耐高温复合材料用玻璃纤维表面处理研究(1)——酸碱刻蚀处理的研究

本文通过SEM、动态毛吸法等研究了经酸碱刻蚀的玻纤及其表面 ,对其结果进行了讨论。结果表明 :稀盐酸和H2 SO4能够刻蚀掉玻纤表面的部分碱金属氧化物 ,使玻璃纤维的浸润性得到比较大的改善。

碱刻蚀玄武岩纤维对地质聚合物基木材胶黏剂胶接性能的影响

作为新型环保无机胶凝材料,地质聚合物在人造板产业中具有巨大的应用潜力,但地质聚合物的脆性不利于其与木材胶接。本文以改善地质聚合物基体的脆性,增强其与木材胶接强度为目的,采用不同浓度及温度的NaOH溶液对玄武岩纤维(BF)进行碱刻蚀,将碱刻蚀玄武岩纤维(HAF)与碱激发剂共混,制备碱刻蚀玄武岩纤维掺杂的地质聚合物(HAFMG),探究碱刻蚀方法对HAFMG的力学性能及HAFMG与木材胶接强度的影响。结果表明:碱刻蚀处理可溶解BF表面的硅铝组分,提高BF表面粗糙程度及其与地质聚合物基体的界面结合,最终提高地质聚合物与木材的胶接强度。掺入HAF(100℃、0.5 mol/L NaOH)可提高地质聚合物基体的韧性,相较于纯地质聚合物,其抗折强度提高了154%,压折比降低了41%。HAF(100℃、0.5 mol/L NaOH)掺杂后的地质聚合物与木材的剪切强度相比于纯地质聚合物提高了121%。

复合无氟修饰与碱刻蚀协同制备涤纶织物超疏水表面

基于荷叶超疏水仿生理念,通过碱刻蚀和无氟疏水剂复合修饰的方法制备超疏水涤纶织物表面,探讨碱刻蚀工艺参数和三种无氟疏水剂的复合使用对织物超疏水效果的影响。结果表明:在碱质量浓度30g/L、处理时间10min、反应温度90℃;的条件下,以十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷复合使用处理涤纶织物,可实现超疏水效果,其中静态接触角为152.45°,滑移角为5°,透气率为90.06mm/s,透湿率为2993.64g/(m^2·24h),制备的织物具有良好的耐洗和耐污性能。

碱刻蚀制备金字塔条件对多晶黑硅性能的影响

讨论了不同条件下多晶硅片的表面碱刻蚀工艺,并通过失重率、扫描电镜、紫外可见近红外光谱仪,对刻蚀后的多晶硅片以及后续制备的多晶黑硅进行系统的表征。研究结果表明,多晶硅表面碱刻蚀的最佳工艺为:刻蚀时间240s,刻蚀温度80℃,氢氧化钾溶液浓度67.2g·L～(-1),碱刻蚀添加剂A为5m L·L～(-1)。采用该工艺处理后,硅片的平均失重率为2.737%,表面金字塔颗粒分布密集且大小均匀,制备成多晶黑硅后,对波长为600～1000nm光的反射率低至20%。

碱刻蚀木质生物炭活化过硫酸盐的研究

该研究利用氢氧化钾和枯木一步法合成具有高活性的生物炭。由于氢氧化钾的加入,生物炭表面具有丰富的孔结构,促进了双酚A在其表面的吸附。利用该多孔生物炭活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的双酚A(BPA)。其中性能最佳的生物炭样品由于出色的吸附和活化PMS性能,在1 h内,可将初始浓度为20 mg/L的BPA完全降解。条件实验证实该生物炭在酸性和中性环境中具有较高的催化活性;反应过程中主要依赖的活性自由基为·OH和SO4·-。除此之外,生物炭还具有较高的催化稳定性,再生之后催化活性无明显降低。

