超疏水性纳米界面材料的制备与研究

制备并研究了几种超疏水性纳米界面材料,具体包括(1)以多孔氧化铝为模板,通过一种新的模板挤压法制备了聚丙烯腈纳米纤维,该纤维表面在没有任何低表面能物质修饰时即具有超疏水性,与水的接触角可高达173.8°.(2)利用亲水性聚合物聚乙烯醇制备了具有超疏水性的表面,打破了传统上只有利用疏水材料才能得到超疏水性表面的局限性,扩大了制备材料的应用范围.研究表明,这种特殊的现象是由于聚乙烯醇分子在纳米结构表面发生重排,使得疏水基团向外,分子间氢键向内,从而导致整个体系的表面能降低引起的.(3)将聚丙烯腈纳米纤维通过典型的热解过程,得到了具有类石墨结构的纳米结构碳膜,该膜表面在广泛pH值范围内都具有超疏水的特征,在基因传输、无损失液体输送、微流体等方面具有更广阔的应用前景.(4)利用喷涂-干燥技术制备了一种新型的同时具有超疏水及超亲油性的油水分离网膜.研究表明,网膜表面特殊的微米与纳米尺寸相结合的粗糙结构导致这种特殊的性质,该网膜具有很高的油水分离效率,具有极其广阔的应用前景.     

Al2O3纳米多孔粉体的制备及表征

以异丙醇铝为原料,经过水解、酸解胶、煅烧等过程制得纳米多孔氧化铝,用XRD、SEM、TG／DTA和BET等分析测试技术对产品进行了表征．结果表明,在不使用模板剂的情况下,能够成功制备比表面积较大（124cm^2／g）、孔分布（10～50nm）较集中的纳米多孔氧化铝粉体．     

纳米氧化铝粉体制备及红外吸收特性研究

通过溶胶-凝胶法制备出不同晶型和相应颗粒尺寸的纳米氧化铝粉体;通过XRD分析及TEM表征,分析勃姆石凝胶-经干燥烧结后的氧化铝晶型相变及相应颗粒尺寸分布变化,800℃至1050℃γ-Al2O3向θ-Al2O3相变过程中颗粒尺寸变化不大,到完全相变为α-Al2O3时,颗粒尺寸急剧增大,并有大颗粒形成;同时对不同晶型和对应的颗粒尺寸纳米氧化铝粉体样品的红外吸收性能进行了研究,结果表明:带边吸收的蓝移、红移主要由晶型和量子尺寸效应共同作用,但晶型起主要作用。     

高分子网络法制备In2O3超细粉的工艺研究

以硝酸铟为起始原料, 利用高分子网络法合成纯的单相In2O3纳米晶. 采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等检测手段对所得粉体的组成、大小和微观形貌进行了表征和分析. 同时, 根据XRD衍射图谱结果进一步讨论了不同原料质量浓度、煅烧温度和煅烧时间对产物粒径的影响. 实验结果表明所得晶粒晶相单一, 粒度均匀并且可以选择适宜的条件制备所需粒径的纳米氧化物.     

超疏水性纳米界面材料的制备与研究

制备并研究了几种超疏水性纳米界面材料,具体包括 :(1)以多孔氧化铝为模板,通过一种新的模板挤压法制备了聚丙烯腈纳米纤维,该纤维表面在没有任何低表面能物质修饰时即具有超疏水性,与水的接触角可高达 1 73 8°。(2)利用亲水性聚合物聚乙烯醇制备了具有超疏水性的表面,打破了传统上只有利用疏水材料才能得到超疏水性表面的局限性,扩大了制备材料的应用范围。研究表明,这种特殊的现象是由于聚乙烯醇分子在纳米结构表面发生重排,使得疏水基团向外,分子间氢键向内,从而导致整个体系的表面能降低引起的。(3)将聚丙烯腈纳米纤维通过典型的热解过程,得到了具有类石墨结构的纳米结构碳膜,该膜表面在广泛pH值范围内都具有超疏水的特征,在基因传输、无损失液体输送、微流体等方面具有更广阔的应用前景。(4)利用喷涂 干燥技术制备了一种新型的同时具有超疏水及超亲油性的油水分离网膜。研究表明,网膜表面特殊的微米与纳米尺寸相结合的粗糙结构导致这种特殊的性质,该网膜具有很高的油水分离效率,具有极其广阔的应用前景。     

基于圆形腔结构的高分辨率表面等离子体解复用器研究

近来对基于表面等离子体的微纳光学器件研究很多,这类器件在量子计算和量子通信中将会有着重要用途。本文对一种简单新颖的圆形腔间接耦合的结构进行了研究,发现其具有很好的滤波作用,透射谱的半峰全宽可以控制在10nm~20nm,从而显示出一定的应用价值。通过并联结构可以将此结构扩展,从而得出多通道的解复用器。     

纳米材料工程课程实验的设计与教学实践

该文分析了材料专业课程传统实验教学的局限和不足，对新设课程“纳米材料工程”实验课的设置及实施进行了全新的思考，设计了具有创新性和综合性的实验单元。教学实践表明，创新性实验课程可以把课堂的理论教学与实践教学有机地结合起来，有助于培养学生的创新意识，提高学生的综合分析和动手解决问题的能力。     

竹炭负载纳米级零价铁去除水中的甲基橙

采用竹炭负载纳米级零价铁,分别考察了竹炭、纳米级零价铁和竹炭负载纳米级零价铁对0.2 L、200 mg/L的甲基橙溶液的去除率,并探讨了竹炭投加量、溶液pH值、染料初始浓度和反应温度对竹炭负载纳米级零价铁去除甲基橙能力的影响.结果表明：在0.20 L浓度为200 mg/L的甲基橙溶液中,竹炭投加量为0.015 g、30℃、pH为6.0、反应时间为60 min时,竹炭负载纳米级零价铁对甲基橙染料的去除率最高可达99.94％,而竹炭本身的去除率仅为13.6％.     

Regenerated isotropic wood

Construction of sustainable high-performance structural materials is a core part of the key global sustainability goal. Many efforts have been made in this field; however, challenges remain in terms of lowering costs by using all-green basic building blocks and improving mechanical properties to meet the demand of practical applications. Here, we report a robust and efficient bottom-up strategy with micro/nanoscale structure design to regenerate an isotropic wood from natural wood particles as a high-performance sustainable structural material. Regenerated isotropic wood (RGI-wood) exceeds the limitations of the anisotropic and inconsistent mechanical properties of natural wood, having isotropic flexural strength of ∼170 MPa and flexural modulus of ∼10 GPa. RGI-wood also shows superior water resistance and fire retardancy properties to natural pine wood. Mass production of large sized RGI-wood and functional RGI-wood nanocomposites can also be achieved.     

纳米氧化铝粉体制备及红外吸收特性研究

通过溶胶-凝胶法制备出不同晶型和相应颗粒尺寸的纳米氧化铝粉体;通过XRD分析及TEM表征,分析勃姆石凝胶-经干燥烧结后的氧化铝晶型相变及相应颗粒尺寸分布变化,800℃至1050℃γ-Al2O3向θ-Al2O3相变过程中颗粒尺寸变化不大,到完全相变为α-Al2O3时,颗粒尺寸急剧增大,并有大颗粒形成;同时对不同晶型和对应的颗粒尺寸纳米氧化铝粉体样品的红外吸收性能进行了研究,结果表明:带边吸收的蓝移、红移主要由晶型和量子尺寸效应共同作用,但晶型起主要作用。