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Self-organization of unimolecular micelles in beam stream for functional mesoporous metal oxide nanofibers

Fundamental Research 2022年第5期2卷 776-782页

作者： Chongfei Gu Xiaoshan fan Guihua Zhu yuchi fan Haifeng Wang Tao Zhao Qi Xiao Yuan fang Xiaopeng Li Wan Jiang Lianjun Wang Pengpeng Qiu Wei Luo State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringInstitute of Functional MaterialsDonghua UniversityShanghai 201620China

The use of linear amphiphilic block copolymers as templates is an important method for the preparation of mesoporous ***,the obtained assemblies are usually sensitive to synthetic conditions,which impedes the preparation of such mesoporous materials in certain ***,we report a universal strategy applying an amphiphilic multiarm triblock copolymer in the preparation of mesoporous metal oxide nanofibers(NFs)using one metal oxide(TiO_(2),ZrO_(2),WO_(3),CeO_(2)),or two(TiO_(2)/WO 3,TiO_(2)/ZrO_(2),TiO_(2)/CeO_(2))and three(TiO_(2)/WO_(3)/CuO)metal oxides as *** template consists of modified β-cyclodextrin as the center of the macromolecule which is attached sequentially to a block of polystyrene,poly(acrylic acid),and poly(ethylene oxide).Under electrospinning conditions,stable unimolecular micelles are formed and effectively co-assemble with metal ions to form fibrous *** indicated by various characterization methods,the synthesized TiO_(2) and its derived composite NFs maintain a straight and continuous fibrous structure after calcination,and TiO_(2) NFs exhibit uniform mesopores of 10.8 nm in diameter and a large Brunauer-Emmett-Teller surface area of 143.3 m^(2)g^(−1).Benefiting from the characteristic structure,still present after modification,Pt-decorated mesoporous TiO_(2) NFs display excellent ability in the visible-light photocatalytic degradation of tetracycline,which is superior to the commercial P25 *** study reveals a promising strategy for the preparation of fibrous mesoporous metal oxides.

关键词： Unimolecular micelles Self-assembly Electrospinning Mesoporous metal oxides Nanofibers

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Microstructure and composition engineering Yb single-filled CoSb_(3) for high thermoelectric and mechanical performances

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Journal of Materiomics 2019年第4期5卷 702-710页

作者： Zhenxing Zhou Matthias T.Agne Qihao Zhang Shun Wan Qingfeng Song Qing Xu Xiaofang Lu Shijia Gu yuchi fan Wan Jiang Gerald Jeffrey Snyder Lianjun Wang State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringDonghua UniversityShanghai201620China Department of Materials Science and Engineering Northwestern UniversityEvanstonIL60208USA State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of CeramicsChinese Academy of SciencesShanghai200050China Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research(HPSTAR) Shanghai201203China University of Chinese Academy of Sciences 19 Yuquan RoadBeijing100049China Institute of Functional Materials Donghua UniversityShanghai201620China School of Material Science and Engineering Jingdezhen Ceramic InstituteJindezhen333000China

A broad tunability of the thermoelectric and mechanical properties of CoSb_(3) has been demonstrated by adjusting the composition with the addition of an increasing number of ***,such a strategy may negatively impact processing repeatability and composition *** this work,singleelement-filled skutterudite is engineered to have high thermoelectric and mechanical *** Yb filling fraction is found to increase phonon scattering,whereas cryogenic grinding contributes additional microstructural scattering.A peak zT of 1.55 and an average zT of about 1.09,which is comparable to the reported results of multiple-filled SKDs,are realized by the combination of simple composition and microstructure ***,the mechanical properties of Yb single-filled CoSb_(3) skutterudite are improved by manipulation of the microstructure through cryogenic *** findings highlight the realistic prospect of producing high-performance thermoelectric materials with reduced compositional complexity.

