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。

SiO2颗粒分散液浓度对建筑结构钢锌系复合磷化膜耐蚀性的影响

通过硫酸铜点滴实验、静态浸泡实验以及电化学阻抗谱测试,以变色时间、电荷转移电阻、低频阻抗模值等作为指标,研究了SiO2颗粒分散液浓度对锌系复合磷化膜耐蚀性的影响。结果表明:SiO2颗粒分散液浓度对磷化膜的耐蚀性有较显著的影响,随着SiO2颗粒分散液浓度从10 mL/L增加到60 mL/L,磷化膜变色时间从116 s逐渐延长到170 s,电荷转移电阻从1.170 kΩ·cm2逐渐增大到4.580 kΩ·cm2,低频阻抗模值从0.635 kΩ·cm2逐渐增大到3.845 kΩ·cm2,说明磷化膜的耐蚀性有较大幅度提高。随着SiO2颗粒分散液浓度从60 mL/L继续增加到80 mL/L,磷化膜变色时间、电荷转移电阻和低频阻抗模值都变化不大,其耐蚀性未进一步提高。但SiO2颗粒分散液浓度超过80 mL/L后,磷化膜的耐蚀性明显变差。

球形SiO2颗粒的合成及反应机理

利用Stober方法合成了球形SiO2颗粒。在乙醇和水的混合溶剂中，以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源、氨水作催化剂，在40℃水浴下制备SiO2球形颗粒。通过改变反应物TEOS以及催化剂氨水的加入量，制备了不同粒径的球形SiO2颗粒。利用扫描电镜（SEM）可以看出，随着TEOS和氨水加入量的增加，SiO2颗粒的粒径增大，并探讨了其变化机理。

含憎水纳米SiO2颗粒的氧化酶功能复合膜

该项目提供了一种经济、简单、实用的从碱金属的硅酸盐中制备纳米二氧化硅颗粒的方法。它无需特殊溶剂和大设备，所制的二氧化硅粒径在5～100纳米，特别是5～20纳米的颗粒，颗粒均匀、纯度高、多孔、具有球形表面积，是可控形态的催化剂颗粒。

聚羧酸超塑化剂与纳米SiO2颗粒协同作用对固井水泥浆性能的影响

以丙烯酸(AA)和聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)为单体,采用自由基聚合制备AA/PEGMA聚羧酸超塑化剂,并研究其与纳米SiO 2颗粒协同作用对固井水泥浆的水化过程、微观结构、流变行为和力学性能的影响。采用红外光谱仪(IR)、核磁共振仪(NMR)、热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)、流变仪和抗压强度分析仪分别对AA/PEGMA的分子结构、水泥浆的水化产物含量、微观形貌、流变行为和抗压强度进行表征分析。结果表明,AA/PEGMA与纳米SiO 2颗粒的协同作用能够显著促进水泥浆水化,降低Ca(OH)2含量,提高流动性(屈服应力降至约0.01 Pa),并使水泥石的微观结构致密化,力学性能明显增强,抗压强度提高43.6%。

激光冲击波清洗K9玻璃表面SiO_2颗粒的研究

光学元件表面的颗粒污染物会影响到光学系统的正常运行,为了解决此污染问题,采用激光等离子体冲击波清洗法移除K9玻璃表面的SiO_2颗粒污染物。在激光器扫描模式下,实验研究此方法的清洗效果;在激光单点作用下,理论计算了颗粒位置、激光作用距离及激光能量对清洗效果的影响,并以实验加以验证。结果表明,通过良好地控制激光参量,采用Nd:YAG激光清洗K9玻璃表面的SiO_2颗粒具有明显的效果;在激光单点作用下,计算结果与实验结果规律一致。

Al_2O_3·SiO_2颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损特性

对用挤压铸造法制备出的Al2O3·SiO2颗粒增强铝基复合材料在不同条件下的摩擦磨损特性进行了研究.结果表明:Al2O3·SiO2颗粒的加入可提高复合材料的耐磨性,复合材料同基体铝合金相比摩擦因数也较低.在较低载荷和滑动速度下,该复合材料的耐磨性明显优越于基体铝合金,摩擦因数也稳定地低于基体铝合金;而在较高载荷和滑动速度下,同基体铝合金相比,复合材料耐磨性的改善有所降低,但摩擦因数仍可以保持较低的水平.这是由于随着载荷和滑动速度的变化,复合材料的磨损机制发生了转化.对Al2O3·SiO2颗粒在摩擦磨损过程中所起到的作用进行了分析.

