纳米SiO_2及PVP-g-SiO_2对PVC/PPSU共混超滤膜性能的影响

分别将纳米SiO_2及其改性物纳米聚乙烯吡咯烷酮接枝SiO_2(PVP-g-SiO_2)作为添加剂对聚氯乙烯(PVC)/聚苯砜(PPSU)共混超滤膜进行亲水化改性,并对其改性效果进行了对比研究。实验结果表明:添加纳米SiO_2使PVC/PPSU共混膜的纯水通量大幅增加,而添加纳米PVP-g-SiO_2质量分数达3%以上时纯水通量也增加;添加纳米SiO_2及PVP-g-SiO_2使PVC/PPSU共混膜的截留率、亲水性、耐污染性能及废水通量均得到较大程度的提高;与纳米SiO_2相比,纳米PVP-g-SiO_2对PVC/PPSU共混膜的亲水化改性效果更好。

纳米SiO_2溶胶缓解油井水泥高温强度衰退的作用机理

油井水泥石强度衰退是高温固井所面临的主要难题之一,而添加纳米SiO_2能否缓解水泥石的高温强度衰退以及其作用机理是什么,还有待于验证和确认。为此,通过室内试验,基于X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪分析水泥石的矿物组成、微观结构和水化产物的元素,测定了高温条件下(150℃/35 MPa)纳米SiO_2溶胶对G级油井水泥石抗压强度的影响及变化规律,据此研究纳米SiO_2溶胶在高温下对水泥水化产物的作用机理。研究结果表明:①纳米SiO_2溶胶可以提高G级油井水泥浆的稠度系数,对水泥浆的流变性会产生不利的影响;②在高温养护初期,纳米SiO_2溶胶会降低水泥石的抗压强度,但加入纳米SiO_2溶胶的水泥石的抗压强度不会随着养护时间的增加而产生明显的变化;③加入少量纳米SiO_2溶胶的G级油井水泥中的纳米SiO_2颗粒吸附在水泥矿物表面阻碍水化反应,能够缓解水泥水化产物的高温脱水变质,纳米SiO_2颗粒还可以提高水泥微观结构的致密性;④加入大量纳米SiO_2溶胶的G级油井水泥中的纳米SiO_2与氢氧化钙发生火山灰反应生成一种新型的、结构松散的薄片蜂窝状CSH产物,难以提供较高的抗压强度。结论认为,纳米SiO_2可以作为水泥添加剂以缓解油井水泥高温强度衰退,该研究成果为高温固井水泥浆体系的设计提供了一条新的思路。

单分散空心SiO_2纳米微球的合成与表征

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球.该空心SiO2纳米微球的尺寸和形态可以通过PVP,NH4OH和正硅酸乙酯(TEOS)的用量来调节.PVP用量增加导致PS粒子变小,从而得到较小的空心SiO2纳米微球;NH4OH用量增加,空心SiO2纳米微球表面变得粗糙;TEOS用量增加,空心SiO2纳米微球的壳层厚度增加.包覆(溶解)温度是控制空心SiO2纳米微球形成的最有效手段.在70℃的包覆(溶解)温度下可以获得全部空心的SiO2纳米微球。

纳米SiO_2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的纳米SiO_2进行复合,制备出纳米SiO_2-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO_2-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO_2-GO添加到环氧树脂(EP)中。对添加不同质量分数纳米SiO_2、GO和纳米SiO_2-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO_2/EP、GO/EP和纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO_2-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。