M-Mn-W/SiO_2/堇青石整体式催化剂及其甲烷氧化偶联反应性能

以Na2WO4、Mn、M(M=Ce,Bi,Sr,La)为活性组分,采用浸渍法制备了一系列M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂。在微型固定床反应器中对催化剂的甲烷氧化偶联反应性能进行了评价。采用XRD和TPR对催化剂的结构进行了表征。考察了反应条件对催化性能的影响。催化活性评价结果表明,在较大的空速下,M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能,其中活性最好的4%Ce-5%Na2WO4-2%Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂,在甲烷转化率为32.9%时,甲烷转化率和C2烃选择性之和可达82.9%。XRD结果显示,M-W-Mn/SiO2/堇青石整体式催化剂除了堇青石的特征峰以外,存在α-方石英、Na2WO4、Mn2O3以及一些氧化物的物相。TPR结果显示,催化剂的各活性组分之间存在一定的相互作用,从而对催化剂的甲烷氧化偶联催化反应的性能有不同的影响。

季冻区纳米SiO_(2)改性SAP路面混凝土的耐磨性

为解决季冻区高吸水性树脂(SAP)路面混凝土耐磨性下降的问题,通过耐磨性试验探索了纳米SiO_(2)(NS)对季冻区SAP路面混凝土磨损量的影响;采用压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)研究了冻融前后NS改性SAP路面混凝土孔结构和微观形貌的变化,从细微观角度阐述其耐磨性的提升机理;并对其微观结构与耐磨性进行相关性分析。研究结果表明,经150次冻融循环之后,掺有3%NS的改性SAP路面混凝土在200 N磨耗负荷下的磨损量较基准下降30.92%,20~50nm的孔占比上升,50~200nm的孔占比下降,总孔隙量和孔隙率减少,界面区裂缝数量和尺寸大幅降低,内部密实性程度显著提高,耐磨性明显增强。

纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面抗渗性能和微观结构影响研究

采用试验的方法探究了纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面劈裂黏结强度和抗渗性能的影响,其使用形式包括喷洒稀释溶液及作为增强相的砂浆界面剂两种方式,并与整体现浇试件及传统界面凿毛组的抗渗性能进行对比分析.同时,借助扫描电子显微镜(SEM)对不同纳米界面剂的黏结面微观结构进行了探究.最后,从界面强度、抗渗性能和微观机理3方面分析了纳米SiO_(2)界面剂对新旧混凝土界面黏结性能的影响.结果表明:两种纳米SiO_(2)界面剂均能不同程度地提高界面黏结强度及其抗渗性能,其中纳米SiO_(2)砂浆界面剂效果明显优于纳米SiO_(2)溶液组,且两者均存在最优掺量,分别为3.75%和2.5%;随着界面粗糙度的增加,黏结试件渗水高度和相对渗透系数逐渐降低;界面相对渗透系数与劈裂强度呈负相关,且相比于劈裂强度,相对渗透系数对界面缺陷更敏感.微观分析结果表明:纳米SiO_(2)的掺入改变了界面过渡区(ITZ)水化产物数量和C-S-H凝胶形貌,有效抑制了界面孔隙网络贯通,使ITZ微观结构更为致密.

