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自掺杂氮多孔交联碳纳米片在超级电容器中的应用

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化学学报 2018年第2期76卷 107-112页

作者：赵婧龚俊伟李一举程魁叶克朱凯闫俊曹殿学王贵领哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

自掺杂氮的多孔交联碳纳米片(N-ICNs)是将蒲公英种子通过一步活化碳化法制备的.蒲公英种子本身富含氮,不需要进行额外的掺杂处理,可以作为理想的碳前驱体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对所制备的碳材... 详细信息

自掺杂氮的多孔交联碳纳米片(N-ICNs)是将蒲公英种子通过一步活化碳化法制备的.蒲公英种子本身富含氮,不需要进行额外的掺杂处理,可以作为理想的碳前驱体.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对所制备的碳材料的微观形貌和组成成分进行了表征.基于高含氮量(2.88%),N-ICNs在1 A·g-1下具有337F·g-1的比电容和优异的倍率性能.此外,由N-ICNs组合成的对称型超级电容器在操作电压范围为0~2 V时具有很高的能量密度(25.3 Wh·kg-1)和功率密度(900 W·kg-1),并且在循环10000次后仍具有98%的电容保持率.因此,N-ICNs将是一种非常理想的电极材料.

关键词：自掺杂氮多孔交联碳纳米片对称超级电容器生物质

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增材制造形状记忆合金的最新进展(英文)

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年

作者：杨雨茜高卫红孙斌傅宇东孟祥龙哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院

增材制造(AM)作为一项革命性技术，能够以前所未有的自由度制造复杂的形状记忆合金(SMA)部件，从而为现代制造业的发展以及传统制造业的转型提供了巨大契机。本篇综述从微观结构、性能和前景的角度阐明增材制造形状记忆合金的研究进展... 详细信息

增材制造(AM)作为一项革命性技术，能够以前所未有的自由度制造复杂的形状记忆合金(SMA)部件，从而为现代制造业的发展以及传统制造业的转型提供了巨大契机。本篇综述从微观结构、性能和前景的角度阐明增材制造形状记忆合金的研究进展，为制备具有高性能和多功能性的理想材料拓宽思路。改变扫描参数能够有效调控打印过程中独特的微观组织——外延凝固形成的柱状晶粒。在析出相、位错、孪晶与层错等微观结构的综合影响下可获得优异且稳定的形状记忆效应与超弹性。最后，仍需要在材料、技术、性能和方法等方面取得进一步突破，以促进增材制造形状记忆合金在各行各业的应用。

关键词：形状记忆合金增材制造外延凝固现象马氏体转变工艺参数控制

抗癌载药体系Fe_3O_4@ZIF-8@PA的合成及药物释放

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高等学校化学学报 2017年第11期38卷 1927-1934页

作者：王晓丹徐丹丹吕维忠刘婧媛刘琦景晓燕王君哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 黑龙江工程学院材料与化学工程学院哈尔滨150050

采用溶剂热法合成磁性Fe_3O_4纳米粒子,并以此为基底设计制备了一种具有pH响应核壳结构的磁性纳米复合材料Fe_3O_4@ZIF-8@PA.该材料的比饱和磁化强度可达35.46 A·m2/g,具有良好的磁性.Fe_3O_4纳米粒子呈球型结构,分散性良好.与基底相比... 详细信息

采用溶剂热法合成磁性Fe_3O_4纳米粒子,并以此为基底设计制备了一种具有pH响应核壳结构的磁性纳米复合材料Fe_3O_4@ZIF-8@PA.该材料的比饱和磁化强度可达35.46 A·m2/g,具有良好的磁性.Fe_3O_4纳米粒子呈球型结构,分散性良好.与基底相比,复合微球的粒径尺寸明显增大,但依然符合载体材料的理想尺寸且分布均匀.此外,载体具有多孔结构,表面积较大,载药效率和载药量分别高达96.4%和144.6 mg/g.在pH为7.4和5.0的条件下对载药纳米粒子进行了药物释放研究.24 h内,粒子在2种pH下累计释放量分别为39.8%和78.6%.通过药物缓释验证了载体的pH响应性能.在实验中引入了对癌细胞具有杀伤作用的植酸,使合成的载体具有一定的抗癌作用.同时采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法对人骨肉瘤细胞(MG-63)进行了体外分析实验,证实材料与抗癌药物阿霉素(DOX)之间存在着一定的协同抗癌效果.

