Si表面Si-OH、SiO2结构的LDA与GGA研究

在Si(001)面上建立2×1两种模型,表面分别为Si-OH结构和Si-O-Si桥氧结构.在周期性边界条件下的k空间中,采用局域密度近似法和广义梯度近似法,对比计算两种体系的能量和表面结构.研究表明,广义梯度近似法更适合硅复合材料表面Si-OH和SiO2结构的计算.

MFI型纯硅分子筛的表面Si-OH及其对VOCs的吸附性能

运用原位IR和N 2等温吸脱附法对不同方法制备MFI型S-1纯硅分子筛进行表征,考察S-1分子筛焙烧温度和后处理对S-1分子筛表面Si—OH的影响及VOCs吸附性能。结果表明,提高焙烧温度,可有效除去部分硅羟基,显著改变其表面亲水亲油性能。不同酸强度的处理剂(NH 4F<NH 4NO 3<NH 4HF 2<HF)处理后的S-1分子筛随着含酸强度的增强,其表面Si—OH的特征峰强度逐渐减小。选择环己烷为探针分子,考察S-1分子筛的吸附性能,该分子筛表现对环己烷的吸附性能有一定的相关性。

无水溶胶-凝胶法制备SiO2,SiO2-ZrO2凝胶玻璃

采用无水溶胶-凝胶工艺制备了SiO2,SiO2-ZrO2凝胶玻璃,用红外光谱对其结构进行了表征,并且估算了SiO2凝胶玻璃中的Si-OH含量,结果发现通过无水溶胶-凝胶工艺制备的凝胶玻璃比有水工艺具有更低的Si-OH含量.经150℃热处理的SiO2-ZrO2二元系统凝胶玻璃,其折射率可因ZrO2含量的改变,在1.445～1.614范围内调控.

多孔硅表面Si—OH结构的研究

建立了2×1的表面为S i—OH结构的多孔硅(Porous S ilicon,PS)模型,在周期性边界条件下的K空间中,采用基于密度泛函理论广义梯度近似的平面波超软赝势方法,对S i—OH结构进行几何结构与电子结构的计算研究.通过分析优化后稳定的S i—OH结构,从理论上证实多孔硅的结构是完全不规则的,表面结构中两类S i—O键长值分别介于0.161-0.163 nm之间和0.168-0.170 nm之间,两类O—H键长值分别为0.097 nm和0.098-0.100 nm,角∠S i—O—H的值主要分布在109.0-°116.3°之间,角∠O—S i—O的值主要分布在96.2-°98.5°之间;最后通过电子局域函数ELF图分析了表面成键与表面电子分布特性.

合成气制备乙醇Rh-Mn/SiO_2催化剂中活性金属表面结构的表征研究

采用原位EPR ,TPSR和NMR等表征手段研究了乙醇合成催化剂Rh Mn/SiO2 的性质 ,结果表明 ,活性金属铑及锰经浸渍法担载于载体上后即与表面羟基作用使金属固定在氧化硅的表面上 ,保证了高度分散活性金属的稳定性 ;高度分散中的铑锰相互结合 ,构成了乙醇合成中的高活性位 ;

水热热压条件下玻璃水化过程的研究

本研究以硼硅酸盐系统的玻璃作为基础玻璃 ,考察基础玻璃粉末在水热热压条件下的反应过程 ,制备出一种水化玻璃固化体。利用IR、DTA、TG和DTG等分析方法讨论了水在水化玻璃固化体的存在形式 ,得出水在水化玻璃固化体是以硅烷醇基≡Si-OH和分子水两种形式存在的结论。并根据对水化过程中固化体的收缩量以及硅烷醇基≡Si-OH含量的分析 ,探讨了水化反应的基本机理 ,揭示出水热热压条件下玻璃的水化过程是由两个阶段构成的 ;第 1阶段主要是以离子交换为主的释碱过程 ;第

纳米SiO_2形成柯石英的p-T相图

使用纳米SiO2粉体为原料，在2．0～4．2GPa、150～1200℃范围内进行了一系列的高压高温实验研究，得到了该压力温度范围内晶化产物α-石英与柯石英的p-T相图，而且该相图中的相边界在650℃以下斜率为负，在650℃以上基本水平。通过X射线衍射仪（XRD）、Raman光谱仪（Raman）、傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、DSC-TGA差热分析仪（TG—DTA）等表征手段，发现纳米SiO2原粉中水分（包含Si—OH和吸附水）的存在能显著降低合成柯石英的温度和时间，在4．2GPa压力下得到了目前合成柯石英的最低温度190℃。常压下，合成的柯石英在800℃以下能够稳定存在，在1000℃以上转化为α-方石英。

