原位溶胶-凝胶法制备光固化3D打印大豆油基杂化材料及其性能分析

以2.7官能度大豆油多元醇(SBOP)与甲基丙烯酸乙酯二异氰酸酯(MOI)为原料,成功制备了2.7官能度可自由基光固化的大豆油基光敏树脂SBO-2.7A。将SBO-2.7A作为基体树脂,通过添加一定比例活性稀释剂丙烯酸羟乙酯(HEA),制备出了3D打印大豆油基光敏树脂。通过原位溶胶-凝胶法,将不同正硅酸乙酯(TEOS)添加量的大豆油基打印树脂配方进行3D打印成型,优选出最佳的酸性蒸汽后处理条件后,最终制备出具有机械性能提高的打印大豆油基材料。通过红外光谱仪、电子显微镜、哈克旋转流变仪、拉伸试验机等对3D打印树脂的黏度、光固化行为及其对3D打印样品的热力学性能、机械性能等的影响进行分析,结果表明,原位溶胶-凝胶法生成纳米SiO2使得3D打印制品拉伸性能、储能模量均得到提高,其中拉伸强度由起始的9.96 MPa增加到了14.14 MPa,提高了42%;储能模量由293 MPa提高至567 MPa,提高了93.5%。

原位溶胶-凝胶法制备深度加氢脱芳烃催化剂NiO-MoO_3/SiO_2-Al_2O_3-TiO_2

利用原位溶胶-凝胶技术制备不同SiO2含量及Ni/Mo摩尔比的负载型NiO-MoO3/SiO2-Al2O3-TiO2深度加氢脱芳烃催化剂。采用ICP、N2吸附-脱附等温线及XRD方法,表征催化剂的物化性质、结构特征;采用TPD、TPR手段,考察催化剂的酸强度以及活性组分Ni与载体的相互作用;在固定床加压连续微反装置上,以航空煤油为原料,进行深度加氢脱芳烃催化反应,考察催化剂的活性和稳定性。结果表明,原位溶胶-凝胶法制备的Ni基负载型催化剂的操作工艺简单,且不改变原载体的表面结构特征,通过表面涂硅处理及改变SiO2含量,达到调节催化剂酸强度的目的;MoO3的加入能够增加Ni原子的活性位,减弱其与载体的相互作用。催化剂的总金属含量较高(30%)时,显示出良好的加氢脱芳烃性能及稳定性。航空煤油深度加氢脱芳烃产品油中总芳烃的质量分数小于0.002%。

用原位溶胶-凝胶法制备的NiO-TiO_2/ZSM-5催化剂的喷气燃料加氢脱芳性能的研究

研究了原位溶胶凝胶镀膜法制备NiOTiO2/ZSM5催化剂的制备工艺和条件对催化剂性能的影响。实验结果表明,NiOTiO2/ZSM5催化剂克服了NiOTiO2SiO2催化剂对孔结构过分依赖的缺点,在喷气燃料加氢中显示出了很高的加氢脱芳性能。该催化剂加氢脱芳反应适宜的催化剂的还原温度在380～400℃,Ni与Ti摩尔比为3.43～6.52,并且反应温度范围较宽,当压力大于1.2MPa,镍含量大于6.0%时,压力和空速的变化对催化剂加氢脱芳性能的影响不明显。在反应温度180℃、压力1.2MPa、LHSV2.0h-1、氢油体积比500∶1的条件下,该催化剂表现出较好的脱芳烃活性和稳定性,产品中的芳烃含量低于100μg/g。

纳米硅胶多孔层毛细管气相色谱柱的原位溶胶-凝胶法制备及其应用

采用原位溶胶 凝胶法在毛细管内壁上合成出均匀的纳米硅胶多孔层,对纳米硅胶颗粒进行了形貌表征,同时考察了不同反应条件下合成的纳米硅胶的比表面积、孔容和孔径的变化规律。先采用含氢硅油高温键合固化硅胶层,然后用无机盐淋洗钝化毛细管色谱柱,制备出纳米多孔层硅胶毛细管色谱柱。考察了所制备的纳米多孔层硅胶毛细管色谱柱对挥发性氟氯烃、水中氯代烃、含硫化合物以及低碳烃的分离特性。结果表明:所制备的纳米多孔层硅胶毛细管色谱柱具有良好的分离能力、一定的抗水性、稳定的色谱保留特性和良好的制柱重复性。

