稻壳SiO_2/环氧树脂纳米复合材料的热性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%,比表面积为212g/cm2的SiO2,经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50nm。将改性后的稻壳SiO2与EP复合,对SiO2/EP纳米复合材料的热膨胀过程进行了详细的研究。结果表明：稻壳SiO2的加入,能有效降低SiO2/EP纳米复合材料的热分解性能,其降低量随稻壳SiO2含量增加而增加。纳米复合材料在玻璃态（30℃≤T≤140℃）以及在大于180℃的橡胶态,热膨胀系数随温度变化不大,而在玻璃态与橡胶态的过渡区,材料随温度升高出现收缩。进一步研究发现材料的热循环次数对纳米复合材料的热收缩现象影响较大,热循环次数的增加能消除降低材料在升温过程的中的收缩现象,并有效降低材料的热膨胀系数。

稻壳SiO_2/聚氨酯纳米复合材料的制备及性能研究

将酸处理后稻壳在600℃焚烧，得到比表面积为212m^2／g，纯度99.3％的稻壳SiO2纳米凝聚体，用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后，SiO2纳米凝聚体在溶液中以纳米状态分散，大部分粒子尺寸约30-50nm。将其与聚氨酯（PU）复合，探讨了不同SiO2含量复合材料的力学性能、热分解性能以及吸水性。研究结果表明：与纯PU相比，稻壳SiO2／PU纳米复合材料的力学性能有不同程度的提高，其耐热性能和耐水性明显增强。

气相、沉淀、稻壳SiO_2/聚氨酯复合材料的力学性能和吸水性比较

比较了气相、沉淀和稻壳SiO2的物理性质,并利用上述3种SiO2与聚氨酯(PU)复合,考察了SiO2含量(1wt%,3wt%,5wt%)和种类对SiO2/PU复合材料的拉伸性能和吸水性的影响。结果表明:3种SiO2均能够提高SiO2/PU复合材料的力学性质,复合材料的拉伸强度、模量和断裂伸长率均随SiO2含量增加而增加。当SiO2含量相同时,拉伸强度和断裂伸长率的变化顺序为:气相SiO2/PU>沉淀SiO2/PU>稻壳SiO2/PU,拉伸模量的变化顺序为:气相SiO2/PU>稻壳SiO2/PU>沉淀SiO2/PU.对于同一种SiO2/PU复合材料,吸水性随SiO2含量和温度增加而增加,含量相同时,3种SiO2/PU复合材料的吸水性由低到高的顺序是:稻壳SiO2/PU<沉淀SiO2/PU<气相SiO2/PU。

介孔SiO_2负载SO_4^(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂的制备及其酯化催化活性研究

以稻壳SiO2为原料,非离子表面活性剂TX-100为模板,制备了介孔SiO2(MSU-2)及其负载SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂。以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,研究了载体类型、ZrO2的负载量、催化剂用量和反应时间对催化剂性能的影响。结果发现,当SO42-/ZrO2的负载量在10wt%以上时,催化剂具有超强酸性;SO42-/ZrO2负载量为20wt%时,催化剂(SO42-/ZrO2/MS-60)具有最优的催化酯化反应活性。

以稻壳为强化原料制备低成本钛合金的摩擦学性能

以稻壳热解产物为SiO2源,通过粉末冶金法制备了Si和O固溶强化的低成本钛合金,并从磨损率、磨损表面形貌和磨屑成分等角度研究了其摩擦学性能和磨损机理。结果表明,随着SiO2加入量的增加,Ti合金的体积磨损率显著降低,与硬度的变化规律吻合良好,同时磨损表面有三处变化,即犁沟的深度变浅、塑性变形程度降低和磨屑的尺寸变小且数量减少。SiO2的加入使磨损机制从纯Ti的粘着磨损和磨料磨损转变为磨料磨损和氧化磨损,而磨屑尺寸的减小可归因于GCr15球和钛基体反复摩擦,导致磨屑的脆化。本研究提供了一种使用农业废稻壳生产具有优良综合性能的钛合金方法,在降低钛合金成本的同时也有益于生态环境的保护。