互穿网络结构的二氧化硅/环氧树脂复合材料的制备及介电性能研究

环氧树脂(EP)具有较高的电绝缘性能和较低的介电损耗,因此被广泛应用于电气设备和电子封装等绝缘材料领域。由于传统EP耐热性能较差、韧性不足,极大限制了其作为微电子元器件在高频电场下的使用。本工作以硅烷偶联剂(3-环氧乙基甲氧基丙基)三甲氧基硅烷(KH-560)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过溶胶-凝胶法合成末端含有环氧基团的新型端环氧基纳米SiO_(2)(E-SiO_(2)),用其对E-51型EP进行改性,在固化剂作用下使E-SiO_(2)和EP上的环氧基团发生开环反应,通过有机EP与无机E-SiO_(2)填料之间的化学键结合,制备出具有互穿网络结构的E-SiO_(2)/EP复合材料。本工作研究了添加E-SiO_(2)对EP固化反应工艺和综合性能的影响,以期在保证EP低介电常数和低介电损耗的同时,赋予其良好的韧性和耐热性能,为EP在高频电路下的应用奠定基础。

稠油污水回用热采锅炉二氧化硅指标与结垢过程分析

为了研究稠油污水回用热采锅炉过程中二氧化硅指标与结垢过程之间的关系,认清结垢物的微观形貌与化学组成特征,通过室内模拟蒸汽发生器开展了水质中不同二氧化硅质量浓度的结垢实验,并结合现场热注锅炉试验确定回用污水二氧化硅的优化指标,提出二氧化硅质量浓度由原来的50 mg/L放宽到75 mg/L是可行的。对生成的结垢物采用扫描电镜、能谱、X衍射、电子探针等分析技术开展了结垢物微观形貌与化学组成的分析。结果表明,结垢物随水的向前流动其厚度逐渐变厚,越靠近蒸汽出口处结垢越严重,结垢物矿物成分相似,结垢物微观形貌上呈不规则的团状和网状分布,伴有不同孔径大小的孔隙空间,孔隙中发育有少量的针状和柱状晶体。

纳米二氧化硅负载丙烯酰胺型SAP内养护性能研究

设计制备了纳米二氧化硅(NS)负载丙烯酰胺型高吸水树脂(SAP),探究了不同NS负载量的SAP对砂浆自收缩、干燥收缩和力学性能的影响。结果表明,丙烯酰胺型SAP能够完全消除砂浆自收缩,而随着NS负载量增加,负载型SAP对自收缩的抑制作用降低,但仍保持在80%以上。SAP及额外水的引入增加了砂浆的干燥收缩,但随着NS负载量增加,负载型SAP对缓解干燥收缩有积极作用。SAP及额外水的引入降低了砂浆的力学性能,但随着NS负载量增加,负载型SAP显著改善了砂浆的力学性能。其中,负载50%(相对于丙烯酰胺的质量分数)NS的SAP对砂浆力学性能影响最小,试样在28 d龄期的抗压强度与抗折强度仅损失5.6%与2.2%。热重(TG)以及背散射扫描电子显微镜(BSE)结果表明,随着NS负载量增加,负载型SAP内养护试样的水化程度显著提高,微观结构明显改善。

氨基改性二氧化硅固载碱性离子液体催化Knoevenagel反应

在硝酸铈铵引发下,将1-乙烯基-3-氨乙基咪唑氢溴酸盐([VAIm]Br·HBr)固载于3-氨丙基三甲氧基硅烷改性后的介孔二氧化硅(MSN-NH_(2))表面,再用KOH处理制备了MSN-NH-[VAIm]OH催化剂。并采用FTIR、TG、N_(2)吸附-脱附和XRD等方法进行了表征。实验结果表明,基于0.5g的MSN-NH_(2)载体的较优制备条件为1.4mmol[VAIm]Br·HBr、0.20g硝酸铈铵、40℃和12 h,将制备得到的MSN-NH-[VAIm]OH应用于催化苯甲醛和丙二腈的Knoevenagel反应,苯甲醛转化率和苯亚甲基丙二腈的选择性分别高达99.0%和100%,催化剂可稳定循环使用5次以上。

