中北大学材料科学与工程学院纳米功能复合材料山西省重点实验室
- 作品数：13 被引量：19H指数：3
- 相关作者：李洋更多>>
- 相关机构：北京化工大学材料科学与工程学院中国科学院长春应用化学研究所更多>>
- 发文基金：山西省高等学校科技创新项目山西省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：化学工程农业科学理学一般工业技术更多>>
- 蒙脱土改性尿素醛肥料的制备及性能研究被引量：6
- 2021年
- 【目的】研制氮缓释性能优异且制备工艺简单的缓控释肥料。【方法】采用溶液聚合法将具有纳米层状结构的蒙脱土(MMT)穿插在含有营养元素的聚合物缓释肥料尿素醛(UF)中,制备得到一种具有插层结构的新型生物降解高分子缓控释肥料。采用FTIR、XRD对制备肥料的结构进行表征,通过SEM观察肥料的表面形貌,研究原料配比对肥料加工性能的影响,测定肥料在静水中的释放特性。【结果】随着MMT的加入,制备的缓控释肥料的动态流变性能得到极大提升;其对氮具有优异的缓释效果,在静水中培养70 d,氮的最大累积释放率为38.79%,表明通过破坏结晶性聚合物原有的晶体结构可以提高其缓释性能。【结论】研究结果对于解决目前使用最普遍的化学合成型缓释化肥尿素醛由于高结晶度而导致的缓释性能差的问题具有参考意义。
- 张晓鹏耿阳阳赵贵哲刘亚青
- 关键词：蒙脱土缓释性能结晶度
- 具有沉积结构环氧树脂电磁屏蔽材料的制备及表征被引量：2
- 2022年
- 文中首先构筑具有三维结构的四针状氧化锌负载银(Ag@T-ZnO)和二维石墨烯纳米片(GNS)的混杂导电网络,随后灌注环氧树脂固化得到具有沉积结构的Ag@T-ZnO/GNS/EP复合材料,系统研究了Ag@T-ZnO和GNS的配比对复合材料屏蔽效能和力学性能的影响。当Ag@T-ZnO和GNS总质量分数为复合材料的20%且二者质量比为9:1时,二者之间的协同作用及独特的沉积导电网络结构赋予了复合材料优异的屏蔽效能和力学性能,在X波段的平均屏蔽效能可以达到83.8 dB,拉伸性能可达到51.6 MPa。为设计制备兼具优异力学性能和屏蔽性能的复合材料提供了新的思路。
- 廉青松李言徐伟杰陈宏峰赵贵哲刘亚青程珏
- 关键词：力学性能电磁屏蔽环氧树脂
- 嵌段共聚物模板化金属纳米复合结构的构筑
- 多组分、多层次和多功能的纳米复合结构的设计与制备涵盖了物理、化学、生物、材料与纳米等各学科领域,是学科间交叉创新的前沿,推动着传统科学研究向实际应用方面的转化。目前对于我们来说,如何在简单的纳米图案上构筑复杂的金属纳米复...
- 刘志承常同鑫黄海瑛何天白
- 关键词：嵌段共聚物纳米线
- 文献传递
- 磷酸盐改性脲甲醛缓控释肥的制备及性能研究被引量：5
- 2022年
- 【目的】脲甲醛(UF)缓释肥料的养分释放周期过长,通常会达到1~2年,不利于作物对养分充分吸收。采用磷酸盐对UF改性,以缩短UF的养分释放周期,使缓控释肥料养分释放更匹配作物生长所需规律。【方法】采用溶液聚合配合原位挤出技术,在生成UF的过程中,将磷酸盐〔磷酸二氢钙(MCP)、磷酸二氢铵(ADP)和磷矿粉(PRP)〕穿插在形成的UF大分子链间,制备得到新型含氮、磷养分的缓控释肥料。采用TG、XRD和FTIR等手段对肥料的结构和官能团进行表征和分析,通过XPS研究肥料表面元素价态的变化。【结果】ADP在UF基体中分散性最好,对UF分子间氢键的破坏程度最大。处理后90 d,UF、MCP改性UF(MCP-UF)、ADP改性UF(ADP-UF)、PRP改性UF(PRP-UF)的氮累计释放率分别为68.46%、76.47%、80.45%、78.17%,比42 d时分别增加7.15、10.20、9.10和10.83个百分点。综上所述,磷酸盐的加入使改性缓控释肥料结晶度降低,氮磷养分具有优异的缓释效果。【结论】制备得到的缓控释肥料MCP-UF、ADP-UF和PRP-UF表明,UF中加入磷酸盐能改善氮磷养分释放,使其更匹配作物生长所需,有利于肥料的大批量工业化生产。
- 席瑶瑶赵贵哲刘亚青
- 关键词：磷酸盐结晶度脲甲醛缓释性能
- 保湿型高粘附缓释叶面肥的制备及性能研究被引量：1
- 2022年
