膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究
膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究
膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究摘要：膨润土基吸附材料作为一种环保、高效的吸附材料在环境污染治理中得到了广泛的应用。
本文综述了膨润土基吸附材料的制备方法、表征技术以及吸附性能研究进展。
首先介绍了膨润土基吸附材料的来源和种类，包括天然膨润土、改性膨润土以及复合膨润土等。
然后介绍了膨润土基吸附材料的制备方法，包括物理方法、化学方法和生物方法。
接着，介绍了膨润土基吸附材料的表征技术，包括X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和比表面积测定法等。
最后，总结了膨润土基吸附材料的吸附性能研究，包括对污染物吸附性能的研究以及对吸附机理的研究，同时也指出了目前存在的问题和挑战。
关键词：膨润土基吸附材料；制备；表征；吸附性能1 引言膨润土基吸附材料是一种具有优异吸附性能的材料，广泛应用于废水处理、气体吸附和土壤修复等领域。
膨润土具有特殊的层状结构和高度吸附活性，可用作优良的载体材料和吸附剂。
因此，研究膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能对环境治理具有重要的意义。
2 膨润土基吸附材料的来源和种类2.1 天然膨润土天然膨润土是指在地球表面自然形成的含有膨润土矿物的矿石。
常见的天然膨润土有蒙脱石、高岭石、滑石等。
天然膨润土具有较高的吸附性能和丰富的资源，广泛应用于吸附材料的制备中。
2.2 改性膨润土改性膨润土是指通过化学或物理方法将天然膨润土或纯度较高的膨润土进行表面改性。
改性膨润土相比于天然膨润土具有更好的吸附性能和更广的应用领域。
2.3 复合膨润土复合膨润土是指将膨润土与其他材料进行复合制备的吸附材料。
常见的复合材料有膨润土/活性炭复合材料、膨润土/金属氧化物复合材料等。
复合膨润土可以充分利用各种材料的优点，具有较高的吸附性能和更广泛的应用领域。
3 膨润土基吸附材料的制备方法3.1 物理方法物理方法是指通过物理力学原理对膨润土进行制备的方法。
Cu_ZnO_膨润土的制备及光催化降解甲基橙废水性能
文章编号：1009-6094（2014）06-0148-05Cu-ZnO/膨润土的制备及光催化降解甲基橙废水性能*朱鹏飞，刘梅，张杰（西南石油大学化学化工学院，成都610500）摘要：以溶胶-凝胶法制备了Cu-ZnO/膨润土复合光催化剂，用XＲD 和FTIＲ对其结构进行了表征。
以光催化降解甲基橙为探针反应，研究了焙烧温度、催化剂用量、反应时间、溶液pH 值及光照条件等因素对光催化反应性能的影响。
结果表明，在Cu-ZnO/膨润土中，ZnO 主要为六方晶系结构，掺杂的Cu2+可能进入ZnO 晶格取代了部分Zn2+，ZnO 中的部分Zn2+进入了膨润土层间，置换出了部分Al 3+，实现了与膨润土的复合。
其中，550ħ焙烧的Cu-ZnO/膨润土光催化性能最好，当催化剂投加量为1.5g/L 、紫外光照120min 、溶液pH 值为6时，该催化剂对20mg/L 甲基橙的降解率高达99.25%。
Cu 的掺入拓宽了ZnO 光谱响应范围，使得该催化剂在可见光或太阳光照下也表现出优良的光催化活性。
此外，该催化剂沉降性好，易于回收，且再生回用5次后仍保持良好的光催化活性。
