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HCS@TiO_(2)光催化复合材料的制备及其染料降解性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2534-2545页

作者：乔瑞泽侯斌林杰汪德昭高晓红南通大学纺织服装学院南通226019

为了获得性能更加优异的光催化材料,本文通过简单的湿化学法制备了空心碳球(HCS)@TiO_(2)光催化复合材料,并对其进行了表征。形貌与结构的表征结果显示,TiO_(2)纳米颗粒均匀地锚定在HCS表面,形成亲水性强、比表面积大、热稳定性优异的... 详细信息

为了获得性能更加优异的光催化材料,本文通过简单的湿化学法制备了空心碳球(HCS)@TiO_(2)光催化复合材料,并对其进行了表征。形貌与结构的表征结果显示,TiO_(2)纳米颗粒均匀地锚定在HCS表面,形成亲水性强、比表面积大、热稳定性优异的球形复合材料,HCS@TiO_(2)复合材料中TiO2的质量分数为80wt%;光电化学性质分析表明HCS@TiO_(2)复合材料禁带宽度更小,光响应范围更大,光生电子还原能力更强。在模拟太阳光下,以活性红195(RR195)为实验对象,测试制备的HCS@TiO_(2)复合材料的光催化降解染料的性能和循环稳定性。结果表明:HCS@TiO_(2)光生电子空穴对的分离效率更高,光催化活性优异,在120 min内染料降解率为95.36%,5次循环后仍高达93.34%,稳定性高,且易于回收。同时结合自由基捕获实验及电子顺磁共振光谱,对HCS@TiO_(2)光催化复合材料的光催化机制进行了探究,证实了·O_(2)^(-)在光催化反应体系中起主要作用。

关键词：湿化学法二氧化钛空心碳球光催化复合材料降解活性红195

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上躯干皮肤温度冷热变化与热量调节区划分

纺织学报 2024年第5期45卷 147-154页

作者：丁小蝶唐虹高强张成蛟南通大学纺织服装学院江苏南通226019

针对制冷与加热一体式服装中冷热调节区域设计问题,以皮肤温度为依据,探究人体受冷热环境影响上躯干各部位的冷热需求程度。分别测量冷与热2种环境下,青年男子在静坐、站立、步行、快走4种运动状态中上躯干不同区域的皮肤温度,分析各部... 详细信息

针对制冷与加热一体式服装中冷热调节区域设计问题,以皮肤温度为依据,探究人体受冷热环境影响上躯干各部位的冷热需求程度。分别测量冷与热2种环境下,青年男子在静坐、站立、步行、快走4种运动状态中上躯干不同区域的皮肤温度,分析各部位皮肤温度变化来判断人体局部区域的冷热情况,对皮肤温度变化值采用聚类分析来进行冷热调节区域的划分。结果表明:在冷环境下,人体上躯干皮肤温度在任一状态下侧胸、后肩温度均较低,且在静坐、站立阶段中明显低于人体平均皮肤温度;热环境下,任一状态下前肩、后肩温度均较高,前肩、后肩、中背明显高于人体平均皮肤温度,故侧胸、前肩及后肩等部位的冷热需求是功能服装设计的重点。

关键词：皮肤温度运动状态上躯干皮肤区域划分人体热舒适性功能服装

基于多尺度损伤机制的CFRP铝合金粘接板冲击行为研究

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2167-2179页

作者：姚潞何文涛马岩于航王艳超许家婧南通大学交通与土木工程学院南通226019 中国海洋大学工程学院青岛266100 南通大学纺织服装学院南通226019

碳纤维增强聚合物(CFRP)铝合金粘接板作为一种轻质高强的材料,被广泛用在飞机、汽车、高速列车等轻量化结构上。研究首先基于纤维/基体微观尺度建立代表性体积单元(RVE)单胞模型,预测单向CFRP的基本弹性力学参数,并通过RVE模型施加宏观... 详细信息

碳纤维增强聚合物(CFRP)铝合金粘接板作为一种轻质高强的材料,被广泛用在飞机、汽车、高速列车等轻量化结构上。研究首先基于纤维/基体微观尺度建立代表性体积单元(RVE)单胞模型,预测单向CFRP的基本弹性力学参数,并通过RVE模型施加宏观单位载荷计算宏-微观应力放大系数。其次考虑纤维基体微观失效准则与演化规律,开发复合材料宏-微观渐进损伤演化程序,再结合金属与复合材料粘接面的损伤模型,建立多尺度损伤机制的CFRP铝合金粘接板冲击仿真模型,并通过实验验证了数值模型的准确性与可靠性。最后通过数值模拟对CFRP铝合金粘接板在不同纤维铺层角度与不同纤维体积分数下的抗冲击行为进行参数化研究,结果表明纤维铺层方向对粘接板的抗冲击力学性能影响不大,而纤维体积分数对结构的冲击行为影响较大。