气相SiO_2在不同pH值介质中的分散特性

以激光动态光散射法考察了气相SiO2在不同pH值的H2SO4和NaOH介质中的分散平均水化粒径与表面Zeta电位及二者间的关系。Zeta电位数据表明,气相SiO2在水中分散的表面硅羟基的等电点(IEP)和滴定终点(TE)的pH值分别为pH(IEP)=2.09和pH(TE)=7.47,利用滴定终点pH(TE)给出了一种简单的气相SiO2表面Si-OH浓度的测定方法。分散相粒径数据显示,在等电点和滴定终点之间,气相SiO2在水中的分散粒子的粒径能够稳定在230 nm附近;在H2SO4介质中,当pH<pH(IEP)时,随着H2SO4浓度的增大,体系中的分散粒子发生聚结而使表观粒径增大;在NaOH介质中,当pH>pH(TE)时,随着NaOH浓度的增大,分散相的表观水化粒径降低,表明NaOH的加入有利于气相SiO2的分散。

傅里叶变换红外光谱测量熔石英中宽范围的Si―OH含量

傅里叶变换红外光谱法被广泛应用于融石英Si―OH含量测量中。然而,低Si―OH含量下水吸收峰的干扰和高Si―OH含量下吸收峰饱和限制了测量范围。使用傅里叶变换红外光谱法测量不同Si―OH含量和厚度的熔石英样品在2500 cm^(-1)~5000 cm^(-1)波段的透过率,消除水分子吸收带对3673 cm^(-1)波数Si―OH吸收峰的干扰;分别使用3673cm^(-1)和4522 cm^(-1)峰对不同样品的Si―OH含量、均方根误差,以及3673 cm^(-1)和4522 cm^(-1)峰的检测限进行计算。结合实验结果和比尔定律,建立Si―OH浓度、样品厚度、测量透过率误差与测量浓度误差之间的关联模型。根据模型,在2 mm厚度时使用3673 cm^(-1)吸收峰测量Si―OH含量小于8.17×10^(-4)的样品,使用4522 cm^(-1)弱吸收峰测量Si―OH含量大于8.17×10^(-4)的样品,可优化测量精度和扩大测量动态范围,实现2 mm厚度时熔石英(0.4~10000)×10^(-6)大范围Si―OH含量测量。

羟基硅油中羟基含量的测定

本文提出一种用费休试剂库仑滴定测定硅羟基的方法，并与经典的红外光谱法进行对照。用此法测定硅羟基快速、准确、操作简便。

Li-Fe-Si-H_2O体系的热力学分析

根据已有热力学数据,绘制25℃时Li-Fe-Si-H2O体系各溶解组分的lgc-pH图、Li-Fe-Si-H2O体系主要物种的优势区图和强碱性区域Li-Fe-Si-H2O体系各沉淀的优势区图。利用这些平衡图对液相制备硅酸铁锂的工艺条件进行热力学分析。研究结果表明:控制溶液的碱度是制备磷酸铁锂前驱体Li2H2SiO4·Fe(OH)2的关键因素,若要利用Li+,Fe2+和H2SiO24-在液相形成Li2H2SiO4·Fe(OH)2,则要维持溶液较高的碱度,使得Li+能与H2SiO42-生成Li2H2SiO4沉淀,并且抑制FeH2SiO4的生成,使Fe2+以Fe(OH)2的形式沉淀;溶液体系的碱性越强,Li2H2SiO4·Fe(OH)2的优势区域越宽,更有利于Li2H2SiO4·Fe(OH)2的合成;采用液相法制备硅酸铁锂时,由于pH值大于15,体系的碱度较高,溶液中Fe2+极容易被氧化,故制备过程难以实现;而利用固相法制备硅酸铁锂,其保护性气氛容易控制,工艺简单,流程短,便于实现。

气相[(SiO_2)_nX]^-团簇产生机理

利用XeCl准分子激光烧蚀多种硅氧多孔结构材料，在负离子通道测得丰富的[（SiO2）nX]-负离子团簇，并讨论了多孔网络结构和表面活性基团的分布对激光能量的吸收、传输及团簇产生的重要作用．

湿法球磨对硅基体表面改性及其电化学性能研究

通过湿法球磨法,以无水乙醇为球磨介质,制备出以非晶硅纳米颗粒为核,硅氧化物(SiO_(x))和硅醇(Si-OH)基团为界面层的纳米复合材料。通过改变球磨条件,优化硅负极的电化学性能,同时探究球磨工艺对硅表面成分的影响。实验结果表明,在球磨过程中,纳米硅颗粒表面会原位形成硅氧化物和硅醇基团。在球磨时间为60 h,球料比为20∶1,球磨转速为300 r/min,以及以无水乙醇为介质的条件下,球磨所得硅颗粒粒径可保持在50~150 nm内,该纳米复合材料在电池中首圈库伦效率高达90.8%,有效提高了活性物质的利用率。在200 mA·g^(-1)的电流密度下进行恒电流充放电,该纳米复合材料首次可提供的比容量高达3200.1 mAh·g^(-1),100次循环后仍然具有1409 mAh·g^(-1),容量保持率为45.3%,这远高于一般球磨法制备的亚微米级硅粉。

