国家自然科学基金(50772131)
- 作品数：27 被引量：67H指数：5
- 相关作者：张增志杜红梅陈振王晓健王博涛更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）中国矿业大学中北大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部科学技术研究重点项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术化学工程农业科学环境科学与工程更多>>
- 开孔型聚合物发泡材料的研究及应用进展被引量：6
- 2020年
- 聚合物泡沫塑料以其优异的性能成为人们生活中必不可少的物品。开孔型聚合物发泡材料因独特的三维骨架形态被广泛应用于吸音材料、生物医药材料、光学材料和导电材料等领域。特别是聚合物纳米复合材料,为现代医学生产抗菌治疗、组织工程、癌症治疗、医学成像、牙科应用、药物传递等产品提供了新的机遇。本文综述了开孔发泡材料的制备方法、发泡机理及其应用领域,以及最近几年开孔发泡材料新的发展。最后,对材料制备和应用过程中存在的主要问题进行总结并对未来采用聚合物共混、形成微纳米复合材料、涂覆高阻隔材料和聚合物改性等手段制备高性能开孔聚合物发泡材料的发展趋势进行展望。
- 陈振张增志丛中卉王立宁吴浩平
- 关键词：聚合物发泡材料纳米复合材料发泡机理
- 仿生材料在集水领域应用的研究现状被引量：5
- 2020年
- 目前,淡水资源紧缺已经成为一个全球性的难题,特别是在一些干旱和欠发达地区,问题更加严峻。在自然界中,许多生物能够从雾气中获得水分,这为开发新颖的功能性集水材料提供了灵感。最近,在实际应用和基础研究方面,仿生集水材料作为一个热门的课题越来越受到人们关注。本文总结了纳米布沙漠甲虫、仙人掌和蜘蛛丝的集水机理,并叙述了仿生材料的合成、功能和集水效率,以及最近几年仿生材料新的发展。最后,对仿生集水材料在制备和应用过程中存在的主要问题进行总结并对未来发展趋势进行展望。
- 陈振张增志杜红梅王晗王立宁丛中卉吴浩平
- 关键词：仙人掌蜘蛛丝仿生材料
- 自调节土壤湿度的水分子控释复合导水材料
- 2017年
- 用聚丙烯酰胺和超细钠基蒙脱石制备了一种用于荒漠化地区节水造林的水分子渗灌复合导水材料。该材料采用分子渗水的方式进行供水,大大节省了水资源,实现了水分的最有效利用。采用红外光谱方法研究了复合材料的官能团变化;采用SEM和ESEM分析了材料的微观结构和不同水势下的动态行为;通过不同温度/湿度下的失水率/含水率试验得到了材料在外界条件变化下的导水规律,最后对复合导水涂层材料的动态导水机理进行了分析和讨论。结果表明:复合材料的导水速率随着材料中蒙脱石含量的增加而增大,通过调节蒙脱石与聚丙烯酰胺的配比可调整材料的导水速度。材料的导水速度随外界温度的升高而增大,随着外界湿度的增加而减小。导水涂层材料的导水机制与水势及水势梯度密切相关。在高水势下,蒙脱石颗粒断桥,水分由聚丙烯酰胺传导,导水速度慢;在低水势下,蒙脱石颗粒桥接,水分经蒙脱石颗粒间的导水通道传导,导水速度快。沿着导水涂层纤维,形成了水势梯度差,水分从高水势向低水势进行自发传导。
- 杜红梅张增志
- 关键词：土地荒漠化节水造林
- 矿渣基地质聚合物的吸水性能与孔结构分形特征研究被引量：4
- 2021年
- 为了研究矿渣基地质聚合物多孔材料在不同孔隙率、孔径分布情况下的吸水性能及改善机理,以高炉矿渣、粉煤灰、水玻璃为主要原料,以过氧化氢为发泡剂进行矿渣基地质聚合物的吸水、释水性能实验,并结合图像分析软件和分形理论分析其微观形貌及孔结构分形特征。实验结果表明,随着发泡剂使用量的增加,多孔材料的孔隙率、最可几孔径和吸水率相应增大,而材料释去单位质量水所需时间和孔隙表面分形维数随之减少;当发泡剂掺量为0.87%时,材料吸水率达到62%,释去单位质量水仅需1.38 h,此时材料兼顾了吸水性能和释水性能。
- 陈振张增志王立宁王晗张尚生
- 关键词：孔径分布吸水性
- 适宜分散剂改善导水涂层材料中蒙脱土分散及吸脱附水性被引量：2
- 2016年