助剂对球形Cu/SiO_(2)催化剂甲醇脱氢制甲酸甲酯反应性能的影响

甲醇脱氢制甲酸甲酯是实现甲醇下游产品多元化利用的绿色高效途径,使用助剂对SiO_(2)催化剂进行改性已成为提高目标产物甲酸甲酯收率的有效策略。首先通过溶胶-凝胶法制备了球形SiO_(2)负载Cu催化剂(Cu/SiO_(2)),然后采用旋蒸法引入助剂制得CuM/SiO_(2)(M=Ce或Al)催化剂,借助N2吸/脱附、扫描电子显微镜(SEM)、H_(2)-N_(2)O滴定和X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征,并将催化剂用于甲醇脱氢制甲酸甲酯反应评价了其催化性能。结果表明,助剂可改变催化剂中活性Cu^(0)物种的含量和表面酸碱性。与Cu/SiO_(2)催化剂相比,CuCe/SiO_(2)催化剂表面Cu颗粒的分散度提高,这促进了活性物种Cu^(0)的形成,同时表面碱性位点减少,抑制了副反应发生,因而CuCe/SiO_(2)催化剂表现出最高的活性。在300℃、0.2 MPa的反应条件下,CuCe/SiO_(2)催化剂的甲醇转化率、甲酸甲酯选择性分别为29.2%、86.3%,甲酸甲酯收率为25.2%,均明显优于文献报道的Cu基催化剂。

球形纳米SiO_(2)的制备及其铝热剂的燃烧性能研究

采用溶胶-凝胶法,通过正交试验优化,制备平均粒径为120nm的球形纳米SiO_(2)。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及全自动比表面及孔隙度分析仪等手段对该纳米SiO_(2)进行了表征。将制得的纳米SiO_(2)与Al粉和纳米MnO_(2)混合,配制成零氧平衡的复合铝热剂,详细测试了该铝热剂的燃烧性能。结果表明:低温有利于颗粒粒径的控制和分散度的调整。溶液的介电常数对颗粒形成有较大影响。正硅酸乙酯和氨水的浓度与SiO_(2)颗粒大小成正比。BET数据表明,纳米SiO_(2)比表面积较大,为微孔和介孔的混合结构。SiO_(2)的粒度大小对铝热剂的燃烧时间与效率有很大影响。随着SiO_(2)粒径的减小,铝热剂的燃烧压力峰值及增压速率得到了显著的提升,这为纳米SiO_(2)在复合铝热剂中的应用提供了参考。

PHC管桩桩头混凝土掺纳米SiO_(2)及钢纤维的抗锤击性研究

为提高PHC管桩抗锤击性能,对掺纳米SiO_(2)钢纤维的混凝土进行研究,比选出质量及性价比最优的方法。分析表明,在本次研究范围内,掺加纳米SiO_(2)时,随着掺量的增加,抗锤击性呈现先增后减的趋势;掺加钢纤维时,随着掺量的增加,抗锤击性各项指标均显著提升。综合比较得出,掺钢纤维对锤击性能提升效果较为显著。

不同改性剂对SiO_(2)气凝胶性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS-28)为硅源,以5种不同的改性剂(甲基三乙氧基硅烷MTES、二甲基二乙氧基硅烷DMDES、三甲基乙氧基硅烷ETMS、三甲基氯硅烷TMCS、六甲基二硅氮烷HMDZ),使用溶胶-凝胶法,通过超临界干燥工艺制备疏水SiO_(2)气凝胶。通过比表面积分析仪、扫描电镜、热重分析仪等多种表征方法,全面揭示了SiO_(2)气凝胶的孔结构、微观形貌和热稳定性等性能。结果表明:改性后的SiO_(2)气凝胶比表面积900~1024m^(2)/g,密度0.092~0.128g/cm^(3),平均孔直径14.67~18.3nm,均显著优于未改性;SEM结果显示孔结构更加均匀,孔隙率更大;疏水性TMCS>HMDZ>ETMS>DMDES>MTES;改性后的SiO_(2)气凝胶的热稳定性更好,其中TMCS和HMDZ改性的热稳定性最好。

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

Fe^(3+)/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2^-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3+掺杂的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3+ / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3+ ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3+ 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2

PET/纳米SiO_2复合材料的制备 I.纳米SiO_2在PET单体EG中的分散性研究

以 EG为分散介质 ,研究了分散方法 ,分散剂的种类 ,分散剂的浓度及分散时间对纳米 Si O2 在 EG中分散性的影响 ,用 TEM对其分散情况进行表征 ,并对其分散机理进行探讨与研究。其结果表明 ,不同的分散方法 ,不同种类的分散剂及不同的分散剂浓度 ,不同的分散时间对 Si O2 在 EG中的分散性有不同的影响。