原位溶胶-凝胶法合成纳米SiO_2润滑液的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法在亲水性聚醚油中原位制备纳米二氧化硅微球。利用透射电镜系统考察反应条件,如氨水和水的添加量、正硅酸乙酯(TEOS)添加量、聚醚含量及水解温度对原位生成的纳米二氧化硅颗粒的直径和形貌的影响。结果表明:随着TEOS、氨水及水含量的增加,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐增大;而随着聚醚油含量增加以及反应温度的升高,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐减小直至出现严重团聚。使用四球摩擦磨损试验机,研究不同粒径的纳米二氧化硅微球对润滑油减摩抗磨性能的影响。结果表明,随着纳米颗粒添加量的增加其摩擦因数和磨斑直径呈现出先下降后上升的趋势;在纳米颗粒最佳添加量时,纳米颗粒直径越小其减摩抗磨效果越明显;同时,纳米二氧化硅润滑液具有优异的减摩抗磨性能,但其最佳添加量受颗粒直径影响呈非规律性变化。

前躯体原位聚合溶胶-凝胶过程制备聚酯/纳米TiO_2杂化材料的可行性研究

设计并验证了一种特殊的原位溶胶凝胶过程,即前躯体原位聚合溶胶-凝胶过程的可行性.研究表明,由钛酸正丁酯(TBOT)带入的丁醇(BA)在酯化时被馏出反应体系外,TBOT的引入也不影响酯化反应程度.颗粒状的纳米TiO2在酯化反应阶段即已生成,其平均粒径约70nm,基本呈单分散态,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体中分散较均匀,这与纳米TiO2在PET基体合成过程中原位部分有机化密切相关.原位引入的纳米TiO2不影响PET树脂基体的热降解性能和相对分子质量分布.结果表明,通过前躯体原位聚合溶胶凝胶过程,在PET的合成体系中引入前驱体TBOT,通过这一方法制备可成型加工的PET/纳米TiO2复合树脂是可行的.

溶胶-凝胶原位合成钒钨钛催化剂及NH_3-SCR性能

利用溶胶-凝胶技术原位合成V_2O_5-WO_3/TiO_2介孔结构脱硝催化剂。通过XRD、BET、SEM和XPS等手段对催化剂结构与组成进行表征,发现结构导向剂CTAB促进催化剂的比表面积和孔容的增加,促进催化剂活性组分的分散与裸露的V活性组分数量增加;且随CTAB含量的增加,V4^+/V5^+的比值降低,即降低了催化剂表面钒物种的氧化能力,有利于提高催化剂的低温脱硝活性与高温选择性。催化活性评价结果表明,CTAB对催化剂的脱硝活性有显著促进作用,当CTAB的添加量为0.01(质量)时,催化剂的脱硝活性大于90%的温度窗口最宽为212~393℃,200℃时脱硝效率达85.6%。

溶胶-凝胶原位合成宽活性温度V_2O_5/TiO_2脱硝催化剂

利用溶胶-凝胶技术原位合成一系列不同V2O5担载量的V2O5/TiO2催化剂，通过BET、XRD、NH3-TPD及紫外-可见光等手段对催化剂进行表征。结果表明：制备的催化剂均具有介孔结构，V2O5在TiO2表面高度分散，且存在3种典型的酸性位。通过选择性催化还原反应对V2O5/TiO2催化剂进行活性评价，结果显示随着V2O5含量的增加，NO转化率大于75%的温度窗口向低温方向偏移，含10%（质量分数）V2O5的催化剂的NO转化率为80%的温度窗口最宽为200～450℃，240℃时20 h连续实验表现出稳定的抗硫抗水性能。结合紫外-可见光谱分析，揭示了钒掺杂所形成的单聚和低聚钒酸盐为催化剂的活性组分。

