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.

NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系密度

用阿基米德法测定了NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系的密度,结果表明:体系的密度与温度呈良好的线性关系,且随温度的升高而降低;当NaCl含量不变时,用KCl逐步代替NaF时体系的密度逐渐减小;当KCl含量不变时,用NaCl逐步代替NaF时,体系的密度与NaCl含量呈倒抛物线关系;体系在XNaCl∶XKCl=1∶1时,随NaF含量的增加,体系密度逐渐增大。

柔性触觉传感器用导电橡胶的纳米SiO2改性技术

分析了纳米SiO2的特性及其对柔性触觉传感器改性技术的机理。文中通过进行纳米材料对柔性触觉传感器用敏感材料导电橡胶的掺杂实验,研究了添加纳米SiO2对导电橡胶的导电性、电阻蠕变特性和温度稳定性的影响结果,并分析了其对触觉传感器的线性、滞后、重复性的改善。并通过对添加不同含量和未添加纳米粒子的材料的性能对比,获得了纳米SiO2的添加质量份数为3%时的触觉传感器综合特性指标较好。实验结果表明了纳米材料对柔性触觉传感器材料的良好改性作用。

CE／纳米SiO2复合材料的力学性能和耐磨性研究

采用模塑成型法制备了不同配比的氰酸酯树脂(CE)/纳米SiO2复合材料,通过力学性能测试、磨损率测试和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现纳米SiO2对复合材料的力学性能和耐磨性具有显著的协同改性作用。相对纯CE而言,当纳米SiO2经偶联剂SEA-171表面处理后,且其质量分数为3.0%时,CE/纳米SiO2复合材料的缺口冲击强度提高了83.58%,弯曲强度提高了18.42%,耐磨性提高了77%。

SiO2复合Pt-Cd0.53Zn0.47S固溶体的光催化性能

采用共沉淀法制备了Cd0.53Zn0.47S固溶体光催化剂,以光还原沉积法负载Pt,水解正硅酸乙酯负载SiO2,得到了负载Pt的SiO2复合光催化剂SiO2/Pt-Cd0.53Zn0.47S,并研究了水解pH值对其催化活性的影响.通过X射线衍射(XRD)、比表面(BET)、荧光光谱(PL)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和扫描电镜(SEM)等测试技术对催化剂进行了表征.结果表明,SiO2复合光催化剂有效地抑制了Pt-Cd0.53Zn0.47S光催化过程中发生的光腐蚀和粒子团聚,促使光生电子和空穴分离,从而使可见光制氢催化剂活性和稳定性大大提高.

免焙烧制备Ni2P/SiO2加氢脱硫催化剂

采用免焙烧的方法,直接将负载Ni（NO3）2和（NH4）2HPO4盐的前驱体通过程序升温还原（TPR）制备了Ni2P/SiO2加氢脱硫（HDS）催化剂.以质量分数为0.8％的二苯并噻吩/十氢萘溶液为模型化合物,考察了Ni2P/SiO2催化剂的HDS反应催化性能,并用XRD对催化剂进行了表征.结果表明,免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的单层分散阈值在15％～25％（质量分数）之间.随负载量增加,Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性增加,但直接脱硫路径（DDS）选择性降低;当活性组分负载量大于单层分散阈值时,继续增加负载量对催化剂粒度和反应性能影响不大.免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂的HDS活性与传统方法制备的催化剂相当（负载量大于单层分散阈值时）或更高（负载量小于单层分散阈值时）,并且具有良好的反应稳定性.TPR过程中升温程序是影响免焙烧法制备的Ni2P/SiO2催化剂HDS性能的重要因素;低温阶段升温速率对催化剂性能没有明显影响,而在400℃停留一段时间则有利于提高其活性.

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯(PTFE)摩擦学性能的影响,采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR–2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有3种不同表面粗糙度的对偶钢块(GCr15)之间的摩擦学特性;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明:纯PTFE及不同含量nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦系数随着对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈现增大趋势,在粗糙度Ra为0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在3种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5%时复合材料在粗糙度Ra为1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间比纯PTFE缩短了近10 min,耐磨性比纯PTFE提高了33.3%;复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即填充适量nano-SiO2的PTFE复合材料与具有一定表面粗糙度的对偶钢块组成的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。

P2O5对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

采用熔融法制备了不同P2O5含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃样品,研究了P2O5对该系微晶玻璃析晶的影响规律。结果表明:在所研究的CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃中,P2O5的最大溶解量在10.0%质量分数左右,超过其饱和溶解度后将析出α-磷酸钙相。玻璃中添加4.0%质量分数P2O5时以表面析晶为主,析出晶体为钙长石和少量硅灰石。随着P2O5含量的提高,α-磷酸钙逐渐析出,同时钙长石和硅灰石的析出逐渐降低。进一步提高P2O5含量抑制了玻璃的表面析晶,促进了玻璃的分相和整体析晶。当P2O5的含量达到10%时,玻璃以整体析晶为主,在分相区内外区域析出晶体的形态非常相似,均呈现为细小粒状。