关键词： Skutterudites Thermoelectric material Compositional complexity Microstructure engineering Cryogenic grinding

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Preparation of Graphene Nanosheet/alumina Composites

Preparation of Graphene Nanosheet/alumina Composites

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中国材料大会2012

作者： Xia Liu yuchi fan Qian Feng Lianjun Wang Wan Jiang State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials Donghua University Instrumental Analysis Center of Donghua University

ISBN: (纸本)9783037856079;3037856076

Graphene nanosheet （GNS）/Al2O3 composite powder with homogeneously distributed GNSs has been fabricated from wet ball milled expanded graphite and Al2O3 , and then followed by the rotary evaporator at relatively low temperature to dry the mixture and the residual solvent was removed in atmosphere-vacuum pipe-type furnace accessing mixed gases of Argon and Hydrogen at 600℃ for 6h. During the process, homogeneously dispersed and mixed GNS/ Al2O3 composite powders with quite few damage of GNSs’ structure and properties have been obtained. The microstructures and grain sizes of GNS/Al2O3 composite powders have been investigated. The results showed that the addition of GNSs had diminished the size of Al2O3 particles and also the as-prepared GNSs/Al2O3 composite powders can be dispersed and mixed more homogeneously remarkably with the presence of GNSs.

关键词： Graphene Al2O3 GNSs/Al2O3 Planetary ball milling.

来源： cnki会议评论

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改性小冲压实验法在陶瓷力学性能评价中的应用

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硅酸盐学报 2019年第8期47卷 1065-1072页

作者：颜鹏范宇驰王连军江莞东华大学材料科学与工程学院上海201620 东华大学功能材料研究所上海201620

通过比较各类小样品测试方法,介绍了改性小冲压(MSP)试验法的基本原理和特点。以对PZT压电陶瓷在电场耦合下的力学性能和Mo/Pb(Zr,Ti)O3 (PSZ)复合材料的高温力学性能评价为例,说明MSP测试方法在多场耦合条件下对小样品陶瓷材料力学性... 详细信息

通过比较各类小样品测试方法,介绍了改性小冲压(MSP)试验法的基本原理和特点。以对PZT压电陶瓷在电场耦合下的力学性能和Mo/Pb(Zr,Ti)O3 (PSZ)复合材料的高温力学性能评价为例,说明MSP测试方法在多场耦合条件下对小样品陶瓷材料力学性能评价的作用和优势。

关键词：改性小冲压试验法陶瓷小样品力学性能多场耦合

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亚稳态纳米晶氧化锆片状粉体的制备及冷烧结

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硅酸盐学报 2023年第7期51卷 1819-1826页

作者：张贺新丁奇范宇驰江莞东华大学材料科学与工程学院上海201620 东华大学功能材料研究中心上海201620

冷烧结技术自引入以来已有多种陶瓷材料获得了成功制备,但作为重要结构陶瓷的氧化锆其冷烧结致密度仍然偏低。为了提高冷烧结氧化锆陶瓷的致密度,采用亚稳态的纳米晶氧化锆片状粉体进行了研究。首先利用氧化石墨烯为模板,以三(羟甲基)... 详细信息

冷烧结技术自引入以来已有多种陶瓷材料获得了成功制备,但作为重要结构陶瓷的氧化锆其冷烧结致密度仍然偏低。为了提高冷烧结氧化锆陶瓷的致密度,采用亚稳态的纳米晶氧化锆片状粉体进行了研究。首先利用氧化石墨烯为模板,以三(羟甲基)氨基甲烷为沉淀剂制备了含56%四方相的片状氧化锆。然后,从烧结助剂、温度、压力、液相掺量4个因素出发探索了对氧化锆致密度以及微观结构的影响。结果表明:在HCl作为烧结助剂、300℃、500 MPa、液相掺量为20%(质量分数)的冷烧结工艺条件下,实现了约70%的致密度,远高于目前冷烧结氧化锆致密度的报道值。致密度的提升主要得益于烧结中亚稳态氧化锆的相变以及助剂对片状粉体的颗粒重排和溶解-沉淀作用。此外,孔隙率的降低使得冷烧结氧化锆陶瓷的杨氏模量和抗弯强度分别达到了24 GPa和20 MPa。