负载型NiO-MoO_3/SiO_2-Al_2O_3-TiO_2超细镍金属催化剂加氢性能的研究

用原位溶胶-凝胶法制备了不同SiO2含量及不同总金属含量的高性能负载型NiO-MoO3/SiO2-Al2O3-TiO2超细镍金属加氢催化剂。根据XRD、TPR及TPD结果,催化剂表面产生了还原性能不同的多种镍原子活性位,金属镍与载体间的相互作用较强,并在其表面呈超细分散状态,为中等强度的酸性催化剂。采用不同的不饱和烃原料,考察催化剂的加氢性能,结果表明,载体酸性对不同的不饱和烃原料感受性不同,原料苯及催化裂化柴油加氢需要载体提供的有效酸量要大于航空煤油及双环戊二烯加氢;此外,适当地增加金属NiO的含量,调节Ni、Mo比,能够有效地增大活性组分镍的分散度,能量状态较高的镍原子数增多,从而有利于提高该催化剂对不饱和烃原料的加氢性能,延长使用寿命。

原位生成法制备PET/片状钛系纳米复合树脂的结构与性能

采用原位生成法制备了不同钛含量的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)/钛系化合物纳米复合树脂.通过傅里叶变换红外光谱学(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热失重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)初步表征分析了PET/钛系化合物纳米复合树脂的化学结构、原位引入的钛系化合物在PET基体中的分散性和钛系化合物的引入对PET树脂结晶性能的影响.研究结果表明:在PET合成过程中原位生成的纳米材料呈片状,其厚度为120 nm左右,在PET基体中具有良好的分散性,片状钛系化合物的引入使复合材料的热稳定性有所提高,但结晶度有所下降,这可能是由于片状纳米材料对PET基体的结晶具有阻碍作用.

Mn-Ce/(CC-A)@12TiO_2整体式蜂窝催化剂的制备及脱硝性能研究

以氨水预处理后的堇青石蜂窝陶瓷为基体,采用半原位溶胶-凝胶工艺制备涂覆TiO_2涂层的Mn-Ce/(CC-A)@12TiO2整装脱硝催化剂,在80～260℃,NOx转化率达90%以上。N2吸脱附、XRD、TG-DSC等分析测试表明,TiO_2主要以结构完整的锐钛矿晶型存在,促进了活泼氧物质的生成,提高了催化活性。SEM图像表明,催化剂表面TiO_2涂层上具有裂纹和粗糙表面,有利于三维结构以及更多孔结构的形成,为反应物与活性位之间相互作用产生更多的活性中间体,从而促进反应速率提供了适宜的场所。EDS研究显示,催化剂Mn-Ce/(CC-A)@12TiO2中TiO_2表面形成的弱结晶Mn-Ce混合氧化物可能有利于Mn与Ce的微观协同效应,提高中间体的形成。

静电纺PVDF/SiO_2原位复合隔膜的研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO2复合纳米纤维膜。通过SEM表征了PVDF/SiO2复合纳米纤维的纺丝效果,同时对比了使用两种方法添加6%SiO2制得的PVDF静电纺复合纳米纤维的表面形貌及力学性能。研究了原位纳米SiO2的加入对膜的孔径变化以及力学性能的影响。结果表明,原位硅的加入,增加了纤维的表面粗糙度;降低了复合膜内的微孔直径,并使得微孔直径分布更加集中;改善了膜的力学性能,添加6%原位硅时效果最佳。在SiO2含量为6%时,与直接添加相比,原位复合法制得的复合膜力学性能更佳。

PVDF/SiO_2原位复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO_2复合纳米纤维膜。采用FTIR分析了PVDF与SiO_2分子间的相互作用,并通过TEM表征了纳米二氧化硅的具体分散状态。研究了纳米SiO_2的加入对膜的热性能、结晶行为及力学性能的影响。结果表明,原位复合溶胶-凝胶法使纳米SiO_2在PVDF中具有良好的分散性,由FTIR可知在纳米SiO_2与PVDF分子间形成了C-O-Si键,使纳米粒子与PVDF基体形成了一定的结合力,进而提高了纤维的强度,且对纤维的热性能及结晶行为也产生了一定的影响。

稀土-β-二酮类配合物荧光材料的合成

稀土-β-二酮类配合物通过有机配体的强紫外吸收和配体向稀土离子的有效能量传递,使其发出稀十离子的强特征荧光,具有紫外激发荧光性能。在光能转换农膜、有机薄膜电致发光、LB膜、发光二极管、紫外荧光材料及器件、光纤传感器、荧光防伪标记、广告招牌、摩擦发光材料、免疫荧光分析以及痕量元素分析等领域具有广泛的用途,开发利用前景十分广阔。