关键词：环境工程学；ZnO ；Cu 掺杂；膨润土；光催化降解；甲基橙中图分类号：X703.1；O643.36文献标识码：ADOI ：10.13637/j．issn．1009-6094.2014.06.034*收稿日期：2013-11-03作者简介：朱鹏飞，讲师，从事废水处理和环境催化剂制备及表征研究，pengfeizhu@aliyun．com 。
基金项目：西南石油大学第一届实验室中青年骨干人员培养计划项目（sysgg-2013-05）0引言染料废水排放量大，对环境污染严重，大多含有苯环、偶氮基等强致癌、难降解物质，采用常规的生物化学方法治理不但成本高，且降解率低［1-2］。
寻求一种经济高效的染料废水处理方法已成为该领域的一个研究热点，半导体光催化氧化技术因其设备简单、绿色环保、节能高效等优点在废水治理领域表现出良好的应用前景［2-4］。
CTMAB-膨润土的制备及对甲基橙的吸附
CTMAB-膨润土的制备及对甲基橙的吸附阚涛涛;蒋晓慧;杨美;周丽梅;刘红星;谢兴宇【期刊名称】《西华师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(31)4【摘要】用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对膨润土进行改性,探讨了用量、温度、时问和pH值等因素对(CT-MAB-膨润土制备的影响,考察了CTMAB-膨润土对甲基橙的吸附性能.结果表明CTMAB-膨润土(0.7mmol/g)对甲基橙有很强的吸附能力,温度和溶液pH对其吸附能力影响不大,但吸附作用在30rain后达到平衡;通过X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对CTMAB-膨润土进行了表征,结果表明CTMAB能够有效插入膨润土层间结构,随着其浓度增加,膨润土层间距增大,对甲基橙吸附能力增强.X-射线衍射实验结果能很好的解释吸附实验结果.【总页数】7页(P372-377,385)【作者】阚涛涛;蒋晓慧;杨美;周丽梅;刘红星;谢兴宇【作者单位】化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009;化学合成与化学污染控制四川省重点实验室,西华师范大学化学化工学院,四川,南充,637009【正文语种】中文【中图分类】X131.2【相关文献】1.CTMAB-膨润土对染料废水吸附试验研究 [J], 王昊;王晶2.HTMAC/KH550/膨润土吸附剂的制备、表征及其在甲基橙废水的吸附行为 [J], 姚培;李树白;刘媛;张启蒙;季从兰;聂华丽3.CTMAB-膨润土和HDBAC-膨润土吸附去除水中酚类有机污染物 [J], 王闻捷;虞卉;陈晨;郑凯琳;杨超颖;徐立恒;4.有机硅复合改性膨润土的制备及其对甲基橙的吸附性能 [J], 王晓红;陈灵智;曹建蕾5.CTMAB-膨润土从水中吸附氯苯类化合物的机理——吸附动力学与热力学 [J], 舒月红;贾晓珊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
膨润土对印染废水的吸附性能研究
摘 要: 利用膨润土对印染废水进行了处理, 考察了 PH 值、膨润土用量、混凝剂等因素的影响, 探 索最佳工艺条件。实验结果表明: 膨润土对以硫化染料为主的印染废水有较好的处理能力, 脱色率 通常可达 90% 以上, 膨润土是通过吸附机理对印染废水处理的, 并具有操作简单、周期适中、易再 生、投资少等优点。 关键词: 膨润土; 印染废水; 吸附性能
1
周 江: 膨润土对 印染废水的吸附性能研究
表 1 膨润土加入量对脱色率的影响数据表
序号
膨润土加入量 /克
脱色率 /%
1
0. 5
44. 5
2
1
49. 6
3
1. 5
56. 8
4
2
