非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO2的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO2(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO2(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明:3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO2则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。

SiO2气凝胶提高岩棉和玻璃棉性能的实验研究

以无水乙醇为溶剂,SiO2气凝胶为溶质,制取SiO2气凝胶改性溶液。采用浸润及常压干燥的方法制备岩棉/SiO2气凝胶复合板和玻璃棉/SiO2气凝胶复合板,研究不同质量分数的SiO2气凝胶对复合板的短期吸水量、热导率及抗压强度的影响,并分析SiO2气凝胶质量分数为8%时制备的岩棉/SiO2气凝胶复合板和玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的改性效果,进而采用扫描电镜对复合板的微观形貌进行了表征。结果表明,SiO2气凝胶均匀附着于无机纤维上,形成了较为稳定的复合体系;随着SiO2气凝胶质量分数的不断增加,岩棉/SiO2气凝胶复合板和玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的短期吸水量和热导率都逐渐减小,其抗压强度有一定的提升。比较改性后的岩棉和玻璃棉,后者的防水性能和抗压强度改善更明显。当SiO2气凝胶质量分数达到8%时,岩棉/SiO2气凝胶复合板和玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的短期吸水量较改性前分别下降了35.0%和36.2%,热导率分别下降了26.7%和18.3%,抗压强度分别提升了6.5%和102.9%。

桐油覆膜Ni-Co-SiO2纳米复合涂层的制备及防腐性能研究

采用恒电位法在瓦特型电镀液中于碳钢表面制备了Ni-Co-SiO2纳米复合涂层,通过浸渍桐油处理制备桐油覆膜Ni-Co-SiO2涂层。利用场发射扫描电镜、能谱仪、X射线衍射、红外光谱仪、三维视频显微镜等表征涂层的形貌、元素组成、结构和粗糙度。采用Tafel动态极化曲线和电化学阻抗测试比较覆膜涂层和未处理涂层的耐蚀性。通过浸泡试验,对桐油覆膜涂层进行防腐蚀性评价。结果表明:桐油处理后涂层明显被一层薄膜涂覆,其表面粗糙度降低,但涂层前后的微观结构不变。桐油覆膜Ni-Co-SiO2涂层具有较低的腐蚀电流密度,较大的容抗弧和较高的阻抗模量。此外,长期浸泡试验表明,涂层低频阻抗模值在很长一段时间保持高于10~6Ω/cm~2,表明桐油覆膜Ni-Co-SiO2具有较高的耐腐蚀性。

可用于纸基材料书写印刷的SiO2光子晶体自组装性能

本研究采用双基片垂直自组装法和旋涂法制备硅基光子晶体,研究了粒径分布及高温热处理对光子晶体结构色的影响,表征了双尺寸和夹心结构光子晶体的微观形貌和光学特性等性能。结果表明,高温热处理有助于增强光子晶体结构色的鲜艳度,且光子晶体在载玻片上的附着强度增加。随着SiO2微球粒径的增大,光子禁带的中心波长位置逐渐向长波段移动。对于单分散SiO2微球,粒径越均一,自组装的光子晶体结构色越鲜艳。与双尺寸晶体相比,均一粒径晶体的自组装有序性更好;L-S-L结构比S-L-S结构的光子晶体排列更加平整有序。高浓度的SiO2微球乙醇分散液书写在黑色纸基材料上,可以呈现出色彩鲜明和饱和度较高的颜色。

雾化喷涂法制备耐磨疏水SiO2涂层及其应用

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵(CATB)控制其团聚度,通过溶胶—凝胶法制备疏水二氧化硅凝胶,采用雾化喷涂法对椰子木基材表面进行喷涂,后经80℃干燥获得了疏水SiO2涂层。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、接触角测量仪、全自动比表面及孔隙度分析仪对涂层的表面形貌、化学组成、表面润湿性、耐磨性等进行了表征。结果表明:与混合喷涂法相比,溶胶—凝胶喷涂法制备的涂层耐磨性更好。当CATB含量为15mmol·L^(-1)时,涂层耐磨性最佳;当CATB含量为20mmol·L^(-1)时,涂层疏水性最佳,其水接触角可达(148.76±0.94)°。涂层的疏水性归因于MTMS引入的-CH3,其较好的耐磨性归因于疏水二氧化硅凝胶在基材表面的堆积。以MTMS为前驱体制备的疏水二氧化硅具有较好的稳定性、耐酸性和耐碱性。基于木材的3D均匀多孔管状结构和单侧雾化喷涂技术,构建了双面不对称润湿性膜,在油/水混合物分离领域具有广泛应用前景。

