碳纳米管的分散及表面改性

碳纳米管具有独特的结构和优异的物理化学性能,但碳管间易相互缠绕而发生团聚是限制其应用的主要原因.本文对国内外关于碳纳米管的分散及表面改性的研究进行了综合评述,评述了这些方法的优缺点,并对今后的研究方向做了展望.     

纳米Y-TZP悬浮液的团聚抑制研究

研究了几种阴离子型分散剂对纳米Y-TZP水悬浮液的胶体特性、流变特性的影响,并通过等温吸附研究了分散剂与粉体的相互作用.结果发现,几种分散剂均可在粉体表面发生化学吸附,分散剂的加入使Y-TZP在碱性条件下的zeta电位由-20mV变为-40～-50mV左右.流变性测试表明,分散剂的加入使浆料流动性明显改善,粘度大大降低.最后对分散剂抑制团聚的机理进行了讨论.     

PAA与PBTCA对CaCO3显微结构的影响

利用扫描电镜(ＳＥＭ)和原子力显微镜(ＡＦＭ)研究了分散剂ＰＡＡ与ＰＢＴＣＡ对ＣａＣＯ _３显微结构的影响．结果表明,与ＰＡＡ相比,ＰＢＴＣＡ对ＣａＣＯ_３的沉积形貌具有更大的影响．ＳＥＭ表明,在两种分散剂的存在下,沉积物的形貌皆发生了变化,随着阻滞影响增大,沉积物晶型畸变程度随之严重,沉积物形貌的分维值也随之增大．ＸＲＤ分析表明,随着阻滞影响增大,ＣａＣＯ_３晶相中球霰石的含量增大．在分散剂存在下,热力学上属亚稳态的文石和球霰石从动力学上被稳定住了．ＡＦＭ研究表明,随着阻滞影响增大,ＣａＣＯ_３晶体表面上台阶间距变大．同时,发现了ＣａＣＯ_３晶体表面台阶的聚并现象并进行了讨论．     

柔性染料敏化太阳能电池TiO_2光阳极的制备

柔性染料敏化太阳能电池(Flexible Dye-Sensitized Solar Cell,FDSSC)是以聚合物或金属等柔性材料为基底的染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC)。相比于刚性DSSC,其具有可弯曲、低成本、易大面积加工和应用范围广等优点,越来越受到人们的关注。柔性染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的制备方法,根据热处理温度的不同可以分为低温和高温制备方法,其中包括化学法、压力法、电泳沉积法、转移法、金属基底上的制备以及一些新的制备方法等。本文结合DSSC光阳极中电子的传输和复合的基本原理,针对电极的各制备方法进行了综述,并对电池的相关性能作了一定的介绍;最后,对FDSSC未来的发展前景和有潜力的研究方向进行了展望。     

亚微米A12O3浆料的流变性优化研究

研究了多种高聚物类分散剂对亚微米氧化铝浆料流变性的影响,通过优化pH值、分散剂用量等因素,使颗粒间排斥力达到最大,获得了固含量高达58vol％的适合浇注的Al_2O_3浆料.以该浆料为原料,采用凝胶浇注的方法成型氧化铝陶瓷,获得了显微结构极其均匀的素坯,经1600℃烧结2h,烧结体的相对密度>98％.     

氟锆酸钾加入量对粉煤灰基发泡陶瓷性能的影响

为了实现大掺量粉煤灰在低成本、高性能发泡陶瓷的广泛应用,以粉煤灰、滑石、长石和碳化硅为原料,加入不同量的(加入质量分数分别为0、2%、5%和7%)氟锆酸钾,通过高温煅烧制备了发泡陶瓷试样,研究了氟锆酸钾加入量对试样物相组成、显微结构及性能的影响。结果表明,随着氟锆酸钾加入量(w)由2%增加至7%,试样中锆英石和尖晶石的特征峰逐渐增强,而莫来石的特征峰则逐渐变弱,体积密度和抗压强度逐渐减小,热导率则呈现先减小后增加的趋势。同时,氟锆酸钾的加入提高了试样的孔径尺寸和均匀性及圆整度。然而,当氟锆酸钾的加入量达到7%(w)后,试样的孔径尺寸进一步增大,圆度却降低,孔结构劣化。但相比于未添加氟锆酸钾的试样,含氟锆酸钾的试样的抗压强度均显著增强,体积密度和热导率明显降低。当氟锆酸钾加入量为5%(w)时,试样的综合性能最优。     

La/FeOOH@PAC对反渗透浓缩液中有机膦酸盐阻垢剂HEDP的吸附性能研究

在反渗透脱盐过程中, 为了避免矿物质结垢广泛使用膦酸盐阻垢剂, 但这会对环境和浓缩液脱硬度产生不利影响, 需要在反渗透浓缩液处理前去除膦酸盐阻垢剂。本工作以活性炭(PAC)为载体, 采用共沉淀法制备了含有氢氧化镧与羟基氧化铁的复合材料(La/FeOOH@PAC), 利用La/Fe的协同作用提高吸附剂的吸附性能。采用不同手段对复合材料的结构和表面性质进行了表征, 并研究了其对模拟反渗透浓缩液中膦酸盐阻垢剂HEDP的吸附行为和性能, 考察了镧铁摩尔比、吸附时间、HEDP浓度和温度对其吸附性能的影响。实验结果表明: 制备的复合材料在298 K、pH=8.0和吸附剂用量为0.4 g/L的条件下, 其吸附等温线符合Langmuir模型, 理论最大吸附量为65.359 mg·g^-1, 吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述, 同时吸附过程为自发放热过程。XPS分析表明吸附剂的主要吸附机理为与镧/铁连接的羟基基团和HEDP之间的配体交换作用。     

共聚物稳定Al2O3悬浮液及沉积物分形特性的研究

采用ζ电位和沉降实验研究了丙烯酸-丙烯酸酯共聚物对Al2O3表面特性及其悬浮液稳定性的影响.发现共聚物的加入使其等电点向低pH方向移动,且可显著改善浆料的稳定性,共聚物最佳用量为2wt%.研究表明:沉积物表面形貌具有分形特征,且形貌分维值Df的大小与分散剂用量有一定关系.     

Tiron对纳米Al2O3悬浮液性能的影响

以1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠(Tiron)为分散剂获得了平均粒径约为57nm的氧化铝粉体的稳定悬浮液.通过测定等温吸附曲线及悬浮液的Zeta电位,研究了Tiron对粉体表面特性的影响.结果表明,Tiron在Al₂O₃表面发生化学吸附,磺酸基的离解使胶粒表面电荷更负,显著提高颗粒表面的带电量,从而改善浆料的稳定性.FTIR研究表明:Tiron分子结构中两个相邻羟基与Al-OH形成内环结构,从而提高了吸附强度.流变测试确定了制备高固含量稳定浆料在pH=8.5时所需的最佳分散剂用量为0.8wt％.