介孔硅-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验研究

基于介孔硅和玄武岩纤维的自身特点,文章研究复合改性沥青混合料高低温和水稳定性等特性,用于评价这两种材料复合改性沥青混合料的路用性能以及应用于道路工程的可行性。结果显示:介孔硅和玄武岩纤维均能够改良沥青混合料的高低温性能,其中介孔硅的作用更为突出,而玄武岩纤维则不利于沥青混合料的水稳定性能,但加入介孔硅后水稳定性有一定的改善提升作用;综合复合改性沥青混合料的各方面性能,通过介孔硅-玄武岩纤维复合改性后的沥青混合料具有优异的高温稳定、低温抗裂和耐水损伤等路用性能,满足路用标准。

胺基功能化介孔硅材料对铀(VI)的吸附及机理研究

本研究探讨了胺基功能化介孔硅材料(AFPS)对水体中铀(VI)的吸附性能及其吸附机理。通过合成8种具有不同孔径和胺基功能团(APTES和AEPTES)的AFPS,评估了这些材料在不同pH条件下对铀(VI)的吸附效果。实验结果显示,在pH值约为5.5的条件下,AFPS对铀(VI)的吸附效率最高。孔径分析表明,AEPTES功能团的最佳孔径为4.1 nm,而APTES功能团的最佳孔径为2.7 nm。吸附机理研究表明,胺基通过与水合铀酰分子团表面的羟基(OH-)结合,实现了对铀(VI)的有效吸附。本研究不仅为理解AFPS吸附铀(VI)的机制提供了科学依据,也为开发新型高效吸附材料提供了理论支持和研究方向。

有序介孔硅材料的微量碳层修饰及VOCs吸附性能

以孔道规整的介孔分子筛SBA-15和MCM-41作为硅基材料前驱体,以蔗糖作为生物质碳源,通过化学刻蚀方法将生物质碳引入两种介孔分子筛孔道中,从而制备获得碳-介孔分子筛复合材料.通过对蔗糖浓度条件的优化,可以获得比表面积、碳含量和甲苯吸附性能最佳的碳-介孔分子筛复合材料.经由TEM-EDS图谱可以证明,碳元素均匀存在于上述两种介孔硅材料的孔道.进一步通过孔径分析,发现碳层修饰后的介孔分子筛(C@MCM和C@SBA)中微孔比例显著提升,因而其甲苯吸附容量明显高于其对应的介孔分子筛(MCM-41和SBA-15).其中,C@SBA在5次吸脱附循环中容量基本保持不变,循环吸附性能相比C@MCM更为优越.此外,碳层修饰后的介孔分子筛具有良好的耐水性,其吸附容量不会随相对湿度的提高而大幅降低.最后,上述复合材料对其他含氧VOCs物种也具有较好的吸附性能,但对甲苯等弱极性分子的吸附效果更显著.

C_(60)/硅基介孔复合物的发光研究

用化学沉积法制备了 C6 0 /多孔硅以及 C6 0 /硅基多孔氧化铝两种硅基介孔复合物 ,并研究了它们的发光性质 .结果表明 C6 0 的毗联可以影响多孔硅的发光性质 ,但对硅基多孔氧化铝的发光基本不产生影响 .

煤矸石制备活性炭-介孔硅复合材料及其过程物相转变

煤矸石是一种含碳、硅、铝的混合物,将其用于制备复合材料,可解决元素分离难、产品纯度低等问题,显示出良好的应用前景。以煤矸石为原料,通过碱熔、酸浸等过程制备活性炭-介孔硅复合材料(AC-SiO_(2)),考察了不同反应条件对煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料孔容和比表面积的影响规律,并结合XRD、FTIR等方法研究了煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料制备过程的物相转变。结果表明:煤矸石基活性炭-介孔硅复合材料的孔容和比表面积受到碱熔条件和酸浸条件的影响,其中尤以KOH浸渍液浓度、焙烧温度、HCl酸浸浓度的影响最为显著;当KOH浸渍液浓度大于10.7 mol/L、焙烧温度高于700°C时,煤矸石中所含的高岭石、石英将转变为钾霞石和硅酸钾物相,固相碳转变为活性炭,再经超过6.0 mol/L HCl酸浸后,可形成活性炭-介孔硅复合材料。在优化条件下,煤矸石中碳、硅转化率高达90.28%,产率可达40.2%,制得产品颗粒表面分布有层状结构堆积形成的微孔和介孔(微孔和介孔各占近1/2,比表面积可达835.1 m^(2)/g,平均孔径为2.97 nm,总孔容为0.62 cm^(3)/g),其对分子量不同的甲基橙和罗丹明B均有明显的吸附作用,吸附容量分别超过99.01 mg/g和99.87 mg/g。