纳米SiO_2颗粒对PU树脂热稳定性能的影响

采用溶胶 -凝胶法制备纳米SiO2 颗粒 ,并以此制备了SiO2 /PU复合材料 ,用扫描电子显微镜、红外光谱仪、量热示差扫描仪和热重法分别表征了纳米复合树脂材料的结构和形态及热稳定性。结果表明 ,纳米SiO2 能够均匀地以纳米尺寸分散于PU树脂中 ,并与PU中的基团发生了化学反应 ,形成了键合。SiO2 对PU树脂的耐低温性能影响不大 ,却提高了树脂的热稳定性能 ,使树脂的使用温度范围变宽。

疏水型SiO2纳米颗粒稳定泡沫机理与泡沫耐温性能评价

针对普通泡沫体系在高温油藏环境下稳定性差的问题,选用疏水纳米SiO2颗粒增强苯磺酸盐类耐温泡沫剂HY-4的高温稳定性,评价了HY-4与纳米颗粒复配前后的泡沫性能,分析了纳米颗粒的稳泡机理,评价了泡沫体系的耐温性能,对比了两种泡沫体系的高温封堵能力。结果表明,0.5%HY-4与1.0%疏水纳米SiO2颗粒复配体系的泡沫性能最优;在150℃之内,复配体系老化12 h后的泡沫性能明显优于HY-4泡沫体系;复配体系泡沫平均粒径小于HY-4泡沫体系,且静置1 h后泡沫粒径变化较小;在150℃下,复配泡沫体系对岩心的封堵能力优于HY-4泡沫体系,岩心产出泡沫的粒径小、球形度高、抗挤压能力强。疏水纳米SiO2颗粒可大幅增强泡沫稳定性,提高泡沫体系的高温封堵能力。

POA分子在纳米SiO_2颗粒表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学方法(MD)研究模拟含蜡原油环境中聚丙烯酸十八酯(POA)分子在甲基改性纳米SiO_2颗粒表面的吸附行为,构建了包含POA分子的模拟含蜡原油体系在三种不同甲基改性程度的纳米SiO_2颗粒表面的吸附模型,分析了吸附能、密度分布、均方位移、径向分布函数等参量。结果表明,未改性的颗粒表面最先吸附沥青质等极性较强的物质;100%甲基改性的颗粒表面最先吸附烷烃;50%甲基改性的颗粒表面最先吸附芳香烃、POA,且50%甲基改性表面更有利于POA分子的稳定吸附,有利于POA分子形成侧链伸展更好的吸附构型。研究也发现,在50%甲基改性的颗粒表面,POA分子与蜡分子(C24H50)之间的相互作用最强,C24H50分子的分布最聚集。此研究为纳米杂化降凝剂中纳米颗粒的有机实验改性提供了理论指导,为聚合物/纳米颗粒降凝剂的作用机理研究提供了方法。

纳米SiO_2颗粒和玻璃微珠共混改性超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用模压成型工艺制备了纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性的超高分子量聚乙烯复合材料;研究了相对滑动速度、载荷以及玻璃微珠含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,并对磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:添加纳米SiO2颗粒和玻璃微珠可以提高复合材料的硬度、压缩弹性模量和摩擦磨损性能;相对滑动速度对复合材料摩擦因数和磨损率有很大的影响;载荷对复合材料的摩擦因数影响不明显,但磨损率随载荷的增加而增大;纳米SiO2颗粒和玻璃微珠混合改性后复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损。