聚多巴胺修饰载姜黄素介孔二氧化硅纳米粒的研究

目的 制备聚多巴胺(PDA)修饰的载姜黄素(CUR)介孔二氧化硅纳米粒(MSN),并对其进行药剂学性质、体外释药及体外抗肿瘤活性研究。方法 以模板法合成介孔二氧化硅纳米粒,对其表面进行PDA修饰,考察纳米粒的药剂学性质,研究载药制剂的pH响应性释药,评价载体的生物相容性和载药制剂的体外细胞生长抑制率,考察肿瘤细胞对载药制剂的摄取。结果 MSN粒径均一,经PDA修饰后,CUR@MSN-PDA体外释药具有显著的pH响应性;生物相容性结果表明,各载体材料与MDA-MB-231细胞共培养24 h后,细胞存活率均在85%以上;体外肿瘤细胞生长抑制率实验结果表明,CUR@MSN-PDA对肿瘤细胞的生长抑制率显著高于CUR@MSN,细胞摄取结果表明,CUR@MSN-PDA在细胞内的荧光强度显著强于CUR@MSN。结论 构建的纳米载体具有显著的pH响应性和较强的抗肿瘤活性,为CUR的药物递送提供了理论依据。

介孔二氧化硅在农药缓释制剂中的运用及中国专利申请现状

近年来介孔二氧化硅颗粒作为纳米载药系统在农药缓释剂领域得到了广泛的应用,相关专利申请的热点也由未经修饰的介孔二氧化硅载药转向改性介孔二氧化硅载药。本文介绍了近年来中国专利申请中介孔二氧化硅负载农药的研究进展,对介孔二氧化硅的主要改性方式进行了总结。

气相二氧化硅/三元无机水合盐定型相变材料的制备及性能表征

以气相二氧化硅作为多孔吸附材料,对十二水磷酸氢二钠/五水偏硅酸钠/十水碳酸钠低共熔相变材料进行封装,通过控制气相二氧化硅含量,制备出不同吸附量的气相二氧化硅/三元无机水合盐定型相变材料。通过差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和热重分析仪等多种测试手段,对定型相变材料的性能和结构进行表征。研究结果表明:气相二氧化硅的最佳含量为25%(质量分数),该条件下定型相变材料相变焓为95.96J/g;三元无机水合盐相变材料与气相二氧化硅只是单纯的物理混合,并未发生化学反应产生新物质,制备的定型相变热稳定性较好。

介孔二氧化硅纳米粒作为抗癌药物递送载体研究进展

介孔二氧化硅纳米粒在抗癌药物递送系统中被广泛应用,因其具有孔径可调控、表面易被修饰、亲水性较好、生物兼容性良好等优势被制备成纳米药物递送载体.本文将从介孔二氧化硅纳米粒的合成方法、机理、生物降解及其在抗癌药物递送系统中的应用等方面对其进行总结,希望能为其作为纳米药物递送载体的研究提供帮助.

中空二氧化硅纳米球的制备与应用研究进展

中空二氧化硅纳米球是一种具有单个空腔或多个空腔,直径在纳米级的新型结构材料。目前已开发出多种中空二氧化硅纳米球的制备方法,不同制备方法各具差异性。中空二氧化硅纳米球在医学、保温隔热和光学等多领域中有广泛应用。对模板法、喷雾干燥法、选择性刻蚀法等多种中空二氧化硅纳米球的制备方法及其特点进行了梳理和分析,评价了其优缺点,并探讨了中空二氧化硅纳米球的应用进展。