超细镍基催化剂对环戊二烯的选择性催化加氢性能

用原位溶胶-凝胶法制备了不同SiO_2含量及不同n(Ni):n(Mo)的负载型高性能超细镍金属NiO-MoO_3 /SiO_2-Al_2O_3-TiO_2催化剂。并以双环戊二烯为原料,经过热解聚得到环戊二烯,用脉冲反应色谱法研究了环戊二烯的选择性加氢生成环戊烯的过程。使用配方为S_2的催化剂,在反应温度50℃,载气流速30 mL/min,双环戊二烯进样量10μL时,环戊烯的选择性达到100%。由程序升温还原及正丁胺程序升温脱附法分析表明,催化剂的表面产生了还原性能不同的多种镍原子活性位,金属镍与载体间的相互作用增强,为中等强度的酸性催化剂。脉冲反应过程动力学的研究表明,该反应机理符合Rideal-Eley模型,并用该模型估算了环戊二烯加氢生成环戊烯的表观活化能,其结果为82.8 kJ/mol。

改性TiO_2纳米粒子用于可见光催化反应

采用原位溶胶-凝胶法合成氧化钛,同时对大环配合物进行改性,得到粒径为10.89 nm的纳米级钴酞菁改性氧化钛(CoPc/TiO2)光催化剂,用于可见光下、水溶液中CO2的还原反应,可得HCHO、CH3OH、HCOOH等产物。结果表明,由于金属酞菁的存在导致TiO2粒径减小,相转变温度降低,CoPc以单体形式均匀分散于TiO2凝胶基质中,其二聚及多聚倾向大大减弱。钴酞菁固载的催化剂给电子能力较强,极大地提高了光还原效率。光反应的最佳条件为:在0.1 mol/L的NaOH溶液中,0.15 g CoPc/TiO2催化剂,三乙胺和三乙醇胺作为电子供体催化效果较好,在可见光照反应10 h后,还原产物中总有机碳最高可达2 965.3μmol/g-cat。在还原过程中CO2主要以HCO3-的形式被还原而非碳酸根离子,而且HCO3-的浓度在0.2 mol/L时还原产物量最大。

有机生色团掺杂有机／无机复合基质非线性光学材料的制备与性能

以4-[乙基-（2-羟乙基）胺]-4’-硝基偶氮苯（DRl）为生色团，甲基丙烯酸甲酯（MMA）和正硅酸乙酯frEOS）为先体，通过原位溶胶-凝胶技术制备了新型的以PMMA／SiO2复合材料为掺杂基质的二阶非线性光学杂化材料，并运用提拉法在洁净的ITO导电玻璃上制备出均匀、透明的厚度为1μm左右的杂化薄膜。DSC测得杂化材料的玻璃化转变温度为130℃；二次谐波产生（SHG）测量结果表明杂化薄膜在电晕极化后二阶非线性系数d33为1．02×10^7esu；用UV-vis光谱对杂化膜在极化前后的取向和取向稳定性进行的研究表明此材料具有较高的取向度，且常温下的取向稳定性也较好，60d后取向序参数φ仍有初始值的85％。

焙烧温度对超细镍催化剂加氢脱芳活性的影响

对原位溶胶-凝胶法制备的NiO-MoO3/SiO2-TiO2超细镍催化剂前体进行一组温度的焙烧及预处理,得到各温度条件下焙烧对该催化剂性能影响的数据。催化剂的加氢活性在程序升温还原法(TPR)研究与在航空煤油加氢脱芳烃实验中所得结果是一致的,即焙烧温度为480℃和600℃的催化剂加氢活性相对较高,在此温度区间或过高温度下焙烧得到的催化剂加氢活性相对较低。

ATP-SnO_2-TiO_2复合光催化剂性能研究

以凹凸棒黏土(ATP)为基体,通过原位溶胶-凝胶工艺,制备出凹土基复合光催化剂(ATP-SnO2-TiO2)光催化甲醛。采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)等分析测试技术对复合体进行表征。考察制备条件对其物理结构和光催化性能的影响,并对不同光催化剂性能进行研究。结果表明,在凹凸棒黏土表面负载SnO2-TiO2后光催化性能得到明显提高,复合体中TiO2负载量为50%(质量比)、SnO2与TiO2质量比为1∶4、800℃煅烧的复合光催化剂活性最强,光照射3 h后对30 mg/L的甲醛溶液的降解率可达99%以上,显示出优异的光催化性能。