加热界面温度对一水硬铝石型铝土矿浆加热面结疤过程的影响机理

通过研究矿浆预热温度对矿浆液相中SiO2浓度以及Mg(OH)2的平衡浓度等的影响,揭示了矿浆加热界面温度对结疤过程的影响规律。矿浆加热界面温度越高,界面处矿浆液相中SiO2浓度越高,SiO2的过饱和程度也越高;同时,脱硅反应速度常数越大,则脱硅反应速度越快。矿浆加热界面温度越高,界面处Mg(OH)2的平衡浓度越低,则Mg(OH)2的过饱和程度越高,Mg(OH)2的析出速度越快。矿浆加热界面温度越高,含钛矿物的结疤速度也越快。所以,矿浆加热界面温度越高,总体结疤速度越快。在保证预热温度的前提下,尽可能地降低矿浆间接加热界面的温度,例如,采用蒸汽而不是熔盐作为加热介质,可以在一定程度上达到减缓结疤的目的。

纳米SiO_2空心球结构材料的制备与表征

利用溶胶-凝胶法制备出纳米SiO2空心球结构材料,并采用煅烧或萃取的方法除去表面活性剂,对各种样品的表面形貌、结构特征以及表面硅羟基总数等进行了研究。结果表明:原始样品分散均匀,具有统一的尺寸大小以及丰富的表面硅羟基。此外,煅烧能更有效的除去表面活性剂,而萃取能更多的保留硅墙壁上的Si-CH3。煅烧虽然会导致部分微孔的塌陷,但是会更大的提高样品的比表面积。同时,由于共生羟基向孤立羟基的转化以及Si-CH3在高温下的氧化反应而拥有了较之萃取样品更多的表面硅羟基。

Fe_3O_4@SiO_2的表面改性

采用溶胶凝胶法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆SiO2,采用正交试验法,以表面Si-OH含量为指标,考察温度、时间和醇/水三因素对表面Si-OH含量的影响,利用X射线光电子能谱分析(XPS)测试Fe3O4@SiO2复合粒子表面Si-OH含量,结果表明在80℃、回流时间为1h、醇/水为6∶1是改性Fe3O4@SiO2的适宜条件。

稳流器生产工艺技术的完善与应用

通过对稳流器生产工艺的研究与改进，解决了稳流器存在的局部开裂、整体溃散，造成的成品率低、使用质量波动的问题。

二甲基硅油对硅胶色浆性能的影响

以二甲基硅油和炭黑为主要原料制得炭黑型色浆,探讨了二甲基硅油的催化体系、摩尔质量分布、羟基含量等对色浆外观、细度、稠度、相对着色力、挥发分质量分数等性能的影响。结果表明,二甲基硅油的催化体系对色浆性能的影响较小;一次聚合二甲基硅油(摩尔质量分布较窄)制备的色浆稠度大、光亮度高;当二甲基硅油原料二甲基环硅氧烷混合物中水质量分数不超过41×10^(-6)时,制备的色浆性能较佳;羟基质量分数9.0%的低黏度羟基硅油用量(质量分数)不超过0.1%时,对色浆性能影响较小;由裂解料生产的硅油作分散剂时,色浆外观颜色不均、细度较大、光亮度灰暗、挥发分质量分数为1.25%。

层状结构(RCOOH_2O)_nSi(OH)_(4-n)胶束聚集体-插层客体分子自组装与合成技术

以类纳米结构有机硅/无机硅纳米复合物为前驱物,自组装成(RCOOH2O)nSi(OH)4-n缔合分子,进而自组装成层状结构(RCOOH2O)nSi(OH)4-n胶束聚集体,以此为主体与插层客体合成。开发出一种新型酰基正硅酸化合物、聚合物制造途径,介绍了该技术的要点:层状结构(RCOOH2O)nSi(OH)4-n胶束聚集体的制备;插层客体预处理;分子自组装与合成,并介绍了其特点。

Si—OH基团对SiCOH低k薄膜性能的影响与控制

研究了十甲基环五硅氧烷(D5)的电子回旋共振等离子体沉积的SiCOH薄膜中Si—OH基团对介电性能和漏电流的影响.结果表明Si—OH含量的增大会导致介电常数k的增大、漏电流的降低和介电色散的增强.由于Si—OH结构的强极化补偿了薄膜密度减小带来的介电常数降低,导致总的介电常数k增大.高Si—OH含量下漏电流的降低是由于封端的Si—OH基团降低了薄膜中Si—O网络的连通概率p而导致网络电导下降的缘故.介电色散的增强与Si—OH封端结构的快极化过程有关.改变放电参数以提高电子能量,从而提高源的电离程度,使更多的Si—OH基团断裂并通过缩合反应形成Si—O—Si网络,可以进一步降低薄膜的介电常数.