二氧化硅改性聚丙烯复合材料的性能研究

中空二氧化硅(SiO_(2))是一种特殊的新型无机化合物,由于其内部的晶体结构,具有一个或者多个空腔,除此之外还具有来源广、低密度、高比表面积和优异的吸附效果,这就决定了其可以用来填充改性高分子材料。选取SiO_(2)通过简单的熔融共混法来填充改性聚丙烯(PP),加入了改性聚丙烯充当相容剂,研究了SiO_(2)的含量对PP复合材料的拉伸强度、冲击强度和熔体流动速率等影响。结果显示:改性聚丙烯的加入能够起到良好的相容性,适量的SiO_(2)可以提高聚丙烯复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和熔体流动速率,但添加过量会使聚丙烯复合材料的力学性能及熔体流动速率下降。选用无机材料来改性聚合物已成为一种趋势,相信在未来,会有更多的新型复合材料诞生。

小麦秸秆接枝纳米二氧化硅及其在混凝土中的应用分析

文章首先介绍了小麦秸秆和纳米二氧化硅的基本性质及其在混凝土中的应用潜力,其次将复合材料掺入混凝土,对混凝土的力学性能、耐久性和环保性能进行了测试和分析,最后讨论了该技术在混凝土领域的经济性、环保性和可持续性,并提出了未来研究方向和应用前景.

利用稻壳制备纳米二氧化硅的工艺研究

在水稻生产过程中会产生大量稻壳,对于稻壳的处理,大部分的人会选择燃烧或者填埋处理,导致稻壳资源的浪费,稻壳中含有20%的二氧化硅,利用稻壳制备纳米二氧化硅可以将稻壳这一资源进行利用。本文使用盐酸进行预处理,采用高温煅烧法利用稻壳制备纳米二氧化硅。探究制备过程中各种参数对产率的影响,例如灼烧温度、盐酸浓度等。采用SEM对所制备的纳米二氧化硅进行表征,有明显纳米二氧化硅的外貌特征。采用IR对所制备的纳米二氧化硅进行光谱分析,出现明显的Si-O-Si特征峰。

二氧化硅抛光液中金属杂质的检测方法

采用高分辨电感耦合等离子质谱仪检测二氧化硅抛光液中金属杂质元素,通过调节元素分辨力,选择适合的同位素进行检测,可有效解决质谱干扰问题。采用标准加入法稀释样品检测金属杂质含量的方法,10μg/kg加标回收率为81.17%~111.79%,可以实现对二氧化硅抛光液中多金属杂质的快速分析。

基于有机硅改性聚氨酯/二氧化硅的超疏水棉织物制备及其性能分析

为提高水性聚氨酯整理棉织物的疏水性,采用侧链型聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂KH550制备交联型水性有机硅改性聚氨酯(WSPU)乳液,然后将疏水二氧化硅(SiO_(2))粒子的分散液喷涂在经WSPU浸轧整理的棉织物表面,制备得到基于WSPU/SiO_(2)的超疏水棉织物。考察KH550的质量分数对WSPU乳液烘干后所得乳胶膜性能的影响,探讨了WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物的结构与性能之间的关系。结果表明:当KH550的质量分数为3.0%时,WSPU乳胶膜具有良好的机械性能与疏水性。当SiO_(2)分散液的质量分数为1.0%时,WSPU与SiO_(2)复合整理后的棉织物表面富集硅元素且具有微纳复合结构,织物水接触角达151.8°,滚动角为4.8°,呈现较好的自清洁性能与抗黏附性能;由于复合涂层与纤维间存在物理作用及化学键合,WSPU与SiO_(2)复合整理棉织物具有优异的耐水洗牢度,经20次水洗后水接触角仅下降3.0°。该研究为制备性能稳定的超疏水织物提供了参考。