关键词： pH响应性协同作用磁性纳米复合材料核壳结构植酸药物释放

自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究

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材料研究学报 2022年第8期36卷 591-596页

作者：方向明任帅容萍刘烁高世勇太原学院材料与化学工程系太原030032 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

采用光沉积法在SnSe纳米管表面沉积Ag纳米粒子,在室温下制备了Ag修饰的SnSe纳米管(Ag/SnSe),通过SEM、EDS、TEM和XRD等手段表征其表面形貌、元素组成和晶体结构。随后,将Ag/SnSe纳米管旋涂在FTO导电面作为工作电极并以Pt电极为对电极组... 详细信息

采用光沉积法在SnSe纳米管表面沉积Ag纳米粒子,在室温下制备了Ag修饰的SnSe纳米管(Ag/SnSe),通过SEM、EDS、TEM和XRD等手段表征其表面形貌、元素组成和晶体结构。随后,将Ag/SnSe纳米管旋涂在FTO导电面作为工作电极并以Pt电极为对电极组装了Ag/SnSe纳米管红外探测器,使用830 nm的光作为红外模拟光源研究了红外探测性能。结果表明,Ag/SnSe纳米管的平均直径约为100~200 nm,Ag纳米颗粒负载在SnSe纳米管表面。与SnSe纳米管红外探测器相比,Ag修饰的SnSe纳米管红外探测器的最大光电流密度提高到120 nA/cm^(2),上升时间和下降时间分别缩短到0.109和0.086 s。同时,Ag修饰的SnSe纳米管红外探测器的稳定性较高,可循环使用。

关键词：无机非金属材料 SnSe纳米管光沉积法 Ag纳米粒子红外探测器

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超交联多孔材料的合成及吸附氨基酸特性

高分子材料科学与工程 2023年第6期39卷 1-7,14页

作者：闫慧君高飞翔王爽李思龙高锦鹏李姗姗王楷淞白建伟哈尔滨学院化学系黑龙江哈尔滨150086 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001

以苯为反应单体、二甲氧基甲烷(FDA)为交联剂,通过Friedel-Crafts烷基化反应,改变单体与交联剂之间的摩尔比来调控聚合物的孔隙结构,合成了一系列具有高比表面积的多孔芳香交联聚合物HCP-PhH-(1-3)。通过氮气吸附脱附、热失重和红外光... 详细信息

以苯为反应单体、二甲氧基甲烷(FDA)为交联剂,通过Friedel-Crafts烷基化反应,改变单体与交联剂之间的摩尔比来调控聚合物的孔隙结构,合成了一系列具有高比表面积的多孔芳香交联聚合物HCP-PhH-(1-3)。通过氮气吸附脱附、热失重和红外光谱对其进行表征,聚合物表现出丰富的孔径结构与良好的稳定性。将其对色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)以及苯甘氨酸(Phg)进行了吸附行为研究,结果表明,单体苯与交联剂FDA的摩尔比为1:5时,合成的聚合物HCP-PhH-3具有相对较大的比表面积901.498 m^(2)/g,在25℃时对pH=7、浓度1.5 mmol/L的氨基酸溶液具有较大的吸附能力,吸附量分别为色氨酸(0.199 mmol/g)、苯丙氨酸(0.140mmol/g)、苯甘氨酸(0.034 mmol/g),显示出明显的吸附效果。对HCP-PhH-3吸附氨基酸的过程进行动力学拟合,线性拟合相关度(R2)符合准二级动力学模型。

关键词：超交联外交联编织多孔材料氨基酸吸附

镁锂合金表面水性SiO_2@PANI/VTMS涂层的防腐蚀性能

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材料研究学报 2018年第1期32卷 42-50页

作者：高晓辉景晓燕李玉峰祝晶晶祁实哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院齐齐哈尔161006 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院齐齐哈尔161006

用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米二氧化硅(SiO_2)表面进行修饰,再引入苯胺合成了化学键合的核壳型聚苯胺(PANI)接枝SiO_2(SiO_2@PANI)溶胶;经乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)原位包埋后得到可直接涂在镁锂合金(Mg-Li)表面的... 详细信息

用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米二氧化硅(SiO_2)表面进行修饰,再引入苯胺合成了化学键合的核壳型聚苯胺(PANI)接枝SiO_2(SiO_2@PANI)溶胶;经乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)原位包埋后得到可直接涂在镁锂合金(Mg-Li)表面的SiO_2@PANI/VTMS水性溶胶。使用红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等手段表征了SiO_2@PANI粒子的结构与形貌;测量极化曲线和电化学阻抗(EIS)表征了SiO_2@PANI/VTMS涂层对Mg-Li合金的防腐蚀性能;讨论了苯胺用量和VTMS用量对SiO_2@PANI的粒径、涂层疏水性以及防腐蚀性能的影响,给出了可能的防腐蚀机理。结果表明,m(An):m(TEOS)=7:100、m(VTMS):m(TEOS)=4:4的SiO_2@PANI/VTMS涂层对Mg-Li合金具有优异的防腐蚀性能,涂层水接触角高达145.5°,电化学阻抗值达到7.5×104Ω·cm^2,腐蚀电流密度仅为4.47×10-8A/cm2。