- 添加分散剂可改善聚丙烯酰胺(poly acrylamide,PAM)/蒙脱土(montmorillonite,MMT)复合导水涂层材料制备过程中悬浮液浓度比例不均衡问题。该文研究添加分散剂聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)对导水涂层材料性能的影响。通过扫描电镜对流挂纤维束的成膜性、涂层的微观形貌结构进行分析;采用热分析仪及质量法分析材料的吸脱附水特征;利用红外光谱仪对材料的化学成分进行分析。结果表明:对于PAM与MMT质量比为1:10的复合导水涂层材料,加入与PAM质量比为1:0.20的分散剂PVA后其成膜性最好;3种分散剂均改善了MMT的分散性;该材料吸脱附水能力为PAM/MMT/SDS>PAM/MMT>PAM/MMT/PVP>PAM/MMT/PVA复合材料,在约110 min时PAM/MMT/SDS材料的吸水率可达14 g/g,在100 min时其放湿量可达2.08 g/g;由复合材料的红外光谱分析可知并无新的物质生成,蒙脱土颗粒粘附在PAM和分散剂复合物内部网络结构支架上。该研究可为后续复合导水涂层材料成分比例精确选择提供参考。
- 张超杰张增志陈兴龙
- 关键词：聚丙烯酰胺蒙脱土分散剂成膜性
- 蒙脱土/聚丙烯酰胺复合涂层导水纤维的制备及性能被引量：2
- 2009年
- 用钠基蒙脱土/聚丙烯酰胺及有机蒙脱土/聚丙烯酰胺两种复合涂层材料,对天然纤维进行涂层化处理,制备了两种蒙脱土/聚丙烯酰胺复合涂层导水纤维。用快速水分测定法研究了导水纤维在不同温度和土壤湿度时的动态导水规律。利用扫描电镜观察了涂层纤维的表面形貌及涂层材料在不同水势下的微观形貌。采用X射线衍射仪及比表面积与孔径分布测定仪对普通蒙脱土与有机蒙脱土的物理结构进行表征。实验表明涂层导水纤维具有基于土壤温度及湿度的自调节机制,以便保证植物生长的合理土壤湿度。对蒙脱土进行有机化处理后,其层间距及孔径增大,有利于水分的传导。
- 张增志谷娜舒新前牛俊杰
- 关键词：涂层导水纤维蒙脱土聚丙烯酰胺
- 动态自调节导水复合涂层的过程行为及应用(英文)被引量：1
- 2009年
- 制备了一种用于荒漠化治理中节水造林的动态导水复合材料。该材料是由不同比例的高吸水性树脂与蒙脱土复合于纤维支撑体表面构成涂层。用SEM分析了涂层材料的显微结构,用热分析研究了材料的吸脱附水特性,用快速水分仪测定了不同土壤湿度条件下材料的导水参数。结果表明:蒙脱土颗粒能够拆解并分散于高吸水树脂的枝状体结构中;通过树脂对蒙脱土的支配作用所产生的蒙脱土颗粒的空间连续性来确定其导水速率,该速率随土壤湿度的降低而增加;使用该材料后云杉树苗成活率得以大幅度提高;涂层材料对土壤湿度的自调节作用为植物生长提供了合理的水分条件。
- 张增志张利梅赵瑾李根柱
- 关键词：水势节水造林荒漠化治理
- 不同粘土与聚丙烯酰胺复合导水涂层的自调节导水性能及机理被引量：1
- 2015年
- 用聚丙烯酰胺(PAM)分别与普通粘土、高岭土、蒙脱土(MMT)复合制备导水涂层材料,然后涂覆在纤维表面制备导水涂层纤维。利用水分快速测定仪、热分析仪、扫描电镜分析比较其导水效果并研究其导水机理。结果表明,蒙脱土-PAM复合涂层导水效果最好,蒙脱土颗粒粘附在PAM网络结构中,通过PAM的溶胀和脱水,使蒙脱土发生断桥和桥接,从而根据土壤湿度自动调节导水速率。现场植树试验表明其能明显提高苗木成活率。
- 张增志渠永平张利梅杜红梅
- 关键词：聚丙烯酰胺粘土
- 基于指数型扩散系数的多孔材料干燥传质模型研究被引量：1
- 2020年
- 建立含水状态下矿物类多孔材料干燥传质数学模型,对于了解多孔矿物材料内部水分分布以及优化材料干燥参数有重要意义。本文在Lewis-Scherwood干燥模型基础上,采用了动态水汽化潜热值和指数型质扩散系数,建立了改良后表面对流干燥条件下的多孔材料水分一维扩散热质传递模型,通过对3种含水多孔材料试样在表面对流干燥条件下材料内部含水量下降的实验值与计算值的对比,确定了一维扩散模型计算值平均相对误差为4.6%。将改良模型和传统模型的计算结果分别与含水多孔材料试样干燥实验结果进行对比,验证了新模型较传统模型具有更高精度。新模型适用于预测多孔矿物材料内水分分布,为研究不同干燥环境下多孔矿物材料内部含水量预测方法提供了借鉴。
- 张通千
- 关键词：热质传递
- PDMS超疏水表面的制备及集雾应用
- 2021年
- 采用一种简单的方法制备超疏水表面,在聚二甲基硅氧烷(PDMS)的制备浇注过程中添加石墨烯,并以不同目数的砂纸为模板,使得样品表面完美复制砂纸形貌。从而产生许多尺寸不同的“凹槽”用以增加样品表面粗糙度,扫描电镜结果表明石墨烯和砂纸组成的褶皱和凹槽在样品表面构筑了微米纳米复合结构。通过接触角测定仪发现,随着砂纸目数的增加,材料表面接触角先增加后减小,其中以3000目砂纸为模板制备的PDMS表面结构更为复杂,接触角达到152为超疏水表面,通过集雾试验表明,超疏水表面可以收集更多的雾滴。
- 张笑迎王晗
- 关键词：超疏水接触角砂纸粗糙度
