纳米TiO_2包硅处理及其性能的研究

从紫外线的吸收能力、分散稳定性及酸溶性等方面分析包硅前后产品的性能变化。包膜改性后的TiO2分散性和酸溶性都得到明显改善,ζ电位发生了很大的变化。并且确定,要得到紫外吸收及可见光的透过能力较大的TiO2,包SiO2含量约在5%左右效果最好。

纳米级二氧化钛包硅过程及形成机理研究

研究了各种因素对包膜效果的影响 ,探索致密二氧化硅膜的形成机理 .结果表明中和速度。

包硅改性纳米碳酸钙应用于高温CO_2吸附的性能

Nano-CaCO3 particles were surface-coated with SiO2 by the sol-gel method and used as the high temperature CO2 adsorption material.CaCO3 samples prepared at 60—90℃ were characterized with TEM, EDS and XRD methods and the initial and final decomposition temperature were determined with TGA.The CO2 adsorption ratio and carbonation-calcination characteristics were evaluated in a 12 mm fixed bed reactor.The analytical results showed that there was an amorphous SiO2 film formed on the surface of nano-CaCO3,and the atomic ratio of Si to Ca is 1∶39.The initial and final decomposition temperatures were 595—620℃ and 800—820℃ respectively.The maximum CO2 adsorption ratio of SiO2 coated with nano-CaCO3 was 92.1% at 600℃with a 10% increase as compared with the uncoated nano-CaCO3 particles.After 20 cyclic carbonation and calcination runs, CO2 adsorption ratio of the SiO2 coated samples was 63%.The XRD analysis illustrated that the crystal type of nano-CaCO3 had no change after 20 cyclic runs.

超细铁黄包硅技术与表面状态剖析

研究了铁黄包硅工艺过程，并在１００Ｌ反应釜中予以放大。所制得包硅磁粉形状规整，抗烧结性良好，有效地消除了孔洞，磁片性能明显优于未包硅磁粉。采用付立叶变换红外光谱和光电子能谱对包硅磁粉表面结构进行了剖析，确定了包硅磁粉界面化合物的结构。

包硅对BaCo_(0.8)Ti_(0.8)Fe_(10.4)O_(19)磁粉的磁性及粒径的影响

采用化学共沉法制备了钡铁氧体（ＢａＣＯ０．８Ｔｉ０．８Ｆｅ１０．４Ｏ１９）磁粉，研究了包硅对钡铁氧体（ＢａＣｏ０．８Ｔｉ０．８Ｆｅ１０．４Ｏ１９）磁粉的矫顽力、比饱和磁化强度、矩磁比等磁性质及其粒度的影响，结果表明，包硅使钡铁氧体（ＢａＣｏ０．８Ｔｉ０．８Ｆｅ１０．４Ｏ１９）磁粉的矫顽力和比饱和磁化强度略有下降，但钡铁氧体（ ＢａＣｏ０．８Ｔｉ０．８Ｆｅ１０．４Ｏ１９）磁粉的粒度也明显下降．这说明包硅可以提高磁粉的抗烧结能力，对于进一步细化钡铁氧体（ＢａＣｏ０．８Ｔｉ０．８Ｆｅ１０．４Ｏ１９）磁粉颗粒具有指导意义．

锂离子电池碳包硅/石墨复合材料的制备及其电化学性能研究

采用简单的机械球磨法和高温热解法将热解碳包覆在纳米硅表面,再通过二次球磨制备出碳包硅/石墨复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合材料的微观结构和表面形貌进行表征,并将该复合材料制成扣式电池,对其进行恒流充放电循环性能测试和交流阻抗测试。研究发现,碳包硅/石墨复合材料首次可逆比容量为1026mAh/g,经过50次循环后,比容量仍然保持在875.4mAh/g,容量保持率为82.27%。循环稳定性远高于单一的碳包硅材料,极大地提高了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。

硅包覆碳点基柔性发光太阳能聚光器的制备与性能研究

碳点由于环境友好、经济适用、合成方法简单及光学性能优异而在发光太阳能聚光器领域受到越来越多的关注。然而,碳点与亲水性聚合物波导材料相容作为发光基质时,多数碳点在聚合物中的相容性差,以及亲水聚合物的易脆性等问题严重限制发光太阳能聚光器的实际应用。为了解决这些问题,本文利用3-氨丙基三乙氧基硅烷的水解缩合,与邻苯二甲酸、邻苯二胺共同合成了一种斯托克斯位移为150 nm、量子产率为10.94%,且具有良好分散性和相容性的亮黄色发射硅包覆碳点;同时,以具有良好相容性、高柔韧性的聚二甲基硅氧烷为波导材料,二者结合制备出一系列尺寸为3 cm×3 cm×0.1 cm,不同质量百分比的硅包覆碳点柔性发光太阳能聚光器,其中,性能最佳的太阳能聚光器能量转换效率可达1.05%。这项工作将硅包覆碳点与聚二甲基硅氧烷的优势相结合,对发光太阳能聚光器实际应用有潜在价值。