关键词：材料失效与保护聚苯胺纳米SiO2 化学键合镁锂合金防腐蚀

聚合物水凝胶电解质基超级电容器-聚合物构效关系

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化学通报 2022年第12期85卷 1410-1418页

作者：杨乐意刘乔陈重一宁波大学材料科学与化学工程学院宁波315211 宁波工程学院材料与化学工程学院宁波315016

超级电容器是一种具有高功率密度、宽工作温度范围和出色循环稳定性等优点的新型储能设备。聚合物水凝胶因优异的离子电导率和力学性能,被广泛应用于新一代高性能超级电容器领域。其作为准固态电解质材料,能够克服电解液泄漏对电路造成... 详细信息

超级电容器是一种具有高功率密度、宽工作温度范围和出色循环稳定性等优点的新型储能设备。聚合物水凝胶因优异的离子电导率和力学性能,被广泛应用于新一代高性能超级电容器领域。其作为准固态电解质材料,能够克服电解液泄漏对电路造成的损害,同时促进器件的轻量化和集成化。本文以聚合物水凝胶的化学结构为切入点,综述了水凝胶电解质的结构对其力学性能及电化学性能的影响,并展望了其在超级电容器中的发展趋势。

关键词：聚合物水凝胶超级电容器化学结构力学性能电化学性能

静电纺TiO2改性联苯型聚酰亚胺锂离子电池隔膜

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材料研究学报 2020年第3期34卷 169-175页

作者：巩桂芬李泽王磊崔巍巍哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

先采用高压静电纺丝技术制备二氧化钛/聚酰胺酸(TiO2/PAA)复合纤维膜,然后对其进行热亚胺化处理制备出二氧化钛/聚酰亚胺(TiO2/PI)复合纤维隔膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪和电化学工作站测试... 详细信息

先采用高压静电纺丝技术制备二氧化钛/聚酰胺酸(TiO2/PAA)复合纤维膜,然后对其进行热亚胺化处理制备出二氧化钛/聚酰亚胺(TiO2/PI)复合纤维隔膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪和电化学工作站测试了TiO2/PI复合纤维隔膜的基本性能和电化学性能,结果表明:隔膜具有明显的三维网状结构,与未改性的纯PI隔膜相比,改性后TiO2/PI复合纤维隔膜的拉伸强度、孔隙率和吸液率分别提高到16.74 MPa、77.5%和550%;其热收缩性能较好,整体电化学性能优异。制备的LiFePO4(磷酸铁锂正极)/TiO2/PI/C(石墨负极)电池具有优异的循环稳定性和高放电容量,在1 C条件下进行100个循环后,其库伦效率在25℃和120℃高达96.7%和90.7%。

关键词：有机高分子材料 TiO2 联苯型聚酰亚胺锂离子电池隔膜高压静电纺丝电化学性能

HfO_(x)N_(1-x)涂层的制备、组织及性能研究

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稀有金属 2022年第10期46卷 1287-1297页

作者：王力丁明惠李新林银川能源学院化学与生物工程学院宁夏银川750105 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001

医用316L不锈钢以其良好的力学性能和耐腐蚀性能及较低的成本,广泛应用于医疗领域。但是,在生物环境中,医用316L不锈钢存在易腐蚀、析出有害离子以及生物相容性差等问题。目前,磁控溅射是主流的物理气相沉积(PVD)表面处理技术之一,其制... 详细信息

医用316L不锈钢以其良好的力学性能和耐腐蚀性能及较低的成本,广泛应用于医疗领域。但是,在生物环境中,医用316L不锈钢存在易腐蚀、析出有害离子以及生物相容性差等问题。目前,磁控溅射是主流的物理气相沉积(PVD)表面处理技术之一,其制备的涂层具有结合性能强和致密度高等优点。因此,采用射频磁控溅射技术在316L不锈钢表面成功制备HfO_(x)N_(1-x)涂层并探究涂层中氧(O)含量对HfO_(x)N_(1-x)涂层微观结构、力学性能和电化学性能的影响,并最终评价了涂层的血液相容性。微观结构测试结果表明,涂层中O含量对涂层晶体结构有显著影响,随着O含量的降低,涂层晶体结构由HfO_(2)相转变为Hf_(2)ON_(2)相并最终转变为非晶相。力学性能和电化学性能测试结果表明当涂层中O含量占比(f_(O))为0.14(HfON-3)时所制备涂层的力学性能及耐腐蚀性能最佳。血液相容性测试结果表明涂层的血液相容性与其表面粗糙度及涂层成分有关。以上研究结果表明HfO_(x)N_(1-x)涂层的性能较316L不锈钢更为优异,具备作为医用植入体表面涂层的应用潜力。

关键词： HfO_(x)N_(1-x)涂层微观结构力学性能耐腐蚀性能血液相容性