关键词：氧化锆陶瓷冷烧结致密度烧结助剂相变

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溶剂热合成具有高热电性能的碲化铋纳米片

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陶瓷学报 2019年第1期40卷 51-56页

作者：邹家桢陈欣琪范宇驰王连军顾士甲东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620 东华大学功能材料研究所上海201620

本文首先采用溶剂热法合成了Bi_2Te_3纳米片,然后利用放电等离子烧结技术(SPS)烧结制备了Bi_2Te_3块体热电材料,并研究了表面活性剂(聚乙烯吡络烷酮,PVP)对Bi_2Te_3形貌、尺寸以及块体热电性能的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、... 详细信息

本文首先采用溶剂热法合成了Bi_2Te_3纳米片,然后利用放电等离子烧结技术(SPS)烧结制备了Bi_2Te_3块体热电材料,并研究了表面活性剂(聚乙烯吡络烷酮,PVP)对Bi_2Te_3形貌、尺寸以及块体热电性能的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热电测试系统、激光热导仪对样品进行了表征和性能测试。结果表明,所合成的Bi_2Te_3呈六边形单晶纳米片,尺寸约800 nm、厚度约20 nm。对比块体样品的热电性能发现,在合成Bi_2Te_3纳米片的过程中加入PVP,经过烧结后样品的热导率明显低于不加PVP的样品,因而使其热电优值(ZT)获得大幅提升,在450 K时达到了0.64。

关键词：溶剂热合成 Bi2Te3 纳米片 PVP 热电性能

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Oriented assembly of monomicelles in beam stream enabling bimodal mesoporous metal oxide nanofibers

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Science China Materials 2021年第10期64卷 2486-2496页

作者： Pengpeng Qiu Bingqian Xu Ziqi Sun Tao Zhao yuchi fan Yuye Zhao Jianping Yang Lianjun Wang Wan Jiang Xiaohang Zhu Xiaopeng Li Guihua Zhu Yuan fang Ziling Zhang Chongfei Gu Wei Luo State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials College of Materials Science and EngineeringInstitute of Functional MaterialsDonghua UniversityShanghai 201620China School of Chemistry and Physics Queensland University of TechnologyBrisbaneQueensland 4000Australia

The assembly of monomicelles along onedimension(1D)to construct tubular or fibrous mesostructures is greatly desired but still ***,we have demonstrated a facile strategy to synthesize 1D bimodal mesoporous metal oxides(e.g.,WO_(3),WO_(3)/Pd,WO_(3)/Pd Cu,TiO_(2),and ZrO_(2))nanofibers(NFs)through assembling the organic-inorganic composite monomicelles in a beam stream generated via an electrospinning *** facile and repeatable methodology relies on the preparation of copolymer@metal-complex monomicelles in an anisotropic solution and oriented assembly of them in the beam stream by the selective evaporation of ***_(3)and its derivatives are chosen as the demo,which show a uniform continuous fibrous structure with dual mesopore sizes(~4.0 and 7.6 nm)and large surface area(~93.1 m^(2)g^(-1)).Benefitting from the unique textual structure,gas sensors made by Pd-decorated mesoporous WO_(3)NFs display outstanding comprehensive sensing performance to ethylbenzene,including a high sensitivity(52.5),an ultralow detection limit(50 ppb),and fast response/recovery kinetics(11/16 s)as well as an outstanding selectivity,which render them promising for rapid environmental monitoring.