纳米结构SiO_2与植物真菌病害发生的关系

从植物体内的纳米结构SiO2 和化学合成的纳米结构SiO2 在叶表的沉积以及沉积之后赋予植物叶片独特的物理学特性入手 ,详细讨论了纳米结构SiO2 抑止真菌孢子和寄主表面的高度专一性的超分子识别过程的第一步反应 ,从而提出纳米结构SiO2 可能改变植物叶表面原有的拓扑结构和疏水等物理学特性 ,即形成特殊的双亲性表面 ,影响真菌胞外物质的释放和芽管、附着胞及侵染钉的形成 ,阻断真菌孢子早期的侵染过程 。

革用聚氨酯/SiO_2纳米复合材料的制备与物性研究

采用溶胶 凝胶反应制备纳米SiO2 颗粒 ,然后通过超声分散机将SiO2 纳米颗粒分散到聚氨酯树脂中制备出聚氨酯 SiO2 纳米复合材料。利用透射电子显微镜 (TEM)、傅里叶红外分光光度计 (FTIR)、万能电子试验机、动态力学分析仪 (DMA)、量热示差扫描仪 (DSC)分别表征了纳米复合树脂材料的结构和形态、力学性能和热稳定性。实验结果表明 ,纳米SiO2 颗粒均匀分布在聚氨酯中 ,并与聚氨酯的基团发生了反应 ;聚氨酯 SiO2 纳米复合材料具有较纯聚氨酯树脂更高的模量和内耗峰强度。拉伸强度和拉伸模量得到了很大的提高 ,并具有一个最佳值 ;而断裂伸长率有所下降 ,但随SiO2 含量的进一步增加又有所提高 ;纳米SiO2 掺杂对聚氨酯树脂的耐低温的性能影响不大 ,却提高了树脂的耐热性能 ,从而使聚氨酯树脂使用温度更宽。

SiO_2和SiC对Cu-Fe基烧结摩擦材料性能的影响

研究了在Cu Fe基烧结摩擦材料中SiO2 和SiC对材料的力学性能特别是摩擦磨损性能的影响。结果表明 :添加SiO2 摩擦材料的抗弯强度和摩擦因数分别为 141MPa和 0 .2 77,添加SiC的分别为 89MPa和 0 .2 5 5 ,添加SiO2 +SiC的分别为 10 9MPa和 0 .2 5 5。添加SiO2 的摩擦材料磨损量为后两者的 2倍 ,而添加SiC和SiO2 +SiC的摩擦材料对对偶的磨损量比前者约大 10倍。

西藏蛇绿岩的超高压矿物:FeO、Fe、FeSi、Si和SiO_2组合及其地球动力学意义

在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的东段 ,出露罗布莎蛇绿岩块和豆荚状铬铁矿床。从豆荚状铬铁矿石中查明 6 0～ 70种伴生矿物 ,其中包含FeO、Fe、FeSi、Si和SiO2 组合。根据超高压 高温实验 ,该组合应形成于地球外核与下地幔之间的D″层 ,是地球外核的液态铁与镁硅酸盐钙钛矿 (MgSiO3 )相互化学反应的产物。西藏该超高压矿物组合揭示了蛇绿岩地幔活动可能深达地球外核。罗布莎蛇绿岩的该矿物组合可能是地幔 外地核之间的产物 ,或者是被对流作用 ,亦或是被起源于D″层的地幔柱活动带到上地幔的。铬铁矿在地幔中结晶 。

SiO_2气凝胶结构及其热学特性研究

以正硅酸四乙酯为硅源， 通过溶胶－凝胶及超临界干燥过程制备了 ＳｉＯ２ 气凝胶。用透射电镜、扫描电镜以及孔径分布仪对其结构进行了表征， 并用稳态热线法对其热学特性进行了测试。结果表明： ＳｉＯ２ 气凝胶的孔洞大小分布在 ５～７０ｎｍ ， 峰值在 ２０ｎｍ 附近， 组成网络的胶体颗粒为 ５～１０ｎｍ ； 热学测试结果显示ＳｉＯ２ 气凝胶 （１００ｋｇｍ － ３ ） 的热导率在常温常压下为 ０．０１２５Ｗｍ － １ Ｋ－ １ 。

