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本发明涉及功能材料技术领域,尤其涉及一种硅藻土基滤纸、其制备方法及应用。所述硅藻土基滤纸的制备方法包括以下步骤:A)将硅藻土和有机溶剂混合,然后与硅烷偶联剂进行反应,得到改性硅藻土;B)将所述改性硅藻土、纸材料与交联剂的水溶液混合,搅拌反应,得到改性纸浆;C)将所述改性纸浆通过抽滤后,干燥得到硅藻土基滤纸。本申请人研究发现,将油水混合物或油水乳液通过本发明提供的硅藻土基滤纸,可以实现油水分离,且分离效率较高。并且,本发明提供的硅藻土基滤纸的制备方法成本较低,操作简单,制得的硅藻土基滤纸具有生物降解性,便于大规模生产和应用。
本发明提供了表面活性剂包埋多金属氧簇复合物在锌电极保护中的应用、锌基复合极片及制备方法和应用,属于功能材料技术领域。本发明通过静电作用将多金属氧簇化合物与阳离子型表面活性剂复合,所得表面活性剂包埋多金属氧簇复合物(记为SEP)可以在水‑空气界面自组装形成均匀的SEP膜,所述SEP膜为两亲膜,且具有原子尺寸的均一性,厚度可控,可满足纳米级尺寸要求,便于通过LB膜技术将其转移到金属锌片表面实现对金属锌片的修饰,所得锌基复合极片作为负极用于水系锌离子电池中有利于加快锌离子传输动力学;而且SEP结合了无机材料的刚性和有机材料的柔性特点,化学稳定性好,在长时间电化学循环中SEP膜结构依然可以稳定存在。
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本发明公开一种稀土功能材料技术领域中的粉冶稀土超磁致伸缩棒材及其制备技术,选择采用在铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)3种铁磁性金属材料单质粉末中直接大比例掺入镧(La)、铈(Ce)2种稀土材料单质粉末的组料配比方法,通过采取超声固相均质混配、等静压压制成形极化、连续逐次烧结定型等多项粉末冶金创新技术进行加工制造预以实现。本发明充分利用稀土材料特有的长大连锁晶粒分子结构和抗下垂性、蠕变性材质特性,以较大比例与铁磁性金属材料组配化合后,可以发挥出较强的弥散强化作用和包埋效应,使加工制成的粉冶稀土超磁致伸缩棒材制品获得极高的磁致伸缩应变系数和极好的机械物理性能,极大地拓展了棒材制品的应用范围。
一种无表面活性剂制备金@白藜芦醇多功能纳米复合光热试剂的方法及该复合光热试剂,属于功能材料技术领域。银纳米粒子与氯金酸进行电位差取代反应,再以白藜芦醇为还原剂和包覆剂,一步合成和包覆金纳米粒子,得到复合光热试剂。该复合光热试剂不但具有光热作用,且由于白藜芦醇的引入,具备了抗氧化活性,还能够对癌细胞的增值起到抑制作用,因此该纳米复合光热试剂具备了多功能性;并且由于白藜芦醇壳层的包覆,使材料更具备更好的生理环境稳定性和光热稳定性;除此之外,该方法没有使用任何毒性表面活性剂配体,因而大大降低了材料的生物毒性,提高了材料的生物相容性,同时也避免了除去表面活性剂配体和进行纳米粒子表面修饰等繁琐的操作。
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本发明涉及一种机电热耦合应力腐蚀原位疲劳性能试验装置,属于精密驱动领域。通过对称布置的两组压电叠堆驱动器实现较大行程疲劳位移输出,结合嵌入式高温电热合金片或帕尔贴片以及含密封装置的应力腐蚀槽,可针对特征尺寸为毫米级的块体材料开展高/低温服役条件及应力腐蚀环境下的动态疲劳测试。此外,通过更换内部嵌入电极的绝缘夹具,可实现对电化学作用及电致伸缩效应的原位观测。同时,基于其小巧的体积、紧凑的结构和测试试件中心不产生位移等特性,该装置可开展多种模式下原位单轴动态疲劳测试,便于开展对各类结构材料或功能材料在复杂服役条件下的微观结构演化行为和疲劳失效机制的研究。 1
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本发明的不同直径尺寸的球形多孔的R相V2O3及其制备方法,属于微纳米功能材料制备的技术领域。制备方法的第一步以偏钒酸铵、盐酸羟胺与乙二醇为原料进行混合,混合溶液通过不同的搅拌时间用水热法制备出不同直径尺寸的前体VEG;第二步是将前体VEG在氮气气氛下720~740℃煅烧3~4小时,制备出球形多孔的V2O3(R)。本发明通过不同的搅拌时间控制球形产物的直径尺寸,具有操作简单、合成便捷、重复性好、低温节能等特点,并且产物形貌易控、纯度高,能够作为锂电池的正极材料。
