银纳米颗粒负载阶层多孔二氧化硅块体的制备及表征

以溶胶-凝胶伴随相分离法制备的阶层多孔二氧化硅作为载体,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,乙醇为还原剂,在阶层多孔二氧化硅固体骨架上进行银纳米颗粒均匀负载.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、汞压、N2吸附/脱附、X射线光电子能谱(XPS)等测试技术对银纳米颗粒负载阶层多孔二氧化硅进行了表征,探讨了APTES表面改性、乙醇还原机理以及银纳米颗粒负载块体的孔结构特征变化规律.结果表明:APTES表面改性将氨基接枝于阶层骨架上,氨基与银离子形成银氨离子,银氨离子经乙醇还原后将平均粒径约16 nm的银纳米颗粒成功负载于二氧化硅的大孔及介孔内部;负载后的阶层多孔块体的大孔骨架未受到破坏,但其比表面积由418 m2·g-1下降到254m2·g-1,两次还原负载能提高银纳米颗粒的负载量.

SiO_2阶层多孔结构搭建及块体材料制备机理

借助溶胶-凝胶结合相分离和模板法进行了阶层多孔结构的搭建及二氧化硅多孔块体材料的制备,表征了阶层多孔块体的显微结构及孔结构特性,分析了阶层多孔结构的搭建机理。研究结果表明,三嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)的加入不仅诱导共混体系发生相分离,调控大孔结构的形成,同时形成球形胶束并作为模板剂进入骨架,而1,3,5-三甲基苯(TMB)的加入使P123形成的胶束膨胀且更加稳定,在骨架上成功引入了球形介孔,骨架中凝胶粒子相互聚集形成微孔,从而搭建贯通大孔-球形介孔-微孔同时分布的阶层多孔结构,并获得相应的多孔块体材料;当正硅酸甲酯(TMOS):P123:TMB摩尔比为1:0.015:0.353时,多孔块体材料的阶层多孔结构最优,大孔孔径为0.5-1.5μm,介孔孔径为3-4 nm,显气孔率66.1%,比表面积为616 m^2?g^(-1)。

用有限元模拟方法研究阶层式多孔薄膜几何参数对水通量的影响

通过系统改变阶层式多孔薄膜大孔和小孔的孔径及孔隙率等几何参数,用有限元模拟方法研究薄膜通量与相关几何参数之间线性或非线性的定量关系.模拟结果表明,在弯曲孔道基体中添加球形空穴形成阶层式多孔结构后,可使薄膜水通量提升约为原来的171%.对于弯曲孔道,单纯增加其数量可使水通量线性提升,单纯增大其孔径可使水通量以指数函数形式提升.对于球形空穴,单纯增加其数量或单纯增大其孔径,水通量均以指数函数形式提升.此外,球形空穴的水通量提升作用还依赖于它与弯曲孔道基体网格的相对尺寸,通过调节制备条件可提升分离膜材料的性能.

阶层式多孔二氧化钛的制备及其结构与性能研究

针对阶层式多孔二氧化钛有效构筑的难题,采用静电纺丝与高分子共混体系相分离相结合的策略,基于高分子与二氧化钛前驱体的相互作用,成功制备了具有微米/纳米两个尺度孔结构的二氧化钛无纺布,所得材料具有良好的力学和光催化性能.

多级孔结构TiO_2块体材料的制备及表征

以硫酸氧钛为钛源、水和乙二醇为溶剂、甲酰胺（FA）为凝胶促进剂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为相分离诱导剂,通过溶胶-凝胶伴随相分离法结合后续热处理得到具有共连续多孔结构的锐钛矿相TiO2块体材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、压汞测试、热重-差热分析法（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）仪和透射电子显微镜（TEM）等测试技术研究了PVP添加量与材料孔结构的之间的关系。结果表明,当PVP添加量为1.76g时,产物具有三维共连续的多级孔结构,其孔隙率为60%,大孔孔径分布在13μm;骨架由尺寸分布在2040nm的纳米晶组成。经过600℃热处理后,块体物相为锐钛矿。