二氧化硅所致急性肺损伤大鼠肺部菌群的特征及相关性分析

目的:探讨二氧化硅所致急性肺损伤大鼠模型的潜在生物学机制。方法:采用随机数字表法,将SD雄性大鼠划分为正常组和二氧化硅模型组。正常组经气管灌注1 mL生理盐水,模型组经气管灌注等体积50 g/L二氧化硅混悬液。7 d后收集大鼠肺组织和血清,HE染色观察肺组织病理学特征,免疫组化检测肺组织核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)和消皮素D(GSDMD)蛋白表达,ELISA法检测血清炎症因子白细胞介素1β(IL-1β)、IL-18和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;从肺组织中提取细菌DNA,经16S核糖体RNA基因测序描述肺部菌群组成变化,通过生物信息学分析比较正常组与模型组菌群结构差异。结果:与正常组相比,模型组大鼠体重增长率和肺指数有显著差异;模型组大鼠肺组织HE染色可见肺泡结构破坏,炎性细胞增多;模型组大鼠肺组织NLRP3和GSDMD蛋白表达水平均显著升高,血清IL-1β、IL-18和TNF-α水平均显著升高。与正常组相比,模型组丰度增加的肺部菌群为双歧杆菌(Bifidobacterium)、Clostridium sensu stricto 1和副萨特氏菌(Parasutterella)。Spearman相关性分析显示,肺组织NLRP3/GSDMD和血清IL-1β/TNF-α水平与Parasutterella丰度呈正相关。结论:二氧化硅所致急性肺损伤的病理机制可能与肺部菌群结构差异和炎症水平升高有关。因此,调节肺部菌群可能为防治二氧化硅引起的急性肺损伤提供新的思路。

纳米二氧化硅对超硫酸盐水泥中石膏最佳掺量的影响

超硫酸盐水泥(SSC)中石膏存在最佳掺量,纳米二氧化硅(NS)虽然可以提高超硫酸盐水泥强度,但是对石膏与铝相水化反应具有抑制作用,导致石膏最佳掺量发生改变。因此,探究NS改性条件下的石膏最佳掺量,有望进一步提高SSC性能。本文通过改变掺入与未掺入3%(质量分数)NS的SSC中石膏掺量(5.0%~15.0%,质量分数),研究其对SSC力学性能及微观性能的影响。结果表明,未掺加NS时,SSC整体强度发展缓慢,反应1 d时,强度随石膏掺量的增加呈下降趋势,石膏最佳掺量为7.5%。掺入NS后,SSC强度显著提升,3~28 d强度增幅达100%~200%,石膏最佳掺量呈增加趋势,当石膏掺量为15.0%(本文设计最大掺量)时,强度最大。NS延缓石膏消耗,抑制钙矾石生成,但不影响最终石膏消耗量;加入NS后,SSC化学结合水含量、石膏消耗量呈增加趋势,表明体系对石膏的需求量增加。本文通过探究NS改性SSC中的石膏最佳掺量变化,为进一步降低矿粉用量、提高SSC绿色低碳性提供新思路。

O波段硅基二氧化硅密集波分复用AWG设计及制备

O波段波分复用器是数据中心高速互连关键器件,采用相对折射率差为0.75%的硅基二氧化硅光波导材料,设计并制备了O波段48通道平顶型密集波分复用阵列波导光栅芯片,采用金属合金架固定阵列波导光栅芯片,金属螺杆随温度变化收缩或伸张,可补偿阵列波导光栅芯片响应谱波长随温度产生的飘移,实现-5℃到65℃温度范围内响应谱稳定输出,采用非归零和4电平信号两种调制方式进行高速信号传输。测试结果表明,封装后的阵列波导光栅的插入损耗在-5.31~-6.59 dB之间,通道间隔0.676 nm,1 dB、3 dB带宽分别为0.41 nm、0.55 nm,相邻串扰、非相邻串扰分别为29.4 dB、29.2 dB,偏振相关损耗小于0.67 dB,-5℃到65℃变温下中心波长漂移由7 pm/℃减小到0.6 pm/℃,26.56 Gbps非归零及53.12 Gbps 4电平信号调制传输眼图消光比分别大于5.5 dB和3.6 dB。