溶胶凝胶法制备SiO2气凝胶/石英纤维增强石英复合材料及其性能探析

为合理研究增强石英纤维复合材料性能的方法,为SiO2气凝胶制备提供合理的参考,本文以正硅酸乙醋等作为主要原料,对石英纤维进行一系列的真空浸渍固化处理,通过有效的手段,增强石英复合材料的性能,提升SiO2气凝胶的应用效果。研究表明,在石英纤维复合材料中应用SiO2气凝胶可持续优化材料的使用性能,有效降低复合材料显气孔率和吸水率,提高了材料的憎水性能,改善材料的吸湿性。同时,提高了复合材料的体积密度、力学强度,但又对石英纤维复合材料的介电常数几乎不会产生影响,对损耗角正切的降低也有一定帮助,从而满足实际应用需求。

SiO2溶胶空细胞法浸渍处理木材工艺

对SiO2溶胶溶液半限注法浸渍处理紫椴和西南桤木的工艺进行研究。结果表明:SiO2溶胶对木材的渗透应主要考虑压力和加压时间以及树种的影响,考虑木材的变异性所造成的试验数据的波动,确定SiO2溶胶的浸渍工艺条件为压力0.8MPa,压力时间30min,后真空度为0.090MPa,保持10min。通过X射线能谱图分析,在木材细胞壁的位置能看到排列均匀的SiO2,说明在木材外部进行溶胶-凝胶化过程,然后采取空细胞法将溶胶注入到木材中,简化了制备工艺条件,提高了原料利用率。

纳米SiO2／Ni基复合镀层的研究现状与展望

介绍了纳米复合镀的特点,阐述了纳米SiO2/N i和纳米SiO2/N i-P复合镀层的研究现状,主要就纳米SiO2对复合镀层性能的影响进行了说明,分析了复合镀层的表面形貌和能谱数据,举例说明了纳米SiO2复合镀层在实际中的应用,并对纳米复合镀层的发展前景进行了展望。

纳米SiO2分散液对水泥基材料性能的影响及机理

对团聚粒径较大的沉淀纳米SiO2微粉进行湿法球磨,制备纳米SiO2分散液,研究了掺纳米SiO2分散液对新拌和硬化水泥基材料性能的影响及机理。结果表明:纳米SiO2掺量为1%时,随球磨时间延长,其促进水泥水化、改善新拌水泥砂浆流动性和对硬化水泥砂浆的增强效果均渐趋显著,其原因是由于球磨处理可有效减小纳米SiO 2团聚粒径,改善其吸钙能力和填充效应;纳米SiO2掺量增加到2%时,其对砂浆流动性和强度的进一步改善未见明显效果,其原因可能是由于掺量较高时,其发挥填充效应所需纳米SiO2出现冗余,而硬化团聚颗粒本身因强度和弹性模量较小,反而成为硬化水泥石中的薄弱环节。

多孔SiO2负载纳米ZnO抗菌材料的制备及其性能研究

针对纳米ZnO在制备以及使用的过程中极易发生团聚从而影响其抗菌性能这一缺点,设计实验使得纳米ZnO在溶胶凝胶过程中与多孔SiO2进行复合。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)以及透射电子显微镜(Transmission electron microscopy, TEM)等可以发现,ZnO很好地复合在多孔SiO2的骨架上并且分散得较为均匀。通过表面积测试(Brunner-emmet-teller measurement, BET)以及光致发光光谱(Photoluminescence spectrum,PL)的测试可以发现,复合材料的比表面积得到提高且光学性能加强。通过菌落计数法探究复合材料与单组分纳米ZnO的抗菌性能差异以及复合材料中纳米ZnO含量的变化导致的抗菌性能的变化。结论证明,当纳米ZnO与多孔SiO2进行复合之后,材料的抗菌性能得到了极大的提高,抑菌率超过了99%。

纤维增强SiO2气凝胶陶粒混凝土板在建筑中的应用研究

建筑能耗在总能源消耗中占据的比例超了45%,我国建筑节能的研究和实施仍有较大的进步空间。我国在2021年出台新的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021,将建筑节能标准进一步的提高。外墙在传热耗热量中占23~28%,改善墙体的热导性能能提高建筑的节能率。传统的节能保温材料存在易开裂脱落、燃烧性能不达标的、保温层厚度过厚等缺点,研究新型的自保温墙体材料意义就比较重大。本文从纤维增强SiO2气凝胶陶粒混凝土板的生产、保温性能、施工工艺三个方面介绍了新型墙体材料从纤维增强SiO2气凝胶陶粒混凝土板在建筑中的应用。

探讨测定锅炉水中SiO2分析结果准确度的影响因素

为确保硅钼蓝分光光度法在测定锅炉水中二氧化硅时达到所需的精确度,需仔细挑选适宜的显色条件和测量条件。这些条件主要包括显色温度、有色溶液的稳定性、溶液的酸碱度、显色剂的投加量、掩蔽剂的使用、还原剂的使用、潜在的干扰因素以及相应的消除措施。严格执行《GB/T6907-2005锅炉用水和冷却水分析方法 水样的采样方法》是确保准确分析的关键。此方法工作曲线稳定,检出限低、准确度高、重复性好。