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一种含有纳米粉体材料的铺地材料及其生产工艺,属于新材料加工技术领域,工艺步骤如下:取再生聚酯短纤维依次经过粗开松机、精开松机、大仓混棉箱、定量给棉机及梳理机形成单层纤维网;将梳理机送出的单层纤维网进行重叠,并在任意相邻两层纤维网之间均匀地撒上纳米粉体材料,得到含有纳米粉体材料的纤维网,经预针刺工序、2道主针刺工序固结成型,卷切,得到含有纳米粉体材料的铺地材料成品。本发明是以再生聚酯短纤维为载体,以纳米粉体材料为功能材料,制得的铺地材料,不仅具有防潮、缓冲找平作用,吸音减震功能是软泡沫的几倍,同时由于含有二氧化硅、二氧化钛及活性炭粉,所以,还具有吸甲醛功能,可使甲醛分解成水和二氧化碳。
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本发明的一种菱方相铅钽氧化物及其高温高压制备方法,属于功能材料制备的技术领域。铅钽氧化物分子式为Pb2Ta2O7,具有简单菱方晶体结构。制备方法是以氧化铅粉、五氧化二钽粉为原料,在高温高压装置上进行合成,合成压力为2.5~5GPa、温度为750~1050℃,保温保压30~60分钟。本发明的方法是在无水,无改良剂环境中进行的,可以避免不必要杂质的出现,所得的菱方相铅钽氧化物纯度高;所采用的高温高压设备目前被大量用来生产金刚石,其操作简单,制备周期短,可以较快地实施产业化。
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本发明的直流电弧等离子体方法生产镍(或铁) 超徽粉的工艺属一种功能材料的生产方法。它由制 备超微粒子和钝化处理两个步骤构成。以镍(或铁)为阳极,钨棒为阴极,在33~36A/mm2电流密度下产生电弧,在氢-氩气氛中熔融镍(或铁)生成超微粒子。之后,在系统内在纯氩气氛中对超微粉钝化1/3~1小时。本发明的工艺可以生产出高纯度的稳定不自然的镍(或铁)超微粉。由于粒度均匀、产率高、成本低而适于大规模工业化生产。
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本发明涉及一种硒化锌纳米带的制备方法,属于纳米材料制备技术领域。本发明采用双坩埚法,将静电纺丝技术与硒化技术相结合,制备了ZnSe纳米带。本发明包括三个步骤:(1)配制纺丝液。将Zn(NO3)2·6H2O和PVP,加入到DMF溶剂中,形成纺丝液;(2)制备ZnO纳米带。采用静电纺丝技术制备PVP/Zn(NO3)2复合纳米带,再进行热处理得到ZnO纳米带;(3)制备ZnSe纳米带。采用双坩埚法,用硒粉对ZnO纳米带进行硒化处理,得到ZnSe纳米带,具有良好的晶型,宽度为0.6~2.2μm,厚度为63.3nm,长度大于100μm。硒化锌纳米带是一种新型的重要功能材料,将在激光器、生物医学、平板显示、太阳电池、信息的存储与传输、闪烁器、催化等领域得到应用。本发明的制备方法简单易行,可以批量生产,具有广阔的应用前景。
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一种聚多巴胺包覆的纳米复合光热试剂及其制备方法,属于功能材料技术领域。本发明所述的方法操作简单,包覆的方法分为两种:一是通过多巴胺单体的氧化聚合性质直接在无机纳米粒子或其组装体表面包覆聚多巴胺壳层;二是利用多巴胺的还原性和氧化聚合性质,一步合成和包覆纳米粒子,避免了事先合成纳米粒子的麻烦,使操作更加简单,合成方法更具备绿色环保性质。经实验证实,包覆了聚多巴胺壳层后纳米粒子的生物相容性、生理环境稳定性和光热稳定性大幅度提高;且引入了羟基和氨基功能性基团,为纳米粒子进一步修饰生物靶向物质或负载药物提供了条件;除此之外,由于聚多巴胺具有光热性质,使包覆了聚多巴胺壳层的材料光热转化效率得到提高。
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本发明涉及一种连续纤维嵌入材料的一体化打印装置及打印方法,属于功能材料3D打印技术领域。预制带孔的聚合物圆柱体成丝棒,并将连续纤维穿过成丝棒的孔,成丝棒夹紧在成丝筒中,推进杆将成丝棒向下推送,成丝棒经过加热区,熔融的聚合物向下流动包裹在连续纤维表面,最终从成丝筒底部出来成型丝材,成型丝材经过测量剪切机构,直径不符合要求时剪断,直径符合要求直接进入进给机构,进给机构将成型丝材不断向下进给,送入打印头部件实现打印。优点在于:纤维与聚合物之间粘合性好,不会产生连续纤维的局部堆积,可按需打印不同直径的成型丝材,实现了连续纤维嵌入式高熔点聚合物的打印。