68. 9
5
2. 5
89. 8
6
3
87. 6
图 1和表 1表明, 膨润土用量对废水处理效果 有较大影响, 用量越多, 脱色率越高, 当膨润土用量 大于 2. 5克时, 变化较为平缓。因此, 在以后的实验 中投加量保持在 2. 5克左右。 2. 2 PH 值的影响
向盛有 50毫升的印染废水的 100毫升烧杯中 加入不等量的膨润土, 搅拌 15分钟后沉淀过滤, 测 得数据见图 1和表 1。
图 1 膨润土加入量对脱色率的影响曲线
* 收稿日期: 2011 - 02- 11 作者简介: 周江 ( 1990- ), 男, 内蒙古鄂尔多斯市人, 主要从事环境工程专业方面学习和研究。
壳聚糖插层膨润土的制备及其对Zn 2+的吸附
Hale Waihona Puke ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｄ ｃ ｔ ｓｔ ａ ｉ ｈ ｒａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｅ ｃ ｓｏ ｔｉ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｄ ｔｏ ｆ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｅ ａｅ ｈ ｔｈ ｇ ｅ ｂ ｏ ｉ ｆ ｉ ｎ ｙ ｗａ ｂ ａｎ ｄ ｕ ｄ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉｎ ｏ ｐ ｏ ｉ ｔ ｅ ｒ ｔ １ ａ ｄ ｔ ｔ ｐ ａ ｄ ｎ ．Ｔ ｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｅ ｃ ｅ ｃ ｅ ６． ｈ ａ ｉ ２： ｎ ｗｏ ｓｅ ｄ ｉ ｇ ｈ ｂ ｏ ｉ ｆ ｉ ｎ ｙ ｒ ａ ｈ ｄ ９ ３％ ａ ｈｅｐｉ ｆｔ ｅｗａ ｔ ｏ ｐ ｏ ｉ ｔｔ ｔ ８ ｏ ｓｅ ｈ ｗａｅ ．ｗｈ ｌ ｈ ｔｏ ｅ ｅ ｅ ａｅ ｎ ｅ ｃ ａ ｏ ｏ ｌ ｘ ｏ ｇ ｎ ｃ ｂ ｎｏ ｉｅ ｒ ａ ｈ ｄ ９ ６ ％ ． ｔｒ ｉｅ ｔ ａ ｆｔ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔｄ ｉ ｔｒ ａ ｔ ｎ ｃ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｉ ｅ ｔｎ ｔ ｅ ｃ ｅ ５． ｈｅ ｌ ｉ Ｋｅ ｒ ：ｎ ｅ ｃ ｌｔ ｎ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ｂｅ ｔ ｎｔ ｓ ｒａ ｔ ｎ ；ｓ ｌ ｇｙ ａ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄｓ ｉ ｔｒ ａａ ｉ ｏ ｏ ｎ ｎ ｏ ｉ ｏ ｅ；ｕ ｆ ｃａ ｔ ｈｅｌ ｌｃ ｎ； ｂ ｏ ｉｎ；ｅ ｅ ｅａ ｉ ｐ ｏ
关键词 ： 插层膨润土 ； 面活性剂 ； 表 壳聚糖 ； 附； 吸 再生
中图 分 类 号 ：Ｄ ８ ；７ ３ Ｔ ９ ５ Ｘ ０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３０ ７ （０ ７ ０ －３ ８０ １０ － ２ ２０ ）３０ ３ －３ ９
Ｓｔ ｙ ｏ ｈｅＩ ｅ ｃ ｌ ｔｏ ｒ ａ ｂｅ ｔ ｎ ｔ ｎ ｔ ｓ ｒ ｔｏ ｕｄ ｎ ｔ ｎｔｒ ａａ ｉ ｎ Ｏ ｇ ｎｏ ｎ ｏ ｉｅ ａ ｄ ｉｓ Ａｄ ｏ ｐ ｉｎ