添加二氧化硅的煤石墨化高温高压模拟实验

为研究自然条件下二氧化硅矿物对煤石墨化作用的影响,将二氧化硅添加剂与分选后的煤中镜质组(来自中国西南部贵州省格目底矿区)充分混合后,开展实验条件为600~1 200℃、1.5~2.0 GPa的高温高压模拟实验,对煤系石墨形成环境进行反演。通过X射线衍射、拉曼光谱和高分辨率透射电镜对石墨化产物进行分析,研究二氧化硅对煤的石墨化过程的影响。研究发现,二氧化硅在高温高压环境下存在阻碍石墨化作用的效果,抑制煤石墨化程度的增长。这一结果可为自然条件下构造强烈地区煤石墨化程度较低的现象提供一种解释。

硅烷-二氧化硅气凝胶颗粒不同复配比例浸渍处理对增强杨木阻燃性能的影响

以γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷水解液(GPS)、二氧化硅气凝胶(SA)为改性剂原料,在质量分数为30%的GPS水解液中,加入占GPS质量2%、4%、6%、8%、10%的SA颗粒,制备复合改性的浸渍液;以杨木(Populus adenopoda)木材为试材,采用对木材试件进行真空加压浸渍处理方法,使用不同配比的复合改性的浸渍液浸渍处理木材试件制备5种复合改性浸渍液的改性木材、使用GPS水解液浸渍处理木材试件制备GPS改性木材、使用占GPS质量6%的SA水溶液浸渍处理木材试件制备SA改性木材;按照相关标准和试验方案,测定改性材的质量增加率、浸渍液流失率、微观形貌、隔热性能、表面接触角、硅元素化学组分构成、热稳定性、燃烧性能,分析硅烷-二氧化硅气凝胶颗粒不同复配比例浸渍处理杨木对增强杨木阻燃性能的影响。结果表明,GPS-SA复合改性有效改善了木材的疏水性,与单纯使用SA颗粒处理木材相比较,GPS-SA复合改性组水洗10 d后浸渍液流失率最高可降低了42%。扫描电镜分析结果表明,GPS主要在木材细胞腔中自聚形成大分子聚合物,而SA颗粒则主要附着于木材的导管上,且随着SA颗粒质量比例提高,SA颗粒团聚现象增加。GPS-SA复合改性后,木材的密度比未处理木材提高38%,而密度变大会导致热导率升高,但“GPS+占GPS质量6%的SA”组的热导率仍比未处理木材降低6%,且面积热容比未处理木材提高59%。热质量分析结果表明,GPS-SA处理,提高了木材的热解温度和剩余物质量。锥形量热仪分析结果表明,“GPS+占GPS质量6%的SA”处理木材比未处理木材的点燃时间滞后28s、热释放速率峰值下降44.5%、热释放总量下降47.8%、烟释放速率峰值降低29.4%、烟释放总量减少39.1%,处理材的CO、CO_(2)产量也明显比未处理材少。综合研究结果,GPS-SA复合处理能有效改善木材阻燃性能,并且制备方法简洁环保。

二氧化硅颗粒堆积空隙中氢气分子的核磁共振谱学特征研究

本文研究了一系列不同尺寸二氧化硅小球堆积空隙中氢气分子的核磁共振信号特征,观察到氢气分子化学位移随着小球堆积空隙尺寸减小逐渐向高场变化的现象.结合变温氢谱、氢气自扩散系数测量及扫描电镜等实验结果,认为两个因素的共同作用是该现象产生的原因,即:1)抗磁性的二氧化硅小球所导致的磁场不均匀性分布随小球尺寸变化而变化;2)处在小球空隙内不同位置的氢气分子间存在快速交换.本文结果展示了氢气作为探针分子用于微纳空隙尺寸测量的可能性.