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本发明的一种制备氮化硼纳米片/金属纳米颗粒复合材料的方法,其具体步骤包括:(1)利用两亲性嵌段共聚物自组装金属纳米颗粒;(2)化学剥离法制备氮化硼纳米薄片;(3)一步合成氮化硼纳米片/金属纳米颗粒复合材料。本发明的特点是采用嵌段共聚物自组装方法,通过调节自组装参数在氮化硼纳米片表面合成大面积的具有二维拓展周期性的尺寸与间距可调的金属纳米颗粒;所制得的氮化硼纳米片/金属纳米颗粒复合材料很稳定,具有很强的拉曼增强效应和光电特性,在功能材料、传感器和生物医学等方面具有很好的应用前景;本发明所述的制备工艺简单、不使用还原剂,易于实现大规模工业化生产。
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本发明提供了一种多级孔ZSM‑5分子筛及其制备方法和应用,涉及功能材料技术领域。本发明基于无定形分子筛晶种辅助法制备多级孔ZSM‑5分子筛,利用无定形分子筛晶种能够瞬间提供大量生长或晶化位点的特点,引发晶化初期前体聚合物颗粒内多点晶化,进而造成生长位点附近的营养物质的迁移,最终形成通往晶粒内部的贯穿介孔。本发明提供的方法操作简便、环境友好、成本低廉;且制备得到的多级孔ZSM‑5分子筛具有稳定的晶体骨架结构以及出色的多级孔结构,极大地提升了多级孔ZSM‑5分子筛的稳定性与扩散性能,从而在甲醇制烯烃反应中展现出极其优异的寿命与出色的丙烯选择性。
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本发明的一种使KIO3铁电材料获得低介电损耗的方法,属于功能材料的技术领域。步骤包括:在室温条件下,将KIO3铁电材料在金刚石对顶砧中先加压至1.9GPa~20.56GPa再卸压至常压,得到介电损耗降低的KIO3铁电材料。本发明提供了一种使KIO3材料获得低介电损耗的新方法,通过压力改善KIO3的介电性,为KIO3材料的应用提供了新的方向和思路。
本发明涉及多孔功能材料技术领域,提供了一种刚性扭曲微孔聚合物‑磺化聚醚砜多孔复合膜及其制备方法和应用。本发明提供的刚性扭曲微孔聚合物具有刚性结构且含有扭曲基元,结构稳定,成膜性好,使用强氧化性酸酸化后具有良好的离子选择性。将磺化聚醚砜膜和酸化刚性扭曲微孔聚合物膜复合,能够形成具有孔径差异的非对称结构多孔复合膜;复合膜具有较高的孔隙率,离子通量高,离子选择性好,能够形成典型的离子整流效应,实现高输出功率和稳定的盐差发电。另外,本发明通过界面溶剂挥发的方式将酸化刚性扭曲微孔聚合物膜和磺化聚醚砜膜进行复合,步骤简单,所形成的异质复合膜可以加速离子的传递,异质相同电荷离子进入膜内,从而减少膜的内耗。
本发明提供了硼纤维增强铜基先驱丝、连续硼纤维增强铜基复合材料及制备方法和应用,属于功能材料技术领域。本发明提供的硼纤维增强铜基先驱丝包括硼纤维、包覆在所述硼纤维表面的过渡层以及包覆在所述过渡层表面的铜金属层,所述过渡层为三维石墨烯杂化B4C复合过渡层。本发明通过引入三维石墨烯杂化B4C复合过渡层,在B纤维和Cu基体之间形成一个桥接过渡区域,能够增强B纤维与Cu基体之间的力学匹配性和声子匹配性;同时,引入石墨烯还能额外提供声子传播通道。采用本发明提供的硼纤维增强铜基先驱丝能够制备得到具有高拉伸强度和高热导率的连续硼纤维增强铜基复合材料。
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本发明公开了一种油页岩渣改性合成X型沸石的方法,属于无机功能材料综合利用领域,该方法主要包括四个步骤:油页岩酸渣的制备、晶种的制备、氢氧化钠溶液的制备和水热法合成X型沸石,从而对得到吸附性能优异的X型沸石。通过研究分析,得出制备X型沸石的最佳条件为:固液比为60g/L,水热反应温度为110℃,水热反应时间为12h,晶种体积为5mL。本发明是油页岩渣综合循环利用的有效途径。