单晶硅片KOH碱刻蚀工艺研究

在太阳能电池片生产工艺中,硅片的清洗和表面处理是重要的工艺步骤。KOH是太阳能行业中常见的一种刻蚀化学品,在硅片预清洗和扩散后背面处理方面有重要作用。在不同的条件下,KOH可以将硅片刻蚀成金字塔状或平整的塔基底座状等。通过研究各种条件下的硅片外观和电池片性能对比,可以找到合适的制程半成品控制要求。对实验过程中发现的黑点异常问题进行了研究对比,找到了导致异常的原因,提出了在电池片生产工艺中减少异常的措施。对目前新发展的添加剂碱刻蚀方式进行调试,摸索出适合金刚线切割单晶硅片扩散后背面处理的工艺参数。

碱刻蚀涤纶织物构筑超疏水表面

结合涤纶织物与碱的反应特点,利用Na OH对涤纶织物进行化学刻蚀,形成粗糙表面,再采用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)进行低表面能修饰,获得超疏水涤纶织物。探讨了超疏水涤纶织物的制备工艺,当Na OH浓度为10 g/L,碱刻蚀时间为30 min,碱刻蚀温度为90℃,HDTMS浓度为40 g/L,焙烘温度为160℃,焙烘时间为3 min时,制备的超疏水涤纶织物与水接触角为151.62°,滚动角为10°,沾水等级为5级,并具有一定的耐洗性。该方法工艺简单,成本低,具有一定的应用价值。

碱溶液刻蚀法制备介孔Y型分子筛及其性能表征

采用碱溶液刻蚀法由工业生产的NaY分子筛原粉制备介孔Y型分子筛。运用X射线衍射(XRD)和骨架红外光谱(FTIR)表征样品的晶体结构,N2吸附等温线和扫描电镜(SEM)表征孔结构和形貌特征,并采用吡啶红外光谱技术(Py-FTIR)表征样品的酸性能。结果表明,NaY分子筛在适当浓度的碱溶液以及较温和的条件下,处理后可保持分子筛晶体的拓扑结构和基本形貌结构,但在处理过程中晶粒表面或晶粒内可被刻蚀出一定的缺陷介孔结构。另外,碱刻蚀前后对改性后H型分子筛中B酸中心量的影响不明显,但大大减少了L酸中心的数量。

利用AFM和碱溶液在单晶硅表面微加工及其电化学机理

用AFM在单晶硅片(100)表面上加工出一微结构表面,而且加工过程中单晶硅的表面生成很薄的二氧化硅保护层,使其置于氢氧化钾溶液中刻蚀加工可得到微结构(长×宽:10μm×10μm)。加工过程中利用二氧化硅和单晶硅与氢氧化钾溶液化学反应速率的不同,以及单晶硅不同晶面与氢氧化钾溶液反应速率的各向异性达到加工目的,并应用化学键理论—能带理论对在KOH水溶液中加工反应的机理进行了分析。

Ni/HZSM-5催化剂的孔道调控及其对C-O键的催化裂解

C-O桥键是褐煤有机质中重要的含氧官能团之一,通过切断C-O桥键可以实现褐煤的温和解聚,得到含有芳环和杂环的小分子化合物。本文通过碱刻蚀的手段制备了高分散Ni基多级孔HZSM-5催化剂,并对催化剂进行氮气脱吸附、扫描电镜和X-射线衍射仪等表征。HZSM-5在0.01 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液处理下能够提高分子筛的比表面积和孔径,并且能保持分子筛的晶型结构。采用苯基苄基醚作为探针分子探究了催化剂的催化活性以及产物选择性,结果表明在反应温度为300℃时,Ni/Z0.01催化苯基苄基醚裂解的转化率接近100%,对甲苯和苯酚的选择性分别为34.9%和33.7%。因此,Ni/Z的孔道结构调控对C-O键的裂解及产物的选择性有重要作用。

硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展

表面改性是增强玄武岩纤维与基体材料之间结合性能的关键。综述了硅烷偶联剂表面改性以及酸、碱刻蚀,等离子处理辅助协同硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维的研究进展,介绍了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维在聚合物基复合材料中的应用,并对发展趋势进行了展望,同时分析了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维当前存在的问题。