关键词： monomicelles dual mesoporous metal oxides nanofibers beam stream ethylbenzene

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冷烧结制备基于Nb_(2)CT_(X) MXene的微波吸收复相陶瓷

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安全与电磁兼容 2022年第2期 39-45页

作者：王康靓丁奇范宇驰东华大学材料科学与工程学院东华大学功能材料研究中心

在复合吸波材料中,层状二维金属碳化物/氮化物(MXene)材料以其高比表面积、高电导、轻质、低厚度等特性,通常可以作为理想的吸波剂。但是,由于MXene材料较差的高温热稳定性,传统高温烧结工艺制备的陶瓷很难实现和MXene的有效复合而不破... 详细信息

在复合吸波材料中,层状二维金属碳化物/氮化物(MXene)材料以其高比表面积、高电导、轻质、低厚度等特性,通常可以作为理想的吸波剂。但是,由于MXene材料较差的高温热稳定性,传统高温烧结工艺制备的陶瓷很难实现和MXene的有效复合而不破坏MXene的结构。文章采用原位生长法合成Nb_(2)CT_(X)/EMT粉体,通过冷烧结工艺在300℃制备基于Nb_(2)CT_(X)的沸石陶瓷复合材料(Nb_(2)CT_(X)/ZC)。当Nb_(2)CT_(X)的添加量为10 wt%时,在3.3 mm的厚度下最低反射损耗可达-56.43 dB,有效频宽为2.4 GHz。此外,Nb_(2)CT_(X)的引入还提升了复相陶瓷的力学性能,当Nb_(2)CT_(X)添加量为10 wt%时,复合材料的平均抗弯强度为40.5 MPa;Nb_(2)CT_(X)添加量为15 wt%时,断裂韧性相较于基体提升了约140%。

关键词：微波吸收复相陶瓷冷烧结 Nb_(2)CT_(X)MXene

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机械剥离法制备石墨烯及其在石墨烯/陶瓷复合材料制备中的应用

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中国材料进展 2011年第1期30卷 12-20,25页

作者：江莞范宇驰刘霞王连军东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620

扼要介绍了石墨烯特殊的二维结构及因这种结构导致石墨烯所具有的极其优异的电学、光学和力学性质。回顾了石墨烯的研究历史以及微机械剥离法在其中所起到的重要作用,并对主要制备方法进行了简要的介绍。然后,阐述了以机械磨为剥离工具... 详细信息

扼要介绍了石墨烯特殊的二维结构及因这种结构导致石墨烯所具有的极其优异的电学、光学和力学性质。回顾了石墨烯的研究历史以及微机械剥离法在其中所起到的重要作用,并对主要制备方法进行了简要的介绍。然后,阐述了以机械磨为剥离工具的新型机械剥离法的发展和已取得的成果。最后,对利用机械剥离法制备石墨烯/陶瓷复合材料粉体的探索进行了总结和概括。同时,展望了机械剥离法在制备石墨烯及其复合材料中的应用前景。

关键词：机械剥离法石墨烯石墨烯/陶瓷复合材料

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Ag掺杂多晶SnSe基热电材料的性能研究

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现代技术陶瓷 2024年第1期45卷 177-187页

作者：鲁文彬罗维范宇驰丁奇江莞东华大学材料科学与工程学院上海201620 东华大学功能材料研究中心上海201620

近年来,由于环境污染与能源危机的日益严重,使得国内外学者对可再生能源的研究越发重视,热电材料因其能够实现电与热的直接转换而引起了广泛关注。但热电器件的转换效率较低限制了其实际应用,为了提高其转换效率,大部分研究工作都聚焦... 详细信息

近年来,由于环境污染与能源危机的日益严重,使得国内外学者对可再生能源的研究越发重视,热电材料因其能够实现电与热的直接转换而引起了广泛关注。但热电器件的转换效率较低限制了其实际应用,为了提高其转换效率,大部分研究工作都聚焦于提高热电材料的热电优值(ZT)上。SnSe是目前性能优良的中温热电材料,本文通过水热法和在低于传统烧结温度的条件下成功制备了Ag掺杂的多晶AgxSn_(1-x)Se(x=0.0025、0.005、0.0075)热电材料。结果表明,Ag的掺入明显改善了材料的载流子浓度,同时样品保持了较高的Seebeck系数,使得材料的电学性能显著提高。当x=0.0075时,Ag_(0.0075)Sn_(0.9925)Se具有相对较高的ZT值,800K时可达1.2,但是对该样品进行退火处理后ZT值有所降低,800 K时约为0.8。

关键词： SnSe Ag掺杂热电材料 ZT值

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