- 【目的】研制粘附性能、吸水性能、缓释性能优异,具有半互穿聚合物网络结构的保湿型高粘附缓释叶面肥。【方法】采用聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(AA)为原料制备吸水树脂,利用半互穿网络技术将尿素醛穿插到吸水保水网络中,制备得到保湿型高粘附缓释叶面肥,研究聚乙烯醇与丙烯酸质量比(m_(PVA)/m_(AA))、交联剂加入量对叶面肥吸水性能的影响,以及吸水树脂加入量对叶面肥粘附性能、缓释性能的影响。【结果】当聚乙烯醇与丙烯酸的质量比为1︰2、交联剂加入量为0.5%时,制备的保湿型高粘附缓释叶面肥具有最大吸水率,在自来水中最大吸水率为68.5 g/g。m_((PVA+AA))/m_(Urea)=2︰1时,叶面肥在包菜叶片的氮、磷保留率分别高达80%和40%;叶面肥氮磷养分在7~10 d释放达到平衡,缓释性能良好。【结论】研究结果对于解决目前常规叶面肥粘附性差、无保湿性能、无缓释性能的问题具有十分重要的意义。
- 汪调霞刘亚青
- 关键词：保湿叶面肥
- 具有隔离结构的超高分子量聚乙烯/镍高导电复合材料被引量：3
- 2017年
- 采用化学镀手段制备金属镍包覆的超高分子量聚乙烯复合粒子,通过热压成型方法制得具有隔离结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/镍(Ni)高导电复合材料。通过调节金属(镍)镀层厚度及加工温度考察不同Ni含量及加工温度对复合材料导电性能的影响。结果表明,复合材料具有明显的导电逾渗行为;通过化学镀工艺可有效提高金属填料与基体的结合力,同时实现金属镍在聚合物基体中的选择性稳定分布,构建具有隔离结构的导电网络,使得复合材料的逾渗值降低至1.02%(体积分数)。基于金属填料优异的导电性能,在Ni体积分数仅为2.53%时,复合材料的电导率达到2648S/m。此外,降低复合材料的加工成型温度有助于减少加工过程对导电网络的破坏作用,从而有效降低复合材料的导电逾渗值,对提高复合材料导电性能具有重要意义。
- 许亚东段宏基刘亚青杨雅琦赵贵哲
- 关键词：镍超高分子量聚乙烯导电复合材料
- 多聚甲醛与尿素高温缩聚制备脲甲醛缓释肥及其性能研究被引量：4
- 2022年
- 【目的】传统溶液缩聚法制备的脲甲醛缓释肥(SUF)通常含水率较高,产品易于粘结在设备表面,阻碍了反应装置的自动出料,难于实现连续化生产。过高的含水率也增加了后续干燥过程的能耗,因此,本研究改进了制备工艺,以突破这一瓶颈。【方法】多聚甲醛与尿素高温气固相缩聚工艺制备的脲甲醛缓释肥(HUF),其制备原理是:高温密闭条件下多聚甲醛解聚成甲醛气体,气体甲醛与反应釜中的尿素结合生成脲甲醛和水,少量尿素在高温下会分解产生氨气,氨气与水结合成氨水,促使缩聚反应向正向移动,形成高聚合度的脲甲醛分子链。同时以高温气固相缩聚法和传统溶液浓缩法制备了缓释肥,分别记为HUF和SUF,每个方法均制备了尿素与甲醛摩尔比分别为2、4、6的样品。研究了生成物的干燥时间,并采用亚硫酸盐法、凯氏定氮法、热失重(TWL)、热重(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)方法表征了脲甲醛的组成与结构。最后,采用浸泡法测试了脲甲醛缓释肥的缓释性能。【结果】在高温气固相缩聚反应中,反应温度越高,甲醛转化率越高,高于100℃后甲醛转化率升高幅度有限,且高于100℃后尿素分解率也会急剧上升,导致脲甲醛氮含量降低,故将100℃定为高温气固相缩聚工艺的最佳反应温度。高温气固相缩聚工艺显著降低了反应产物的含水率,HUF含水率最高仅为11.72%,干燥时间较SUF至少缩短了1 h。该工艺也提高了原料甲醛的转化率和脲甲醛分子的平均链长,当脲醛比为2∶1时,HUF的甲醛转化率为88.22%,比SUF增加了9.26个百分点;HUF的重均分子量可达4445,而SUF的重均分子量仅为949;HUF的缓释有效氮含量为21.05%,比SUF增加了12.48个百分点;HUF的活性系数为42.33%,比SUF增加了20.48个百分点;HUF的24 h氮释放率为49.6%,比SUF降低了12.1个百分点;HUF的28天氮累积释放率为73.6%
- 向阳苗睿刘亚青赵贵哲
- 关键词：高温气固相脲甲醛缓释肥
- 柠檬酸改性脲甲醛缓控释肥的制备及性能研究
- 2023年