纳米SiO2／氟硅改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

采用具有低表面能特性的有机硅单体、有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性合成,探讨了软硬单体比例、硅单体用量对树脂性能的影响,用接触角测量仪对树脂涂膜与水及甘油的接触角进行了测量,计算了其表面能。当软硬单体比值为1.2,硅单体含量为9.0%时制备的树脂性能最好。同时,探讨了微米级颜填料、纳米SiO2加入量对防污涂料性能的影响。结果表明,当树脂加入量为55.9%、微米级颜填料加入量为16.2%、纳米SiO2加入量9.3%时,防污涂料性能最好,其表面能为2.90 mN/m,附着力2级,耐冲击性50 cm。

交联PVA／SiO2复合膜的制备及性能

采用一种氮丙啶交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行交联,通过红外等测试表征研究交联剂用量对交联膜化学结构、力学性能、溶胀性及耐水性的影响,从而确定薄膜性能最优时交联剂的用量。当交联剂用量质量分数为3%时,其拉伸强度和断裂伸长率分别提高25.9%和38.1%,力学性能得到明显改善。将性能最优交联膜与纳米SiO2复合,测试复合膜的力学性能,结果表明:其性能得到进一步提高。

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薄膜热应力模拟计算

薄膜内应力严重影响薄膜在实际中的应用.该文采用有限元模型对S iO2薄膜热应力进行模拟计算,验证了模型的准确性.计算了薄膜热应力的大小和分布,分析了不同镀膜温度、不同膜厚和不同基底厚度生长环境下热应力的大小,得到了相应的变化趋势图,对薄膜现实生长具有一定的指导意义.

饱和多孔介质中高岭石胶体和SiO2胶体运移行为比较

胶体在多孔介质中的运移行为不仅取决于胶体本身的性质,同时还受到溶液离子强度、孔隙水流速等物理、化学因素的影响。本文通过室内饱和石英砂柱出流实验,探讨了高岭石胶体(Kaolinite胶体)和SiO2胶体在不同离子强度(0.001 5,0.01和0.03 mol L-1)和平均孔隙流速(约20和5 cm h-1)作用下的迁移行为。结果表明,随溶液离子强度增加,Kaolinite胶体和SiO2胶体的沉淀量增加;平均孔隙水流速的增加则会促进Kaolinite胶体和SiO2胶体的运移。同时还表明,离子强度和流速变化对粒径较大的Kaolinite胶体运移的影响要显著大于SiO2胶体。研究结果有助于加深胶体对污染物运移的促进机制的理解,同时对全面、客观评价地下环境的污染风险具有一定的指导意义。

硅烷偶联剂改性纳米SiO2封堵剂的制备与作用机理

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水为催化剂,水为促进剂,苯乙胺丙基三甲氧基硅烷为表面改性剂,采用溶胶-凝胶法,制备了一种具有核壳结构的改性纳米SiO_2。借助傅立叶红外光谱(FT-IR)、激光粒度分析仪(PSDA)和透射电镜(TEM),表征了改性纳米SiO_2的分子结构,并对比了其与未改性纳米SiO_2在钻井液滤液中的粒度分布和微观形貌特征。通过模拟纳微米级孔隙地层封堵率测试实验,评价了不同纳米SiO_2对纳微米微裂隙的封堵能力,并探讨了其在钻井液中纳米级分散作用机理。实验结果表明,改性纳米SiO_2在钻井液中呈现纳米级分散,相比于未改性SiO_2而言,可有效对纳微米裂隙进行封堵;当质量百分浓度为3.0%时,对模拟纳微米级地层的封堵率达到99.21%。

自生纳米纤维增强 SiO2气凝胶的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法和乙醇超临界干燥工艺制备ZrOX/SiO2复合气凝胶,再经1 200℃高温热处理得到自生纳米纤维增强SiO2复合气凝胶。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、热重和氮气吸附等手段对气凝胶的结构和性能进行了分析,并且测试了样品的压缩强度及真密度。实验结果表明:自生纳米纤维增强SiO2复合气凝胶具有均匀的多孔网络结构,锆氧纳米纤维是以化学键连接复合的方式无序穿插在气凝胶中,对复合气凝胶的机械强度和隔热性能有明显的改善。经1 200℃热处理后的ZrOX/SiO2复合气凝胶比表面积为827.22 m2·g-1,压缩强度为9.68 MPa,真密度为0.23 g·cm-3。

纯水体系SiO2纳米多孔材料的低成本制备与表征

以低成本工业级硅溶胶为硅源,水为溶剂,在常压条件下干燥后制备出纳米多孔Si O2块体材料。在制备过程中,采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）来降低水的表面张力,减少样品在干燥过程中开裂和收缩,避免了繁琐的溶剂替换过程。所制备的Si O2块体密度为150～260 mg/cm^3,比表面积为91～140 m^2/g,平均孔径为15～27 nm,其室温热导率可达0.048 W/（m·K）。该方法大大缩减了制备Si O2纳米多孔材料的成本,并降低了操作工艺难度和危险,将在很大程度上推动硅纳米孔材料的工业化生产与应用。

硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料及其透湿和抑菌性分析

为提高聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基涂膜保鲜材料的阻湿性能,以水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)为响应值,采用响应面法研究硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料对WVP的影响。结果表明:硼砂协同纳米SiO2、纳米TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的WVP(P<0.05),硼砂与纳米SiO2及TiO2添加量对WVP有显著的交互作用(P<0.05);以膜材料WVP最低为响应值,优化成膜工艺条件为纳米SiO2添加量0.033 g/100 mL、纳米TiO2添加量0.042 g/100 mL、硼砂添加量0.032 g/100 mL,此条件下WVP为(9.729±0.074)mg/(m·d·kPa),比PVA单膜降低了44.68%。优化的PVA基复合膜抑菌性提高,可以使大肠杆菌菌落总数降低1个数量级。

稀土Eu^3＋掺杂纳米TiO2-SiO2发光材料的制备和发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+掺杂于不同比例的纳米TiO2—SiO2复合体系,研究了基质中钛、硅摩尔配比对发光性能的影响。样品的FTIR谱图显示:纳米复合氧化物SiO2—TiO2之间发生了键合作用,形成了Ti—O—Si键;TEM显示样品的颗粒大小约为35 nm,是具有一定的单分散性的球形颗粒;XRD和SAED结果表明,样品退火至700℃后仍为单一的锐钛矿相,这说明微量硅的加入对二氧化钛的锐钛矿相有热稳定的作用。当微量的Si4+进入TiO2的晶格,取代部分Ti4+的位置时,形成了结构等电子陷阱。通过对样品的激发光谱、发射光谱分析,发现这种结构有利于将基质吸收的能量传递到发光中心,使Eu3+的465nm处7F0→5D2激发效率最高,成为最灵敏的激发线。

纳米SiO2掺杂对高交联度环氧树脂热力学性能影响的分子动力学模拟

为从微观角度分析纳米SiO2掺杂对环氧复合材料性能的影响,以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)、甲基四氢苯二甲酸酐(MTHPA)分别作为环氧树脂基体和固化剂,基于分子动力学(molecular dynamics,MD)的方法建立了高交联度90%的纯环氧树脂和粒径为1.5 nm、2.0 nm的SiO2/EP复合模型,分析纳米SiO2掺杂对环氧复合材料的微观结构影响及热力学性能的提升效果,并且对比纳米SiO2粒径大小对材料性能提升的影响。研究发现,纳米SiO2的掺杂能提高环氧复合材料的热力学性能,粒径1.5 nm的纳米SiO2对环氧复合材料的提升效果更加显著。其中,掺杂粒径1.5 nm的纳米SiO2对环氧复合材料玻璃化转变温度的提升幅度为29.78 K,杨氏模量提高16.83%,剪切模量提高6.02%,体积模量提高4.20%。同时,纳米SiO2的掺杂改变了环氧复合材料的微观结构参数,内聚能密度有明显的提高,自由体积占比和均方位移均有不同程度的降低,粒径为1.5 nm的纳米SiO2对材料的微观结构影响更明显;但纳米SiO2的掺杂并未明显改变复合材料的全原子的径向分布函数。

SiO2包覆铕(Ⅲ)配合物的荧光纳米粒子合成与性质

以前驱物pAB-DTPAA-APTEOS、正硅酸乙酯(TEOS)和三氯化铕(EuCl3)等为原料,采用油包水(W/O)的反相微乳液法,在正硅酸乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)的共同水解下,制备出新型的SiO2包覆铕配合物荧光纳米粒子Eu-pAB-DTPAA-AP-SiO2。运用TEM、IR、UV-Vis、荧光光谱等技术对荧光纳米粒子进行了表征。TEM结果表明:包覆体呈球形,分散均匀,平均粒径为40nm。纳米粒子与配体、前驱物的紫外吸收谱相比较,峰位发生了一定的红移,表明通过反相微乳液法得到的固体粉末与EuCl3反应后,已经生成配合物Eu-pAB-DTPAA-AP-SiO2。红外光谱研究表明,在801cm-1出现νSi—C的伸缩振动峰,471cm-1处出现νEu—O的伸缩振动峰。由此证实Eu-pAB-DTPAA-AP-SiO2配合物的存在。荧光光谱分析表明,纳米粒子Eu-pAB-DTPAA-AP-SiO2表现出较好的荧光性能,位于592,615,689nm的发射峰分别归属于Eu3+离子的5D0→7F1、5D0→7F2和5D0→7F4跃迁,其中最强峰615nm属于Eu3+的特征跃迁发射。作为一种新型的荧光试剂,该纳米粒子具有粒径小,亲水性强,荧光强度大,且表面的氨基能方便地与生物分子偶联,故可作为优良的时间分辨荧光标记物用于各种高灵敏生物检测技术中。