关键词： CFRP铝合金粘接板复合材料低速冲击微观失效多尺度模拟

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GO@P-g-CN复合光催化材料的制备及其抗菌性能

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复合材料学报 2024年

作者：张雪婷高晓红杨旭礼包育闻王梁宇南通大学纺织服装学院

通过静电自组装法制备了质子化石墨相氮化碳(P-g-C3N4)涂层的氧化石墨烯(GO)复合材料(GO@P-g-C3N4)，探究其在光催化抗菌方面的应用。通过SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、UV-Vis DRS、稳态／瞬态荧光光谱(PL)等对GO@P-g-C3N4复合材料的微... 详细信息

通过静电自组装法制备了质子化石墨相氮化碳(P-g-C3N4)涂层的氧化石墨烯(GO)复合材料(GO@P-g-C3N4)，探究其在光催化抗菌方面的应用。通过SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、UV-Vis DRS、稳态／瞬态荧光光谱(PL)等对GO@P-g-C3N4复合材料的微观形貌、晶态结构及光电性能进行表征，并通过调控P-g-C3N4的含量对GO@P-g-C3N4复合材料进行了结构优化。在模拟太阳光照射条件下，以大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)为实验对象，研究了不同P-g-C3N4含量的GO@P-g-C3N4复合材料的光催化抗菌性能，以及光照时间对抗菌性能的影响。结果表明：GO与P-g-C3N4以质量比为1∶4合成的GO@P-g-C3N4-80%复合材料，光照100 min后，对E. coli和S. aureus的抑菌率分别为98.80%和95.99%；光照150 min后，对E. coli和S. aureus的抑菌率均达到99%以上，抗菌性能显著优于GO与P-g-C3N4。

关键词：氧化石墨烯 P-g-C N 复合材料光催化抗菌性能

Ag/AgCl/MIL-100(Fe)/PAN复合材料的制备及其去除水中Cr(VI)的性能

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化工进展 2024年

作者：范婷婷张洋洋王春梅南通大学纺织服装学院

采用原位生长法在室温下将铁基金属-有机框架材料[MIL-100(Fe)]负载在腈纶(PAN)上，然后通过光还原沉积法将Ag/AgCl纳米颗粒沉积于MIL-100(Fe)/PAN表面，制得Ag/AgCl/MIL-100(Fe)/PAN复合材料，并对复合材料结构、形貌及吸光性能等进行... 详细信息

采用原位生长法在室温下将铁基金属-有机框架材料[MIL-100(Fe)]负载在腈纶(PAN)上，然后通过光还原沉积法将Ag/AgCl纳米颗粒沉积于MIL-100(Fe)/PAN表面，制得Ag/AgCl/MIL-100(Fe)/PAN复合材料，并对复合材料结构、形貌及吸光性能等进行了表征。探讨了Cr(VI)初始浓度、初始pH、光照及H2O2等催化条件对复合材料光催化去除Cr(VI)性能的影响，并对光催化反应机理进行了分析。结果表明：Ag/AgCl的引入可显著提高复合材料对可见光的吸收能力。在15mg/L Cr(VI)溶液中加入0.32mL/L 30% H2O2，溶液初始pH为3的条件下，用1000W氙灯光照下处理60min，6g/L复合材料对Cr(VI)去除率达到93%，重复使用5次后对Cr(VI)的去除率仍可达74%。光催化过程中e-和·O2-起到还原作用。

关键词： Ag/AgCl MIL-100(Fe) 复合材料催化废水

涤纶表面Se@TiO纳米结构构筑及其光催化和抗菌性能

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复合材料学报 2024年

作者：赵紫瑶栾睿莫慧琳聂昊任煜李美贤南通大学纺织服装学院

采用等离子体技术对涤纶织物进行表面预处理，在涤纶织物表面负载纳米TiO2，然后通过分子组装法在TiO2/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面生长Se纳米球(SeNPs)和Se纳米线(SeNWs)，在涤纶织物表面构筑Se@TiO2二元复合结构(SeNPs@TiO2/PET和S... 详细信息

采用等离子体技术对涤纶织物进行表面预处理，在涤纶织物表面负载纳米TiO2，然后通过分子组装法在TiO2/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面生长Se纳米球(SeNPs)和Se纳米线(SeNWs)，在涤纶织物表面构筑Se@TiO2二元复合结构(SeNPs@TiO2/PET和SeNWs@TiO2/PET)。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、光致发光光谱(PL)及光催化和抗菌实验对材料的晶体结构、表面形态、化学组成、光催化性能及抗菌性能等进行表征。通过接触角测试对复合光催化材料的表面润湿性能进行表征。光催化降解实验表明SeNWs@TiO2/PET在模拟太阳光下具有更高的降解率，其对模型污染物亚甲基蓝降解90 min后，降解率达到98.3%。PL光谱表明SeNWs@TiO2/PET电子-空穴对的分离率高于SeNPs@TiO2/PET。UV-vis光谱表明SeNPs@TiO2/PET和SeNWs@TiO2/PET的相对禁带宽度分别为2.8 eV和2.7 eV。两种复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别可达到99%和90%以上。