- 【目的】为降低脲甲醛(UF)的初期养分释放速率,提高中后期养分释放速率,采用柠檬酸(CA)对脲甲醛进行化学改性,改善UF养分释放速率,使其与作物生长规律更加匹配。【方法】采用溶液缩聚法配合反应挤出工艺,使柠檬酸与脲甲醛的反应前驱体羟甲基脲(MU)共聚,制备得到一种具有优异氮养分缓释效果的新型缓释肥。采用FTIR和NMR对柠檬酸改性脲甲醛缓控释肥(CAUF)的官能团和分子结构进行表征,采用XRD表征其结晶性,通过TG和DSC表征其热稳定性和热降解行为,通过SEM观察CAUF表面形貌。测定肥料颗粒的力学性能及CAUF在静水中的氮养分释放行为,并通过盆栽试验,研究CAUF对小油菜植株生长的影响。【结果】FTIR、NMR测试结果表明,柠檬酸的末端-COOH与-NH2反应生成酰胺键,证实了羟甲基脲与尿素间的聚合反应,且两者间形成强烈的氢键作用;XRD结果表明,柠檬酸改性使UF的结晶度显著降低;TG、DSC分析可知,CAUF的最高热解温度由304℃降至297℃,降低了热稳定性,使材料更易于降解;压缩强度测试表明,CAUF具有更优异的力学性能。静水处理56 d后,柠檬酸改性脲甲醛CAUF20、CAUF30、CAUF40的氮累积释放率分别为30.20%、38.84%和47.21%,与UF相比分别提升2.83、11.47和19.84个百分点,而CAUF20、CAUF30的氮初期释放率比UF分别降低1.79、1.32个百分点。小油菜盆栽生长试验结果表明,CK与相同施氮量下UF、CAUF20、CAUF30、CAUF405组处理得到的小油菜鲜质量分别为1.57、1.90、2.24、3.25、3.32 g,干质量分别为0.10、0.14、0.15、0.18、0.22g,鲜质量、干质量两项生长指标均随柠檬酸质量分数增大而增大。【结论】柠檬酸改性脲甲醛可以降低氮养分初期释放速率,显著提高中后期释放速率,促进小油菜的生长。
- 张菁刘亚青
- 关键词：脲甲醛化学改性缓控释养分释放
- 金纳米棒负载的静电纺丝纤维的制备及其表面增强拉曼光谱性能
- 2017年
- 为简单有效地制备高活性表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)基底。本文采用静电纺丝聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)纳米纤维为支撑材料,通过直接浸泡的方法,利用金纳米棒与电纺纤维之间的静电力,使纳米棒在纤维表面自组装,得到了性能优异的SERS基底。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对金纳米棒以及不同状态下的电纺纤维的形貌进行表征,结果表明,金纳米棒均匀且密集地负载在纤维表面。通过设置不同的浸泡时间确定了金纳米棒组装平衡的时间为12 h,并通过调控纺丝时间和金纳米棒的浓度发现随着纺丝时间和金纳米棒浓度的增加,复合纤维膜SERS增强效果随之提升。该复合纤维膜具有优异的SERS均匀性,并且能够检测到浓度低至10^(-10)mol/L的4-氨基苯硫酚的存在。
- 颜照东李洋张涛刘志承刘亚青
- 关键词：金纳米棒静电力自组装SERS基底
- 腐植酸/尿素醛的制备及性能研究
- 2023年
- 尿素醛(UF)缓释氮肥作为一种缩聚物,结晶度较高,微生物降解缓慢,导致养分缓释周期过长,典型的倒“L”形养分释放率曲线,与大多数农作物的生长规律不符。采用生长调节剂腐植酸(HA)对UF改性,以调整UF的养分释放周期,使其的养分释放与作物生长所需规律更匹配。首先,改性HA,以使预交联腐植酸(CHA)的羟基相较HA大幅提升;随后,与羟甲基脲(MU)发生脱水缩合反应,使MU接枝到CHA表面;最终通过连续自缩聚和接枝反应生成腐植酸/尿素醛(CHAUF)材料,构建了均匀孔隙的网络结构及合适分子链长。并且研究了不同成分的含量和反应条件对其缓释性能的影响,最终实现良好且可调控的缓释性能。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)表明CHA已被成功改性。扫描电子显微镜(SEM)表明,该材料具有良好且均匀的网络结构。优化氮养分释放的规律为前期养分释放较少,中后期养分释放加快的“S形”释放曲线,更匹配作物生长所需。
- 郭蕴慧刘亚青
- 关键词：网络结构缓释性能