复合建筑材料SiO2气凝胶在土木工程应用

SiO2气凝胶是可控的纳米多孔非晶材料,SiO2气凝胶由于其独特三维网结构、高孔隙率透光率等优点,在建筑工业隔热保温、声学催化等诸多方面具有广阔应用前景。气凝胶纳米材料由于疏水性差,导致使用寿命降低,因其力学性能差导致易受到外力作用破坏。SiO2气凝胶由于较长的生产周期等限制其广泛推广应用,降低二氧化硅气凝胶生产成本改善力学特性对其发展具有重要意义。研究介绍SiO2气凝胶材料特性,阐述复合建筑材料SiO2气凝胶在土木工程中的应用。

SiO2微粒对化学镀Ni-P-SiO2复合镀层性能的影响

采用化学复合镀技术制备了化学镀Ni-P-SiO2复合镀层,并研究了SiO2微粒的质量浓度对化学镀Ni-P-SiO2复合镀层性能的影响。结果表明:SiO2微粒嵌入镀层内部或附着在镀层表面,但当SiO2微粒的质量浓度过高时SiO2微粒出现团聚现象;无论是镀态还是热处理后,化学镀NiP-SiO2复合镀层的显微硬度均随SiO2微粒的质量浓度的增加而增大;当SiO2微粒的质量浓度为12 g/L时,化学镀Ni-P-SiO2复合镀层的耐蚀性最好;SiO2微粒只是机械地掺杂在镀层中,并没有改变镀层的晶体结构。

玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的改性研究

通过选取无水乙醇为溶剂,以SiO2气凝胶为溶质,制备SiO2气凝胶改性溶液,并将其应用于改善玻璃棉的保温性能。通过浸润及常压干燥的方法制取玻璃棉/SiO2气凝胶复合板,研究SiO2气凝胶的质量分数和浸润时间对其性能的影响,并与溶胶-凝胶法制备的玻璃棉/SiO2气凝胶复合板相比。研究表明SiO2气凝胶的质量分数和浸润时间对玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的性能有显著影响。当SiO2气凝胶质量分数达到8%且浸润时间为20min时,玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的短期吸水率、热导率分别下降了38.09%、18.32%,抗压强度上升了102.89%。与溶胶-凝胶法相比,本方法具有制备周期短、工艺较为简洁、成本低等优点,更适宜于大规模生产应用。

RAFT法在纳米SiO2表面接枝PBA及其对POM的改性研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法在纳米二氧化硅(SiO2)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),并采用透射电镜(TEM)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TGA)等手段研究纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加对聚甲醛(POM)结晶性能及热稳定性的影响.结果表明:用RAFT聚合方法有少量的PBA接枝于纳米SiO2表面;纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加不改变聚甲醛的晶型;粒子的添加使用POM结晶温度、熔点和结晶度升高;且粒子的添加均使POM热稳定性提高.

反向原子转移自由基法制备SiO2／PMMA复合粒子

采用反向原子转移自由基法,制备了SiO2/PMMA复合粒子。用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对纳米SiO2进行表面改性,通过亲水亲油性实验,确定了硅烷偶联剂的最佳用量(质量分数为10%)。通过红外光谱和热重分析,证明聚甲基丙烯酸甲酯是通过化学键合接枝到纳米SiO2粒子表面。用透射电镜观察了纳米SiO2和复合粒子在乙醇中的分散情况,表明复合粒子的分散效果更好。

纳米SiO2对PVA基复合涂膜包装材料成膜透湿性能的影响

为改善聚乙烯醇(PVA)涂膜的阻湿保鲜效能特性,该文采用添加纳米SiO2对PVA基复合涂膜包装材料进行改性,应用响应曲面方法研究SiO2、硬脂酸、戊二醛对三元复合涂膜材料成膜效能特性的影响及交互作用。结果表明:加入纳米SiO2改性可有效提高PVA基复合涂膜包装材料的阻水、阻湿性能,优化组成膜透湿率8.18g/(m2.d)比对照组(不添加纳米SiO2的PVA复合膜)降低26.61%(p<0.05);硬脂酸、戊二醛对复合涂膜材料成膜透湿率的影响与纳米SiO2存在显著的交互作用,每100mL0.05g/mL的PVA溶液中纳米SiO2添加量在小于0.05g范围内随着SiO2含量增大,复合涂膜材料成膜透湿率随硬脂酸、戊二醛的比例增加而降低,阻湿性能提高。

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料,通过溶剂热方法制备得到SiO_2/TiO_2催化剂.产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征,结果表明:所制备的SiO_2/TiO_2催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO_2,SiO_2与TiO_2之间通过Si-O-Ti键结合.另外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了SiO_2/TiO_2催化剂在紫外光照射下的光催化性能.结果表明;SiO_2/TiO_2催化剂具有比纯TiO_2更优越的光催化性能,65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.