中空ZSM-5分子筛微球及其吸附与催化性能

首先利用聚乙二醇作为软模板合成出具有一定介孔结构的ZSM-5分子筛微球,再通过快速可控碱刻蚀的方法,成功制备出尺寸均一的中空分子筛微球。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附等温线分析(N2 isotherm)、扫描和透射电子显微镜(SEM,TEM)对所制备的中空分子筛微球进行了表征,并研究了中空分子筛微球对有机物废水的吸附性能和对大分子的催化裂解性能。结果表明,刻蚀后分子筛结晶度略有下降,但是介孔度和孔体积明显提升。中空分子筛微球外径在600 nm,壳层厚度在100 nm左右。此外,该中空结构不仅对苯等有机分子具有吸附富集作用,其饱和吸附量几乎达到了常规分子筛微球的3倍,并且六次循环使用后的吸附容量依然保持基本不变,显示出较高的吸附容量和循环使用稳定性。在异丙苯和三异丙苯裂解反应中中空分子筛微球也显示出较高的催化活性。

KOH处理对ZnO纳米棒阵列结构及光电性能的影响(英文)

采用简单的化学沉积结合KOH碱刻蚀的方法,在导电玻璃(FTO)上生长ZnO纳米棒阵列(ZnONRs)。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电流—电压(I—V)曲线对所得样品的晶型、形貌及光电性能进行测试,结果表明:ZnONRs呈纤铅矿型;ZnONRs的形貌及光电性能与KOH的浓度及刻蚀时间密切相关,经0.1mol/LKOH刻蚀1h后可得到排列高度有序且分布均匀的ZnONRs;KOH刻蚀后的ZnONRs与未刻蚀前高密度的ZnONRs相比,其光学性能得到提高。0.1mol/LKOH刻蚀1h的ZnONRs作为太阳能电池的光阳极,其光电转换效率、短路电流、开路电压较未刻蚀的ZnONRs分别提高了0.71%、2.79mA和0.03V。

单一微孔模板剂一锅法制备多级结构ZSM-5沸石（英文）

以微孔模板剂四丙基氢氧化铵为单一模板剂,采用一种温和的低温水热一锅法工艺,成功制备出多级结构ZSM-5沸石(HSZs).与传统的双模板法和后处理法相比,这种结合了沸石生长与后刻蚀于一体的新方法,不仅减少了模板剂的用量及二次酸/碱刻蚀、煅烧造成的环境污染,同时也极大地简化了合成工艺.利用XRD,N2吸附,SEM,TEM,XRF,27Al NMR与NH3-TPD等测试手段对合成的HSZs进行了全面表征,并提出了一种"成核/生长-刻蚀/再晶化"的形成机理.与传统ZSM-5沸石相比,这种具有均一梭型形貌的HSZs具有高的水热稳定性,并在三异丙苯催化裂解的探针反应中表现出优异催化性能和较长使用寿命.

三维多孔结构Pt-Ag气凝胶的制备及电催化氧还原反应性能

采用化学还原法及水热法制备了具有树枝状结构的铂-银气凝胶,并对其进行酸碱刻蚀再处理获得刻蚀后的铂-银气凝胶催化剂.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征了铂-银气凝胶的结构、组成及微观形貌.利用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)测试了催化剂对氧还原反应(ORR)的电催化活性和稳定性.结果表明,刻蚀后的Pt-Ag气凝胶具有优异的ORR活性,在0.9 V处,刻蚀后Pt-Ag气凝胶的质量比活性和面积比活性分别为166.3 m A/mgPt和0.295 m A/cm^2,分别是商业铂/碳催化剂(20%Pt/C)的2.0倍和1.8倍.该催化剂还具有优异的稳定性,循环5000周后,动力学催化质量比活性和面积比活性分别只降低了6.1%和9.1%,远小于商业Pt/C的35%和52.1%.