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
纳米材料改性膨润土膨胀变形特性研究进展
膨润土是一种广泛应用于土壤改良、环境修复、地下工程和地基加固等领域的重要材料。
传统膨润土在应用过程中存在一些问题，如吸湿性能差、容易出现塑性沉陷等。
为了
克服这些问题，研究人员开始将纳米材料引入膨润土中，以改善其性能。
纳米材料经过改
性后加入膨润土中，可以显著提高膨润土的膨胀变形特性。
纳米材料的引入可以通过两种方式实现：一种是将纳米颗粒直接混入膨润土中，另一
种是将纳米材料表面改性后再与膨润土混合。
无论采用哪种方式，纳米材料改性都可以显
著改善膨润土的膨胀变形特性。
研究表明，纳米材料对膨润土的改性可以提高其吸湿性能。
当纳米颗粒和膨润土颗粒
相互作用时，纳米颗粒会填充膨润土中的孔隙空间，使其具有更大的比表面积，增加了膨
润土与水分子之间的接触面积，从而提高了水分的吸湿性能。
纳米材料的引入还可以提高
膨润土的塑性指数，增加其可塑性和抗力性。
纳米颗粒可以改变膨润土的物理性质，使其
呈现出更好的承载能力和抗变形能力。
除了改善吸湿性和塑性指数外，纳米材料的引入还可以改善膨润土的稳定性。
纳米材
料对膨润土的引入可以增强其内部结构的稳定性，从而减少了膨润土在外力作用下的变形。
纳米材料还可以提高膨润土的抗剪强度和抗渗透性能，使其具有更好的工程应用性。
当前纳米材料改性膨润土的研究还存在一些问题。
纳米材料的选择和改性方法还不够
成熟，需要进一步研究。
纳米材料对膨润土性能的改善机制还不清楚，需要深入研究。
纳
米材料改性膨润土的环境影响和长期稳定性也需要关注。
有机插层膨润土的制备及吸附性能研究
有机插层膨润土的制备及吸附性能研究杨盛春;张译文;贺洁;何丽仙【摘要】以溴代十六烷基三甲胺及氯化苄乙氧胺对膨润土原土进行改性,制备了一系列新型的有机插层膨润土材料.通过红外光谱、X-射线衍射及扫描电镜对膨润土及改性膨润土进行了表征,结果表明有机改性剂已经插层到膨润土内,并使其层间距增大.同时对该材料的吸附性能进行了研究,实验结果表明有机插层膨润土能有效的去除水溶液中的Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+金属离子以及有机污染物苯酚.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2014(022)004【总页数】4页(P21-24)【关键词】膨润土;插层;吸附;苯酚;金属离子【作者】杨盛春;张译文;贺洁;何丽仙【作者单位】大理学院云南省昆虫生物医药研发重点实验室,云南大理671000;北京化工大学材料与工程学院,北京100029;大理学院云南省昆虫生物医药研发重点实验室,云南大理671000;大理学院云南省昆虫生物医药研发重点实验室,云南大理671000【正文语种】中文【中图分类】X703膨润土是我国储量非常大的一种非金属矿产。
其结构为两层硅氧(Si—O)四面体的中间夹一层铝氧(Al—O)八面体[1]。
膨润土特殊的晶体结构使其具有很大的表面积、良好的吸附性、离子交换性和体积膨胀性[2-4]。
膨润土虽然对无机物具有很好的吸附性能，但膨润土表面是亲水性的，对疏水性有机物的吸附量不高，不利于有机物在其表面分散与吸附。
通过膨润土的有机改性可以提高对有机物的吸附能力[5-7]。
因此开发有机改性膨润土吸附材料，使其能同时有效的去除废水中重金属和有机污染物具有重要的意义。
作者以溴代十六烷基三甲胺、氯化苄乙氧胺和膨润土为原料，制备了一系列价格低廉、无污染的水处理材料。
一方面，利用膨润土良好的吸附性能有效的去除水中重金属离子；另一方面，通过膨润土的有机改性提高对有机物的吸附能力。