复合模板法制备非硅基介孔材料的研究进展

综述了利用阴离子、阳离子、非离子表面活性剂及非表面活性剂复合模板制备氧化钛、氧化铝及掺杂介孔材料等非硅基介孔材料的研究进展,探讨了复合模板在无机-有机协同自组装过程中的作用,并展望了未来复合模板在介孔及介孔复合材料制备、性能研究中的前景。

孔结构特征对硅基介孔材料调湿性能的影响

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、正硅酸乙酯(TEOS)及1,3,5-三甲苯(TMB)为主要原料,采用水热模板法,通过控制水热反应温度和时间,制备了具有介孔(2—50 nm)结构的无机硅基微球材料。根据介孔材料孔结构参数与吸、放湿特性关系,探讨了孔结构特征对无机硅基材料调湿性能的调湿机理。结果表明:介孔微球的孔径分布窄,平均孔径为0.7—16.1 nm、孔容为0.19—0.54 cm^(3)∙g^(−1);研究同时还发现,无机硅基介孔材料在特定湿度区间的吸、放湿率,与对应湿度区间内发生毛细凝聚现象孔道的孔容大小密切相关。

碳硅复合介孔材料对水体中NO3-的吸附机制分析及研究

为了研究碳硅复合介孔材料(CSMC)对水中NO3-的吸附机制及去除能力,以细渣为原料利用原位酸浸法,通过Box-Behnken实验,得到最佳反应条件为:盐酸质量分数21.5%、酸浸温度80℃、酸浸时间240 min,比表面积为337.52m2/g。结果表明,在最佳反应条件下制备的样品CSMC-I对NO3-的吸附量及去除率呈先快后慢的趋势,且CSMC-I对NO3-的吸附能力与吸附剂添加量和吸附点位有直接关系。

有序介孔钴基Co@C@CNTs复合材料可控制备和表征

以钴作为金属节点,二甲基咪唑(2-MI)为有机配体,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,碳纳米管(CNTs)为模板,采用牺牲模板法制备了具有大孔径的钴基Co@C@CNTs复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜、N_(2)物理吸附以及热重等对其进行表征,考察CNTs加入量对钴基复合材料孔结构的影响。结果表明,CNTs的加入可以有序扩大Co@C的孔径和孔容。CNTs的最佳掺杂量为0.84 g,此时Co@C@CNTs的孔径(6.6 nm)和孔容(0.4250 cm^(3)/g)较大,均大于Co@C的孔径(2.9 nm)和孔容(0.2175 cm^(3)/g)。

改性介孔硅处理对聚丙烯界面结构与性能影响

以介孔硅为主要补强剂,聚丙烯(PP)为基体树脂,通过熔融挤出注塑方法制备了介孔硅/PP、改性介孔硅/PP体系复合材料。通过力学性能测试,XPS、DSC、PLM、XRD、SEM、OM、接触角对改性介孔硅增强增韧PP的机制进行分析。结果表明,当介孔硅质量分数为10%,改性介孔硅/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度比介孔硅/PP复合材料分别提高了18.86%、4.5%、5%。改性介孔硅自身的高模量及粒子在聚合物中异向成核促进了基体树脂结晶,以及良好的界面结合及分散性,是增强的主要原因;受力时改性介孔硅应力集中,引发周围基体屈服,界面态随着基体屈服实现脆-韧转变,粒子使α晶型PP转变为具有更高冲击强度β晶型PP等是增韧的主要原因。

介孔硅基分子筛研究新进展

Ｍ４１Ｓ、ＨＭＳ、ＭＳＵ和ＳＢＡ等具有规则孔道结构的介孔硅基分子筛及其杂原子衍生物在多相催化、吸附分离及材料科学领域有重要的学术研究与工程应用价值。此类物质可以通过长链季铵盐、伯胺、双子胺或聚氧乙烯类表面活性剂胶束的模板作用，在多种不同的条件下合成，并可通过ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ、Ｎ２（Ａｒ）等温吸附－脱附技术和ＦＴ－ＩＲ、激光Ｒａｍａｎ、固体ＭＡＳＮＭＲ、ＵＶ－Ｖｉｓ漫反射、ＸＰＳ、ＥＸＡＦＳ、ＸＡＮＥＳ等谱学手段加以表征。本文对介孔硅基分子筛近年来所取得的进展进行了综述。

硅基、非硅基介孔材料的研究进展

通过对近年来人们所合成的各种硅基、非硅基介孔材料的介绍,比较了不同介孔材料在合成、应用等方面的优缺点,并简述了其将来的发展前景。

空心球状介孔硅基材料负载茂金属催化剂及催化乙烯聚合的研究

以HO(CH2CH2O)20(CH2CH2(CH3)O)70(CH2CH2O)20H三嵌段共聚物、2,2,4-三甲基戊烷和四甲氧基硅烷为主要原料合成了空心球状介孔硅基材料(MS);利用MS负载甲基铝氧烷和茂金属双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆制备了催化剂MS-Bu;采用XRD、TEM、SEM、EDS、ICP和N2吸附-脱附等方法对试样进行了表征,并评价了MS-Bu催化乙烯聚合时的活性。表征结果显示,MS和MS-Bu呈空心球状,其晶体结构均为六方对称晶系;MS和MS-Bu的N2吸附-脱附等温线均为Ⅳ型,孔分布窄且均匀。活性评价结果表明,MS-Bu催化乙烯均聚、乙烯与1-己烯共聚时的活性很高,分别为6 122,5 998 g/g。