改性玄武岩纤维制备及其在微生物载体的应用

为提高玄武岩纤维(BF)作为微生物载体的生物亲和性,采用酸碱刻蚀法获得改性玄武岩纤维(MBF),以达到提高BF表面粗糙度的目的。通过扫描电子显微镜观察BF刻蚀前后微观形貌的变化,以大肠埃希菌的生长曲线评估MBF的生理毒性,并采用光学显微镜观察改性前后BF表面微生物的生长情况。结果表明:与BF相比,MBF表面较为粗糙,表面粗糙度和比表面积均有所增加。MBF固定的微生物量明显增加,说明表面粗糙度的增加有利于提高BF的生物亲和性,提高其作为微生物载体时的污/废水处理效能。

沸石材料的多级结构化及其在生命科学中新应用

当前沸石材料研究的一个热点是在通常只具有微孔结构的沸石中产生介孔,以增加活性位的可接触性,加快反应物在沸石孔道里的扩散,提高沸石吸附和催化的效率。综述了近年来在沸石多级结构化方面的研究进展,着重介绍了碱溶液刻蚀法、介孔间隙合成法和碳模板剂法等各种途径,并简介了沸石材料在生命科学中的一些新应用,包括沸石止血材料、控释药物和生物芯片。

豆秸秆基多孔炭的制备及其对亚甲基蓝染料吸附行为的研究

为实现农林废弃物豆秸秆最大价值化利用且有效应用于亚甲基蓝染料废水的吸附,以农林废弃物豆秸秆为原料,采用碱活化炭化-酸刻蚀结合法制备出多孔炭SSC-800。利用拉曼光谱,X射线衍射仪(XRD)和氮气的吸附/脱附对豆秸秆基多孔炭SSC-800进行性能分析,研究了多孔炭SSC-800添加量和溶液pH对吸附效果的影响并剖析炭材料对亚甲基蓝染料的等温吸附模型和动力学模型。结果表明:当原料与活化剂比例仅为1∶2时,制备的SSC-800其比表面积达到2101.28 m^(2)/g,其中微孔比表面积为1753.19 m^(2)/g。对亚甲基蓝染料的去除率高达99.6%,最大吸附量可达到1369.08 mg/g;多孔炭SSC-800对亚甲基蓝染料的吸附符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子吸附类型,吸附动力学符合准二级动力学,以化学吸附为主。

甲基硅酸钠刻蚀聚多巴胺涂层构建超疏水木材及表征

利用聚多巴胺(PDA)涂层黏附和去质子化的特性,采用甲基硅酸钠(SMS)刻蚀PDA涂层,进一步采用十八烷基三甲氧基氯硅烷(OTS)对其进行低表面能处理制备了稳固型超疏水木材(Wood@PDA-SMS-OTS)。采用接触角(CA)测定仪、SEM、XPS分别对试样进行了表征。结果表明,水在Wood@PDA-SMS-OTS试样表面的静态CA最高为157.4°,滚动角(SA)为4.3°;SEM图像表明,SMS成功刻蚀了PDA涂层,同时水解生成疏水性的低聚或半聚的甲基硅氧烷覆盖在PDA涂层表面,形成了明显的微纳米粗糙结构;XPS分析表明,PDA在木材的表面形成均匀的涂层,SMS在刻蚀PDA涂层的同时,其水解生成的聚合物成功负载在PDA的表面,含长链结构的OTS接枝在木材的表面,使木材具有超疏水性能;超疏水木材表面经过24 h的水流冲刷、超声波震荡、酸碱腐蚀及有机溶剂等处理后,仍具有较强的超疏水稳固性。

晶硅表面亚微米结构阵列的介电微球辅助激光-化学复合成型

介绍了一种具有高工艺可控性特征的单晶硅表面亚微米结构阵列介电微球辅助激光-化学复合成型的方法,采用这种方法可以在单晶硅表面制备具有较好周期性和均一性的三维微结构阵列。分析并总结了微球直径、刻蚀时间及激光脉冲能量密度对结构成型的影响规律,根据时域有限差分模拟法和晶硅结晶及其化学刻蚀的基础理论,分析研究了微结构的成型机制,并以样品表面反射率为例,验证了利用不同工艺所制备出的微米结构阵列对其表面光学性能的调控作用。