Ce掺杂的蛋壳型CuO/ZnO/SiO_2颗粒催化剂的制备和表征

用添加表面活性剂的两步沉淀法制备了以蛋壳型纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂和掺杂Ce的CuO/ZnO催化剂,初步考察了两组催化剂用于一氧化碳加氢合成甲醇的催化性能,并采用TEM,BET,XRD,XPS等方法对催化剂的结构进行了表征.结果表明,以纳米空心SiO2为载体的CuO/ZnO催化剂具有较大的比表面积,活性成分在载体表面分散均匀,粒径在13nm左右.加入掺杂剂Ce能有效提高催化剂的活性和选择性:一方面,Ce可以降低Cu2p3/2和Zn2p3/2的表面结合能,使氧化铜更容易被氢气还原成铜;另一方面,Ce也能增强铜锌之间的相互作用,抑制铜粒子的烧结,改善活性成分的分散.

介质pH及离子强度对纳米SiO_2颗粒分散度的影响机制初探

【目的】分析介质pH及离子强度对纳米SiO_2(nSiO_2)颗粒分散度的影响。【方法】采用分散试验分析了不同介质pH和NaNO_3浓度对10nm nSiO_2颗粒分散度的影响,并通过多组分表面电荷调控模型理论及泊松-玻尔兹曼方程对影响机制进行了初步探讨。【结果】nSiO_2颗粒分散度随着NaNO_3浓度的增加而降低,但随着介质pH的升高而增加,并在pH 7.39以后逐渐趋于稳定;随着介质pH的增大,nSiO_2颗粒的表面电荷密度(σ)增加,但增加介质的离子强度及nSiO_2颗粒的粒径会逐渐降低σ。nSiO_2颗粒粒径的变化会导致其表面H+的分布发生改变,从而引起σ的变化。双电层结构的拟合结果表明,当双电层结构厚度与粒径比值(λD/Dp)<0.2时,nSiO_2颗粒的σ主要受控于粒径大小,可忽略离子强度和pH的影响;当λD/Dp>0.2时,nSiO_2颗粒的σ不仅受控于粒径大小,还与介质的离子强度和pH密切相关。【结论】nSiO_2颗粒的σ与粒径大小、介质的pH和离子强度密切相关。

纳米SiO_2颗粒对HL-7702细胞的毒性作用和缝隙连接通讯的影响

目的:探讨纳米二氧化硅(SiO2)颗粒对HL-7702细胞的毒性作用和细胞缝隙连接通讯(GJIC)的影响,为纳米SiO2体内外毒性的预测和安全性应用提供实验依据。方法:透射电镜(TEM)观察2种SiO2颗粒的粒径、分散性和形状;动态光散射法(DLS)检测SiO2颗粒在高纯水和培养液中的粒度分布;MTT法检测细胞存活率;乳酸脱氢酶(LDH)活力实验检测细胞膜完整性;划痕染料示踪技术检测GJIC。结果:透射电镜,2种SiO2颗粒呈圆形,大小均一,分散性良好,2种颗粒的粒径分别为(447.60±20.78)和(67.42±5.69)nm,分别为亚微米级和纳米级颗粒。动态光散射法,2种颗粒在高纯水和RPMI-1640培养液中的水合粒径分别为(684.37±18.76)、(697.02±19.57)nm和(128.31±7.64)、(133.74±8.97)nm,颗粒均未发生聚集,分散性良好。MTT法,2种SiO2颗粒作用细胞24h后,同一粒径的颗粒,随着浓度的增加,细胞存活率下降;同一浓度下,纳米颗粒比亚微米颗粒的毒性大。LDH活力实验,当作用细胞24h后,2种SiO2颗粒均能够损伤细胞膜,同一浓度下,纳米SiO2颗粒比亚微米颗粒对细胞膜的损伤能力大;同一粒径的颗粒,随着作用浓度的增加,细胞膜的损伤程度加重。划痕染料示踪实验,纳米SiO2颗粒可抑制GJIC,并且随着作用浓度的增加,抑制作用增强;而在相同浓度下,纳米SiO2颗粒比亚微米颗粒对GJIC的抑制作用更明显。结论:纳米SiO2颗粒能够对HL-7702细胞产生毒性作用,且抑制GJIC。