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本发明涉及一种硒化镉纳米纤维的制备方法,属于纳米材料制备技术领域。本发明采用双坩埚法,将静电纺丝技术与硒化技术相结合,制备了CdSe纳米纤维。本发明包括三个步骤:(1)配制纺丝液;(2)制备CdO纳米纤维,采用静电纺丝技术制备PVP/Cd(NO3)2复合纤维,在空气中进行热处理得到CdO纳米纤维;(3)制备CdSe纳米纤维。采用双坩埚法,在氩气保护下用硒粉对CdO纳米纤维进行硒化处理,得到CdSe纳米纤维,具有良好的晶型,直径为559.1±56.7nm,长度大于50μm。硒化镉纳米纤维是一种新型的重要功能材料。本发明的制备方法简单易行,可以批量生产,具有广阔的应用前景。
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一种利用等离子刻蚀机的垂直电场分布制备材料表面形态呈梯度变化的微纳米级结构阵列功能材料的方法,属于材料科学技术领域。本发明结合倾斜放置的样品和等离子刻蚀机的垂直电场在多种材料中引入梯度结构阵列,整个过程操作简便,通过调控刻蚀条件和基底材料的种类可以在多种材料(聚合物、氧化物、金属等)中引入形态可控的梯度结构。本发明步骤简单,根据具体使用材料更换相应的刻蚀气体即可完成制备目的结构样品,实例中所制备的梯度微纳米级结构是二维尺度上的,其在微纳米级形态结构上是呈梯度变化的,通过在材料表面的后处理,可以更加灵活的应用。
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本发明公开了一种书页状形貌锌铝类水滑石及其制备方法和应用,属于功能材料技术领域,针对目前的锌铝水滑石制备方法制备出的水滑石均为不规则片状或六边形片状微晶粉末,无法得到特殊形貌,其次形貌也不能做到可控合成,为了解决该问题,本发明提出了一种水热合成的方法,通过调控反应时间、反应温度和反应物的浓度即可控制材料的生长尺寸和层间距,做到可控制备。该方法所制备的书页状锌铝水滑石具有层状结构,结晶度高,催化效率高,可应用于对孔雀石绿的催化反应中,20分钟染料孔雀石绿的降解率达到91%。
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一种Er3+:Lu2O3透明陶瓷,在Lu2O3基透明陶瓷中掺入Er3+,获得Er3+掺杂Lu2O3透明陶瓷,属光学功能材料技术领域。在现有技术中缺少一种能够由易得且使用简单的半导体激光器发射的980nm光激发、通过上转换获得570nm绿光发射以及通过下转换获得1.54μm发射的氧化镥基透明陶瓷材料。本发明之Er3+:Lu2O3透明陶瓷具有立方晶系方铁锰矿晶体结构,属Ia3空间群,晶格常数其特征在于,化学分子式为:(Lu1-x?Erx)2O3,x为掺杂离子Er3+的摩尔分量,且0.01≤x≤0.1。本发明能够成为一种优质的光电器件、激光器、红外探测器材料;也非常适合用在整形外科手术装置中;同样,本发明还能够应用于全固化短波长激光器、三维立体显示、生物分子荧光标识、红外辐射探测、生物、环境检测以及军事等领域。
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金属离子纳米吸附剂能够吸附水体中的金属离子,如Cr6+、Cd2+,属于无机功能材料技术领域。EDTA是一种重要的螯合剂,能和碱金属、稀土元素和过渡金属等通过化学吸附形成稳定的水溶性络合物,然而,由于EDTA在水中常常呈现为抱团状,所以其分散性较差,吸附作用难以充分发挥。现有技术采用Zeolite-A沸石分子筛通过物理吸附,吸附水体中的金属离子。本发明之吸附剂其特征在于,在纳米分子筛介孔中分布有螯合剂EDTA,该吸附剂具有包括物理吸附、化学吸附在内的多重吸附作用,30min能够吸附水体中98.0%的Cr6+、99.0%的Cd2+。
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本发明涉及一种短波受激发射激光晶体,属于信息功能材料领域中的激光晶体,在氟化镁钾基质中掺入激活剂三氟化铕后,三氟化铕中的三价铕离子全部转换成了二价铕离子并占据氟化镁钾中的一价钾离子;这些晶体包括二价铕离子激活的氟化镁钾晶体、二价铕离子激活的三价铈离子敏化的氟化镁钾晶体及二价铕离子激活的三价钆离子敏化的氟化镁钾晶体。三价铕离子的掺杂浓度x=0.002-0.0029,三价铈离子的掺杂浓度y=0.002-0.0029,三价钆离子掺杂浓度z=0.002-0.0029,其中x、y和z均为摩尔量。晶体受激发射波长为360nm;其净光学增益系数:掺铕的氟化镁钾晶体为每厘米11.4±3.2;双掺铕和铈的氟化镁钾晶体为每厘米14.5±6.5;双掺铕和钆的氟化镁钾晶体为每厘米20.2±3.6。