1 实验部分1.1 试剂与仪器膨润土：山东潍坊华龙膨润土有限公司；溴代十六烷基三甲胺、氯化苄乙氧胺：国药试剂有限公司；其它试剂为分析纯，国药试剂有限公司。
2008年度《非金属矿》总目次
（７ ４） （９ ４） ｆ３ ５） （６ ５） （９ ５） （２ ６）
矿渣掺 量对偏高岭土碱激发过程和产物性能的影响 热液硫酸盐矿物中稀土元素地球化学特征 内蒙 古 某萤 石 矿 选矿 试 验 研 究 以铝 土 矿 为原 料 合成 ４ Ａ沸石 溶胶 ． 胶 法 制 备 高岭 土基 复合 颜 料 凝 防静 电聚 乙 石墨复合物新材料的制备及表征 烯／ 三元 系混 酸插 层 制备 细 鳞 片膨 胀 石 圣 Ｃ２ ｕ 型蒙脱石的制备及其表征
镧 负载 粉 煤 灰基 吸 附 剂研 制 及其 吸 附性 能 研 究 粉 煤灰 水 热 法提 硅 合 成沸 石 Ｘ 艺研 究 －
（） ４ （） ７
（Ｏ １） （３ １）
Ｆ—ｉ， ｅ Ｏ／ Ｔ 膨润土对甲基橙染料废水光催化降解 ｝能研 究 生 Ｌ ＴＯ／ｉ， ．ｉ２ Ｏ 复合 纳米粉 光催化降解亚甲基蓝的研 究 Ｓ 改性粉煤灰吸 附废水ｑＣ ２ ｂ ａ ｄ 、Ｐ 、Ｃ ２ ｕ 的试验研 究 桃花埠瓷石矿床地质特征及工艺性能 螺旋掏槽在房柱采矿法落矿爆破 中的应 用 太行 山 中段碎 云母 矿地 质 特征 及 成 因初 探
维 罗球 黏 土 改性 试 验及 增 塑 机理 研 究
坭兴 陶土的垫｝ 生改造及在特种陶瓷中的应用 哈 密硅灰石表 面改性 、表征及其在防火涂料中的应用 改性 凹 凸棒 石 对 棕 榈 油的 脱 色研 究 聚乳 酸／ 蒙脱石纳米插层 复合材料 的制备及表征 有机 盐 酸掺 杂 聚 苯胺 ／ 凹凸棒 土 纳 米 导电 复合 材料 的研 究 凹凸棒石 负载 壳聚糖吸 附废水 ｒＣ ２ ￣ ｄ 的研究 改性 煤 矸 石 吸 附亚 甲基 蓝 的 研 究 硅藻土基 多孔陶瓷对孔雀石绿的脱色研 究 微 波 法制 备锡 蒙脱 石及 其 吸 附性 能研 究
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膨润土基纳米吸附剂的制备及其吸附性能的研究本实验研究了膨润土基纳米吸附剂在不同影响因素下对亚甲基蓝的吸附效
果。
分别从不同的pH，不同吸附剂的量，不同的振荡时间，不同的亚甲基蓝初始浓度的实验条件以控制变量法进行实验研究。
研究结果表明，pH值为3和10时有较好的吸附量；亚甲基蓝的浓度为1250mg/L时有很好的吸附效果；吸附剂添加量在25mg时有较大的吸附量。
标签：膨润土亚甲基蓝溶液吸附
人们赖以生存的自然环境普遍受到了有害化学物质的污染，尤其是重金属和有机物污染物对自然环境的污染是严重的且治理和修复难度大，正对生态环境安全构成威胁和对人类身体健康造成危害。
当今，国内外环境科学与工程领域在环境污染的控制及其修复的问题上的研究是非常活跃的，研究者们正在积极探索环境污染的控制及其修复的新材料、新技术、新方法[1]。
随着我国工业的迅速发展，每年都产生大量的有机废水，其中一些有机物有耐酸、耐碱、抗氧化、难降解的性质特别是常用的化学染料，这会对水生生物和人的身体健康构成严重的威害。
二、实验部分
1.试剂与材料
皂土（即膨润土，浅黄色粉末，上海试四赫维化工有限公司）；亚甲基蓝（固体粉末，天津市天新精细化工开发中心）；氢氧化钠（固体，配制成0.1%）；盐酸（分析纯，稀释成1%）。
2.方法
2.1 吸附试剂的制备
由于膨润土的本身吸附效果较好，没有进行处理，直接取于上海试四赫维化工有限公司出厂的皂土作为吸附剂进行实验。
2.2 亚甲基蓝最大吸收波长的测定
不同浓度的亚甲基蓝均在662nm处有最大吸光度，故在以下实验过程中都在662nm处测定吸光度。