改性纳米SiO_2颗粒的研制及抗磨减摩性能评价

通过采用不同的溶剂和改性剂,对纳米SiO2颗粒进行表面修饰,制备一系列改性纳米SiO2颗粒,对其进行SEM表征,考察其分散性能和摩擦学性能,筛选出适宜的溶剂及改性剂;并考察改性纳米SiO2颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能,确定最佳的改性纳米SiO2颗粒添加量。结果表明:对纳米SiO2颗粒进行表面改性的适宜溶剂为无水乙醇,最佳改性剂为KH-550,采用先配制KH-550醇水溶液再加入到反应体系的工艺方式时改性效果更佳;改性纳米SiO2颗粒具有较好的抗磨减摩性能,添加量(w)为2%时抗磨减摩效果较好。

纳米和微米SiO_2颗粒对PPESK复合材料摩擦学性能的影响

用热压成型法制备了纳米、微米SiO2填充聚醚砜酮(PPESK)复合材料,考察了复合材料的硬度和抗弯强度,并研究了干摩擦条件下纳米、微米SiO2颗粒对复合材料摩擦磨损性能的影响,用扫描电镜观察分析了复合材料磨损表面形貌及磨损机理。结果表明:干摩擦条件下,纳米SiO2填充PPESK主要是轻微的磨粒磨损;而微米SiO2填充PPESK主要是严重的磨粒磨损。

规则SiO_2颗粒的超临界合成

通过正硅酸乙酯 (TEOS)在超临界乙醇 -水 -氨介质中的反应 ,合成出具有规则形状和大小均匀的SiO2 颗粒 ,并通过透射电子显微镜 (TEM )和扫描电子显微镜 (SEM )对颗粒进行了表征。同时通过调节体系中乙醇 /水的摩尔比例 ,改变临界温度和压力 ,可以调变合成产品的颗粒大小。同时为避免TEOS在升温过程中与水发生反应 ,TEOS的加入通过液体高压进样泵来完成。另外 ,不同组成的混合介质的临界温度和压力通过跟踪具有相同配比不同总体积的体系的压力

CMP后清洗中活性剂对SiO_2颗粒去除的影响

主要研究了碱性清洗剂中不同体积分数FA/O型活性剂对SiO_2颗粒沾污去除的影响。由金相显微镜实验可以看出,随着FA/O型活性剂体积分数的增加,SiO_2颗粒沾污去除效果先升高后降低,在体积分数为0.25%时效果最优。由原子力显微镜(AFM)测试实验可以得出,当FA/O型活性剂体积分数为0.25%时铜光片表面粗糙度最小,说明此时SiO_2颗粒沾污得到了有效去除,适当的FA/O型活性剂体积分数能有效提高清洗后铜光片的表面质量。通过扫描电子显微镜(SEM)随机扫描,对SiO_2颗粒沾污进行统计计算,得出当FA/O型活性剂体积分数为0.25%时SiO_2颗粒沾污缺陷占总缺陷的百分比最小,说明FA/O型活性剂可以有效去除化学机械抛光后铜光片表面的SiO_2颗粒沾污。

纳米SiO_2颗粒在二维声场流化床中的流化特性

以原生纳米SiO2颗粒为物料,在横截面为130×10mm2、高为500mm的二维床中,研究了外加声波频率和声压对纳米颗粒流化特性的影响。结果表明:无声场时,流化过程中会出现裂纹和沟流,临界流化速度较高,有明显的颗粒带出;适当的低频强声波的引入能很好地抑制甚至消除沟流,大大降低流化床中纳米颗粒聚团的尺寸,使之在低气速下实现稳定流化,从而显著改善纳米颗粒的流化质量。