硅酸钠与有机硅氧烷前驱体合成有机官能化硅基介孔材料

采用有机硅氧烷(RTES)与硅酸钠(Na2 SiO3)共水解缩聚合成有机官能化的MSU型硅基介孔材料.当前驱体中RTES和硅酸钠的摩尔比为 0.1∶0.9时合成了R MSU(R =甲基,氨基)分子筛,通过现代分析技术证明有机官能团均进入材料骨架.选用CH3 MSU合成体系,考察了合成温度、前驱体与模板剂摩尔比及前驱体中有机硅氧烷含量等反应参数对材料织构性能的影响,发现通过简单地调节反应参数。

合成条件对硅基介孔分子筛结构的影响

采用水热法制备硅基介孔分子筛材料,较系统地考察了合成条件对其结构的影响,并利用N2吸附、透射电镜(TEM)等手段进行了表征.研究发现,随着晶化温度的升高,硅基介孔分子筛材料的平均孔径在逐渐增大,而比表面先增大后减小,100℃晶化时比表面最大(905.60 m2/g);随着晶化时间的延长,样品的平均孔径先增大后减小,比表面却正好相反,晶化1 d时比表面是905.60 m2/g,晶化3 d时比表面降为788.91m2/g;随着焙烧温度的升高比表面和孔径均减小,表明高温下焙烧易导致介孔结构的塌陷.

硅基微/介孔材料吸附二硫化碳(CS_2)的性能

以聚甲基含氢硅氧烷(PMHS)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,在不同的PMHS:TEOS质量比条件下合成了一系列具有微/介孔硅基材料.N2吸/脱附表征显示该材料具有微/介孔双孔分布的结构特征和较高的比表面积,并且随着PMHS:TEOS质量比的变化而变化.其中,当PMHS:TEOS质量比为1:3时硅基微/介孔材料具有最大的比表面积,达到783m·2g-1.XRD表征结果显示,该材料是无定形材料.材料对二硫化碳(CS2)的吸附性能的研究结果表明,PMHS:TEOS质量比为1:3合成的硅基微/介孔材料对CS2的吸附量最大,静态吸附量达到762.76mg·g-1,动态吸附穿透时间达到35min.再生实验表明材料再生性良好,可重复使用。

微孔–介孔钛硅氧化物复合材料的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂诱导硅酸钠水解形成的多孔二氧化硅为硫酸钛水解的“模板”,用溶胶–凝胶技术和水热处理工艺合成钛硅复合材料前驱体。通过两步灼烧法可脱除前驱体中的有机模板。通过X射线衍射、差热分析和低温氮吸附等测试技术对产物进行表征。结果表明:硅浓度约为0.1mol/L,起始钛浓度约为0.125mol/L,pH值为1时,硫酸钛于室温下水解制备的前驱体具有较好的孔结构。前驱体首先在350℃灼烧4h,再在750℃灼烧4h后的产物为晶体结构趋于规整的锐钛矿型二氧化钛,比表面积高达369m2/g,并具有良好的热稳定性。通过t–曲线计算出微孔和介孔对比表面及孔体积的贡献。

介孔中空二氧化硅及硅基微球制备研究进展

介孔中空材料有特定孔道结构,具有中空、密度小、比表面积大的特点,因而具有较好的渗透性、吸附性、筛分分子能力和光学性能,成为具有广泛应用前景的热点研究材料。详细地介绍了国内外新型功能材料介孔中空二氧化硅及硅基微球主要制备方法,包括表面沉积法、层层组装法、原子转移自由基聚合法、喷雾法、微乳液法。同时介绍了合成的介孔、中空二氧化硅和硅基微球的形貌特点及应用。指出不同方法、不同制备条件对材料的形貌、孔径大小、孔形状及材料晶形有很大影响,条件温和、步骤简单、环境友好的制备方法是发展趋势。

硅基介孔材料研究进展

硅基介孔材料作为一种新兴的固体多孔材料,不仅具有孔道大小均一、排列有序、孔径可以在2—50 nm内连续调节等重要特征,而且还具有较大的孔容、高的比表面积、孔道表面可进行物理吸附或化学修饰及较好的水热稳定性等特点。其在吸附分离、催化、生物材料、药物缓释等方面,以及光、电、磁等领域都具有广阔的前景,是目前材料领域的研究热点。系统综述了近年来M41S,HMS,MSU,SBA,杂原子化等系列硅基介孔材料的国内外研究现状,重点讨论了硅基介孔材料的分类、合成技术和机理、应用领域及目前存在的问题和未来的发展方向。