2.3 亚甲基蓝标准曲线的绘制
2.4不同影响因素下膨润土吸附量的测定
2.4.1 pH 在1000ml容量瓶中加入500mg膨润土配置浓度为500mg/L的亚甲基蓝溶液备用，然后各取20mL于锥形瓶中，用配好的HCL或NaOH调节pH 值至3-10，加入50mg皂土振荡90min后，于离心机2000r/min离心15min，取上清液在分光光度计设定波长为662nm处测定吸光度，然后由测定的吸光度通过亚甲基蓝标准曲线方程计算出相应的溶液浓度。
此实验还需做一组平行实验，步骤同上。
三、结果与分析
1.pH值对吸附效果的影响
将浓度为500mg/L的亚甲基蓝溶液，各取20mL于锥形瓶中，用配好的HCL 或NaOH调节pH值至3-10，加入50mg皂土振荡吸附90min后测定吸光度算出相应吸附量的实验结果，确定pH在3还是在10吸附量较佳。
2.吸附剂添加量对吸附效果的影响
将浓度为1000mg/L的亚甲基蓝溶液，分别取20mL溶液于锥形瓶中，在25mg-200mg皂土之间取几个点振荡90min，然后2000r/min离心15min，上清液在662nm处测吸光度后计算吸附量。
吸附剂添加的量在25mg到200mg之间时，添加量越少吸附量越大。
3.小结
3.1经过在不同pH的条件下进行实验，可以看出pH在3-10范围内时对膨润土吸附亚甲基蓝的量影响不大。
因此，在吸附浓度不高的亚甲基蓝染料时，可以不去考虑pH对膨润土吸附量的影响。
这样也无需调节pH，处理此类污水时更加经济。
3.2通过添加不同吸附剂量的实验知，条件都为20mL，1000mg/L的亚甲基蓝，在25mg-200mg之间取膨润土振荡90min时，吸附量是随所添加吸附剂的量增加而减少的。
这说明吸附剂添加量越少，单位质量的吸附剂吸附亚甲基蓝的质量越多。
四、展望
随着工业的发展，污水的处理量加大，处理起来也越加麻烦，直接用膨润土处理污水已不能满足当今的需求。
随着科学技术的发展，对膨润土特性的进一步认识，膨润土的新产品和新工艺不断产生，应用范围也在不断地扩大。
采用各种技术对膨润土的表面进行有目的的处理，极大的增强了膨润土某些特定的性能。
膨润土基共聚复合物具有高耐热性、高强度、高模量、高气体阻隔性、低膨胀系数、低密度等优越性能[3]。
国外以美国的学者Pinnavaia 和Lan及德国的X.Korn man领导的课题组较为活跃[4]，国内中科院化学所工程塑料国家实验室、浙江大学等研究机构在这方面的研究也取得了一些比较好的成绩[5-6]。
参考文献
[1]朱利中，陈宝梁.膨润土吸附材料在有机污染控制中的应用[J].化学进展，2009，2/3（3）：421-429.
[2]He Y F，Zhang L，Wang R M，et al. Loess clay based copolymer for removing Pb（II）ions[J].Journal of Hazardous Materials，2012，227 /228：334-340.
[3]莫伟，马少健，农魏魏，等.膨润土资源开发利用现状及应用研究进展[J].中国非金属矿工业导刊，2007，4：14-17.
[4]Pinnavaia T J. Polymer Clay Nanocomposites[M]. Wiley，NewYork，2001.
[5]欧阳星，罗远芳. 混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料[J].华南理工大学学报，2006，34（9）：80-85.
[6]刘明华，陈光明，漆宗能，等. 聚酰胺6/粘土纳米复合材料结晶行为研究进展[J].高分子通报，2006，（10）：98-102.。