溶剂对硅包覆碳量子点发光的影响研究

以柠檬酸、硫脲和3-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,水和乙醇为混合溶剂,通过热解反应合成了一种发光性能优异的固态碳点复合材料。通过调节混合溶剂中水和乙醇的体积比,发现所制备复合材料的形貌和结构大相径庭,这从根本上决定了材料的发光性能。当水和乙醇体积比为3∶7时,固态复合物发光性能最佳,发射出541nm绿光和51%的荧光量子产率。将该固态发光材料用于构建白光发光二极管,获得了CIE坐标(0.34,0.33)、显色指数94和色温5039K的优异光度学指标参数,为该材料应用于照明领域奠定了坚实的基础。

LiFSI-LiPF_(6)电解液在高镍/硅碳锂电池中的应用

高镍/硅碳体系是最具潜力的下一代高能量密度锂离子电池体系,但由于电池循环稳定性差,目前规模化应用受限。研究认为,构建稳定的SEI是提升高镍/硅碳电池容量保持率的关键方法之一。传统电解液中六氟磷酸锂(LiPF_(6))会产生酸腐蚀性产物,不利于SEI的稳定;双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为一种新秀锂盐被证明有优异的热稳定和成膜性能,会腐蚀正极集流体。研究了LiFSI-LiPF_(6)双盐电解液在高镍/硅碳软包电池中的应用,通过化成、循环和储存测试,评测其电化学性能。结果表明,LiFSI-LiPF_(6)电解液可以降低电池化成产气量和内阻,提升电极稳定性,0.6mol/dm^(3)LiFSI+0.6mol/dm^(3)LiPF_(6)电池循环1000圈后的容量保持率最高,达75.66%,其储存电压降比LiFSI单盐电池少37.64%。

PMMA/硅铝包覆铝酸锶复合发光材料的制备和发光性能

采用原位乳液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/硅铝包覆(SrAl2O4:Eu,Dy)复合发光材料。通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和热失重(TGA)测定,研究了复合发光材料的结构,结果表明,复合发光材料中聚合物分子与硅铝包覆(SrAl2O4:Eu,Dy)之间是通过键合的方式结合;通过荧光光谱和发光亮度测试,研究了复合发光材料的发光特性和余辉性能,结果表明,在硅铝包覆(SrAl2O4:Eu,Dy)表面共价结合上PMMA后仍能保持SrAl2O4:Eu,Dy原有的发光性能。

硅包覆上转换纳米晶制备和表征及生物特异性标记研究

以NaYF_4为代表的上转换纳米晶作为细胞及组织标记的研究越来越热。但易团聚,水溶性、生物兼容性差,没有与生物偶联官能团等缺点限制了其应用,因而表面修饰显得尤为重要。作者通过水热和共沉淀相结合方法,制备了NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)上转换纳米晶,并对其包覆二氧化硅壳层。SEM表征硅包覆前后分别为25和250 nm的单分散粒子,说明硅已成功地包覆于纳米晶表面。980 nm激光照射下,样品的PBS胶体溶液呈可视上转换绿光。上转换荧光光谱和寿命均表明二氧化硅壳层对其发光性质影响很小。圆二色谱说明蛋白分子通过戊二醛与纳米晶偶联前后的二级结构基本不变。基于硅片上的抗原抗体荧光免疫识别试验进一步验证了偶联蛋白分子的特异性,表明该上转换纳米晶适合于生物标记。

两性离子交换有机聚合物包覆硅球整体柱的制备及评价

利用甲基丙烯酸和2-二甲基乙基胺甲基丙烯酸酯为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,环己醇、甲醇和水为三元致孔剂,在内径为250μm石英毛细管内原位聚合制备了1种有机聚合物包覆硅球两性离子交换整体柱.通过对单体总浓度、致孔剂的组成和聚合反应时间的调节控制有机聚合物对硅球的包覆,并通过扫描电镜图和压力对流速关系曲线,确定了整体柱的最佳制备条件.最佳条件为单体总浓度T=25%、c=30%,致孔剂组成是环己醇∶甲醇∶水的体积比为8∶1∶1,反应时间为5h.从整体固定相的微观结构、抗压性、溶胀性、柱效和交换容量等方面对整体柱进行评价,认为该整体柱具有较好的抗压性、较高的柱效、较大的交换容量和很强的抗溶胀性.在此基础上,利用长度为4cm的整体柱在6min内分离了一组无机阴离子,在9min内分离了一组有机胺类阳离子.

