滤膜性能变化规律。结果显示当在100 mg·L^-1的rGO中添加uCN为20 mg·L^-1时所制备的rGO/uCN复合纳滤膜不仅保持良好盐离子截留率(对Na₂SO₄截留率85.86%,对NaCl截留率30.17%),且水渗透系数是rGO膜的2.15倍(88.50 L·m^-2·h^-1·MPa^-1)。     

磺化含酚酞侧基聚芳醚酮/氧化石墨烯复合质子交换膜的性能

采用共混制备了一系列磺化含酚酞侧基聚芳醚酮(SPEK-C)/氧化石墨烯(GO)复合质子交换膜,系统地研究了GO含量对复合膜性能的影响。结果表明,GO含量对膜的离子交换容量、稳定性、质子电导率和甲醇渗透率等有重要影响。复合膜质子电导率随GO含量增加而提高,GO含量为2%和5%的复合膜在80℃下质子电导率均在10^-1 S·cm^-1以上。80℃下,GO含量为5%的复合膜甲醇渗透率为6.69×10^-7 cm²·s^-1,低于同温度下复合前SPEK-C膜1个数量级。复合后膜的化学稳定性增强,离子交换容量和含水率均有提高,相对选择性明显增大,最高达SPEK-C的18.2倍。