硬脂酸法制备SO_4^(2-)/Fe_2O_3-SiO_2固体酸及其催化性能的初步探讨

首次用硬脂酸法制备了 Fe2 O3 -Si O2 混合氧化物 ,经浸渍 H2 SO4后再焙烧得 SO2 - 4 /Fe2 O3 -Si O2 固体酸催化剂 .用 TEM,XRD,N2 吸附 /脱附和 TG-DTA等手段对其进行了表征 ,结果显示制得的 Fe2 O3 -Si O2 混合氧化物具有多孔结构 ,且随着 Si含量的增大 ,其比表面积明显增大 ,但孔径减小 .用乙酸

表面光催化还原铁对TiO_2/SiO_2光催化活性的影响

用表面光催化还原铁法对TiO2 /SiO2 复合氧化物进行改性 ,并在改性后用XRD ,TEM进行化学状态、晶体组成与颗粒大小分析。通过对亚甲基蓝的降解揭示表面光还原对催化剂活性的影响。结果表明 :经过表面光催化还原铁法改性的催化剂活性要高于未改性的 ,随着表面还原Fe量的增加 ,催化活性增加。但n(Fe)∶n(Ti) >1.0 %后 ,催化性能急剧下降 ,最佳值为 1.0 %。讨论了Fe杂质对光生载流子分离效率的影响及其影响光催化剂活性的机理。Fe3 + 和Fe2 + 共同存在 ,Fe3 + 是光生电子的捕获阱 ,Fe2 + 是光生空穴的捕获阱 ,在二者的协同作用下 ,载流子得到有效分离 ,催化活性得到提高。

纳米TiO_2表面包覆致密SiO_2膜的试验研究

用液相沉积法对纳米二氧化钛进行了表面改性。用XRD、FT IR分析手段对其进行了表面结构表征 ,采用X衍射荧光光谱仪 (XRF)测定SiO2 包覆量随陈化时间的变化。通过煅烧失重法比较改性前后样品的失重 ,并用动态法测量样品与水的湿润角。结果表明在TiO2 表面存在致密非晶态的硅氧化合物膜 ,纳米TiO2 与水的湿润角增大 ,并且充分分散后在水中的稳定性却得到了很大提高。

热处理对离子束溅射SiO_2薄膜结构特性的影响分析

采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,研究了热处理对离子束溅射SiO2薄膜结构特性的影响。热处理温度对表面粗糙度影响较大,低温热处理可降低表面粗糙度,高温热处理则增大表面粗糙度,选择合适的热处理温度,可以使表面粗糙度几乎不变。采用X射线衍射仪(XRD)物相分析方法,分析了热处理对离子束溅射SiO2薄膜的无定形结构特性的影响,当退火温度为550℃,离子束溅射SiO2薄膜的短程有序范围最大、最近邻原子平均距离最小,与熔融石英基底很接近,结构稳定。实验结果表明,采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的结构特性。

超亲水TiO_2和TiO_2-SiO_2表面的动态润湿性

The dynamic wetting of water spreading on TiO 2 and TiO 2 SiO 2 films prepared by sol gel method and subsequently treated by air plasma and UV irradiation was investigated. Water completely spread on TiO 2 surface within 3 s and its dynamic contact angles can be expressed by a power law θ d= k(t+a) -n with the n value 0.98. Less than 50%(molar fraction) SiO 2 addition can accelerate the dynamic water spreading rate on the TiO 2 SiO 2 films and the optimum molar fraction of SiO 2 amount corresponding to as annealed, air plasma, and UV irradiation treatment process is 15%, 10% and 20%, respectively.