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一种Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)掺杂的聚苯胺纳米复合物及其应用,属于功能材料技术领域,具体涉及一种过渡金属离子掺杂的聚苯胺纳米复合物,该复合物具有良好的光热转化、核磁造影和化疗性能,可以作为肿瘤的无损诊疗试剂,对肿瘤进行核磁成像检测和热化疗。通过简单的一步反应制备了铜(Ⅱ)和铁(Ⅲ)掺杂的聚苯胺纳米粒子,我们将功能性的铜和铁的金属离子负载于具有良好生物兼容性的聚苯胺中后,其共轭结构能级发生改变,使得聚苯胺在近红外光区的消光能力大幅增加,光热转化性能大幅增强;并且负载金属离子后的聚苯胺纳米粒子具有良好的核磁成像造影功能;基于配位作用的金属掺杂结构还可以在刺激响应环境下释放金属离子,利用金属离子的毒性产生化疗作用。
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一种具有中空结构的多孔有机聚合物纳米球及其制备方法,属于功能材料技术领域。其是利用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷,将二氧化硅纳米球表面进行氨基化,而后用多醛基单体进一步进行表面醛基化,得到醛基化二氧化硅纳米球;再通过芳香取代反应,在醛基化二氧化硅纳米球外包覆一层无定形的多孔有机聚合物,制备得到以二氧化硅纳米球为核、多孔有机聚合物为壳的复合纳米球;最后使用浓氨水将复合纳米球中的二氧化硅纳米球核刻蚀掉,从而得到具有中空结构的多孔有机聚合物纳米球。纳米球尺寸均一、粒子大小和壳层厚度可控、且简单易行,分散性好,其在催化、载药、气体分离等领域的应用前景更为广阔。
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本发明的一种三价铁掺杂单晶硅酸盐铌酸锂相化合物及制备方法属于功能材料制备技术领域。所述的化合物的化学式为(Mg0.6Fe3+0.4)(Si0.6Al3+0.4)O3;Fe完全以Fe3+的价态存在于单晶晶体中,晶体尺寸为毫米级别且不含包裹体。制备方法包括微米级氧化物颗粒的混合、样品仓的特殊设计和利用大腔体压机的高温高压反应等步骤。本发明操作简单,无生物毒性,对于研究铌酸锂相化合物晶体结构和与结构有关的物理性质,并探索其与结构有关的新功能具有重要意义。
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一种暖白光LED用MxGew-ySiyOz:RE荧光材料,属于光电功能材料技术领域。现有技术将蓝光LED与Y3Al5O12:Ce2+或者(RE1-x-yPrxCey)3(Al,Ga)5O12荧光粉结合,通过光的复合产生白光,但是,由于荧光中缺少红光,导致所制作的照明光源显色指数低,色温高。本发明之荧光材料的分子式通式为MxGew-ySiyOz:RE,式中M为二价金属离子,RE为稀土元素;式中x、w、y、z都是常数,x取值为1、2或者3;w取值为1或者3,0.0≤y
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薄膜太阳能电池衬底用稀土掺杂硼酸盐发光玻璃属于光学功能材料技术领域和新型能源材料技术领域。现有低铁含量的硅酸盐玻璃衬底透射近紫外、短波可见光,薄膜太阳能电池光敏层对该波段光响应低,将该部分光转变为热,光电转换效率因此而降低。本发明玻璃的组分为a?B2O3-b?SrO-c?A2O-d?RexOy或a?B2O3-b?SrO-c?AX-d?RexOy,其中A为一种碱金属元素;X为一种卤素元素;RexOy为稀土氧化物;a、b、c和d为各组分的质量百分含量(wt%)。能够吸收近紫外光及短波可见光作为激发光,发射长波可见光,将原本薄膜太阳能电池光敏层响应较低的光转换为响应较高的光,从而提高的薄膜太阳能电池的光电转换效率。
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