关键词： TiO Se 光催化抗菌 PET 涤纶织物

Kevlar纤维UD片材复合材料的防弹性能

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复合材料学报 2024年

作者：闫卫星郭艳文徐柠浩黄晓梅曹海建南通大学纺织服装学院

为探究Kevlar纤维单向（UD）片材复合材料防弹性能，以水性丙烯酸树脂/水性聚氨酯为基体，采用湿法缠绕技术与热压工艺制备了Kevlar纤维UD片材复合材料。探究共混树脂配比，树脂含量，热压工艺等因素对Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性... 详细信息

为探究Kevlar纤维单向（UD）片材复合材料防弹性能，以水性丙烯酸树脂/水性聚氨酯为基体，采用湿法缠绕技术与热压工艺制备了Kevlar纤维UD片材复合材料。探究共混树脂配比，树脂含量，热压工艺等因素对Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性能的影响规律，揭示材料的防弹机制，以及对靶板结构进行优化。结果表明：随着水性丙烯酸树脂在共混树脂中比重的增加，Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性能呈先增大后减小的趋势，当水性聚氨酯与水性丙烯酸树脂的比例为1∶2时，防弹性能较好。随着树脂含量的增加，Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性能呈先增大后减小的趋势，当树脂含量为19wt%时，防弹性能较好。Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性能随着热压压力、热压温度、热压时间的增大呈先增大后减小的趋势。Kevlar纤维UD片材复合材料的防弹机制主要分成三个阶段，第一阶段主要以纤维剪切破坏的方式吸收能量，第二阶段主要以纤维拉伸断裂的方式吸收能量为主，第三阶段主要以纤维拉伸变形的方式吸收能量。8UD/4UD/8UD结构的Kevlar纤维UD片材复合材料防弹性能较好。

关键词： UD片材复合材料防弹性能树脂配比树脂含量防弹机制

聚偏氟乙烯纳米纤维的结构调控及其在生物医学领域应用研究进展

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纺织学报 2024年第4期45卷 229-237页

作者：李朝威成悦苏新陈鹏飞李大伟付译鋆南通大学纺织服装学院江苏南通226019 南通大学安全防护用特种纤维复合材料研发国家地方联合工程研究中心江苏南通226019

为促进聚偏氟乙烯(PVDF)基纳米纤维在生物医学领域的应用,首先阐述了PVDF压电效应产生的关键在于其偶极子的取向排列,进一步以PVDF纳米纤维为研究对象,分析了纳米纤维的偶极子与纤维表面极性电荷的键合作用机制;归纳总结了随机分布型、... 详细信息

为促进聚偏氟乙烯(PVDF)基纳米纤维在生物医学领域的应用,首先阐述了PVDF压电效应产生的关键在于其偶极子的取向排列,进一步以PVDF纳米纤维为研究对象,分析了纳米纤维的偶极子与纤维表面极性电荷的键合作用机制;归纳总结了随机分布型、取向排列型、中空以及图案化PVDF纳米纤维的结构调控;重点讨论了石墨烯、氧化锌、钛酸钡以及碳纳米管等各种掺杂材料对静电纺PVDF复合纳米纤维薄膜压电性能的影响,并详细介绍了其在伤口敷料、药物载体以及组织工程等生物医学领域的应用。研究指出结构调控和添加剂掺杂以及2种方法的组合是提高PVDF压电性能的有效方法,有望进一步拓展PVDF基纳米复合压电材料在生物医学领域中的应用。

关键词：聚偏氟乙烯纳米纤维结构调控压电特性生物医用材料

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超吸水织物的制备及性能研究

化工新型材料 2024年第1期52卷 198-202页

作者：王涛鲍杰徐杨王海峰管永华南通大学纺织服装学院南通226019

以丙烯酸为单体,过硫酸钾、亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,与聚乙烯醇共混,采用溶液聚合法制备了丙烯酸高聚物溶液,浸轧丙纶热熔无纺布织物,经烘干得到超吸水织物,通过傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪对超吸水... 详细信息

以丙烯酸为单体,过硫酸钾、亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,与聚乙烯醇共混,采用溶液聚合法制备了丙烯酸高聚物溶液,浸轧丙纶热熔无纺布织物,经烘干得到超吸水织物,通过傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、同步热分析仪对超吸水织物的结构、形貌和热性能进行分析,考察了聚合反应水浴温度、丙烯酸中和度、聚乙烯醇添加量、带液率对吸水倍率的影响,并对吸水机理进行探讨。结果表明:在聚合反应水浴温度为75℃,丙烯酸中和度75%,聚乙烯醇添加量(对单体)为5%(质量分数),带液率为500%,烘干温度为120℃条件下,制备的超吸水织物吸蒸馏水倍率为109.82g/g。

关键词：超吸水织物浸轧工艺丙烯酸超吸水树脂聚乙烯醇丙纶热熔无纺布织物