微波法制备石墨烯包覆硅材料及其性能研究

利用XRD、Raman、FT-IR、TEM、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了微波法制备的石墨烯包覆硅材料(Si/RGO)的结构、形貌及其电化学性能。XRD、Raman、FT-IR结果表明,微波加热能够将氧化石墨烯还原为石墨化程度较低且无序度增加的石墨烯;TEM显示石墨烯均匀包覆着纳米硅,包覆厚度大约为4nm;充放电结果表明,石墨烯包覆硅材料具有较高的可逆比容量、良好的倍率性能和较好的循环稳定性,在400mA/g电流密度下,首次脱锂比容量为1 747mAh/g,库伦效率为67.4%,经3次循环之后,每一循环电量转换效率均在98%以上,循环100周后,可逆的嵌脱锂比容量仍可达1 175mAh/g。

硅铝二元包膜金红石型二氧化钛的研究

采用正交实验法，利用高分辨透射电镜及光电子能谱仪等检测手段对包膜后二氧化钛的白度、消色力及吸油量进行分析，对影响硅铝包膜的几个主要因素进行研究，得到了二氧化钛表面包覆SiO2及Al2O2。的最优实验条件。研究结果表明：硅包膜时搅拌速度450r／min，反应温度75～80℃，中和时间80。100min，熟化时间90min；铝包膜时搅拌速度500r／min，反应温度60—65℃,终点pH7-8，中和时间150-180min，可以得到均匀、致密的硅铝氧化物包膜层。

水溶性硅包CdTe量子点的合成方法研究（英文）

本研究成功地合成了水溶性CdTe量子点（QDs）.考察温度对回流时间、荧光强度及粒径大小等因素的影响,实验优化合成条件之后确定最佳反应温度为105℃.接着,本研究运用改进后的Stober法更为简易地合成了硅包CdTe量子点复合微球,该微球的粒径可通过改变正硅酸乙酯及水的含量控制在160~260nm之间,同时根据复合微粒的电镜拍摄图初步探讨了SiO2在CdTe表面的生长模式.为了将来能运用到生物检测中,此实验加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）,引入氨基团,并优化了APTS加入时间,得到的粒子表面氨基含量最高.这种复合微粒具有与原来量子点相当的量子产率,同时具有良好的水溶性、胶体稳定性、化学反应性,为量子点作为荧光标记物的应用打下了基础.

硅铁包内加合成渣吹气降铝的试验研究

为了降低硅铁中的铝含量，采用在包内加合成渣同时吹气精炼的方法。通过正交实验确定合成渣成份。工业性实验结果表明，平均降铝率为４５％，渣铁比为４％～７％，吹气处理时间约为３ｍｉｎ。

应力对锂离子电池中空碳包覆硅负极电化学性能的影响

针对锂离子电池硅及其复合电极材料,采用Cahn-Hilliard型扩散方程与有限变形理论全耦合的电化学-力模型来描述其在循环锂化过程中的扩散和力学相关性问题,构造高效的数值算法,在商用有限元软件平台上实现对该理论的数值求解.在此基础上,研究了硅电极恒流锂化和脱锂过程,基于界面反应动力学,得到电压响应曲线,计算结果整体趋势与实验结果吻合较好,同时预测的应力响应也与实验结果一致,验证了本方法的有效性.其次,研究了中空碳包覆硅负极锂化过程中的电化学与力学行为,计算结果表明,锂化期间中空碳包覆硅负极应力水平明显低于实心硅负极,随锂化的进行,应力差值越来越大,锂化结束时应力值降低约27%,这种应力的缓解提高了整个电极内化学势水平,使得锂离子浓度水平显著提高,更易达到完全锂化状态.同时,数值研究表明应力水平的缓解延缓了中空碳包覆硅负极的容量衰减(容量提升74%),充分显示出该电极良好的电化学性能.本研究揭示了应力对硅复合电极容量影响的作用机制,为将连续介质电化学-力耦合理论应用于实验预测提供了途径并为电极材料设计提供了理论依据.

硅包底吹富氧精炼气液两相流动的数值模拟

应用VOF(Volume-of-Fluid)多相流模型,对单个气泡在水中的运动情况进行三维模拟,对气泡在上升过程中的变形与自由表面的波动情况进行研究,表明所建立的数学模型具有一定的合理性。以某公司的底吹氧化精炼硅包为原型,运用数值模拟的方法对富氧-硅液两相流进行三维瞬态数值模拟,研究硅包内不同截面气泡主要参数、气体体积分数分布规律、硅包内液体流动情况以及自由液面波动情况,为硅包的结构设计、寿命计算以及工业硅炉外精炼的优化提供了基础与依据。

镍包硅导电纳米导线

美国哈佛大学制成了用于计算机电路的导电纳米线，这是一种直径20m的硅线外包以镍在550℃加热制成的。这种硅化镍线的电导率非常高。如果仅将部分硅线包上镍，则可制成一部分是硅，而另一部分是镍一硅的导线。这种导线可用于当前半导体硅器件的连线。

水性油墨用TiO_2表面致密磷硅铝包膜处理的研究

采用不同配比的硅酸钠和偏铝酸钠作为二氧化钛包膜剂，聚合磷酸盐作为硅酸钠包膜二氧化钛的分散剂，在80-95℃的温度下．进行复合包膜；再经过洗涤，干燥，气流微粉碎，获得致密磷硅铝包膜二氧化钛颗粒。测试分析了包膜处理后TiO2颗粒的形貌、粒度、表面组成、白度、光泽度和黏度等，结果发现硅酸钠添加量为2．50％，偏铝酸钠的添加量为1．50％～2.00％时，可以得到均匀致密的复合包覆层。