负载于SiO_(2)表面的NiO/MgO催化剂用于CO_(2)甲烷化反应

CO_(2)甲烷化反应被认为是解决CO_(2)利用难题的重要手段之一,其中NiO/MgO催化剂具有广阔的应用前景,如何提高NiO/MgO催化剂的比表面积成为其实际应用的关键.本文通过沉积-沉淀法在高比表面积的SiO_(2)载体上负载NiO/MgO催化剂,制备出了NiO/MgO/SiO_(2)催化剂.研究了MgO含量、催化剂煅烧温度和还原温度对催化剂结构和甲烷化性能的影响.采用X射线衍射、程序升温还原、N2吸附-脱附等温线、程序升温脱附、X射线光电子能谱和场发射透射电子显微镜等技术手段对催化剂进行了表征.结果表明,合适的MgO含量既能够对SiO_(2)形成较好的阻隔以避免NiO与SiO_(2)的反应,又可与NiO形成对甲烷化有利的Ni_(1-x)Mg_(x)O固溶体.适当的煅烧温度能够在形成Ni_(1-x)Mg_(x)O固溶体的同时避免对反应不利的NiMgSiO4的形成.此外,通过调控还原温度还能够调变Ni^(0)和Ni_(1-x)Mg_(x)O的比例,从而使二者在催化体系中起到协同作用,促进CO_(2)甲烷化反应.30%MgO含量、550℃煅烧、550℃还原后的Ni30MgSi-550-550R催化剂在CO_(2)甲烷化反应催化剂性能测试中表现出最佳的催化活性,且在350℃、30000mL/(g·h)空速的测试条件下展现出200 h的稳定性,这是由于在催化剂表面具有适当的Ni^(0)/Ni_(1-x)Mg_(x)O比例和对应的充足的H2和CO_(2)活化位点.在高比表面积的SiO_(2)上负载NiO/MgO催化剂、在SiO_(2)表面进行固相反应和通过还原温度调控Ni^(0)-Ni_(1-x)Mg_(x)O活性对的策略为用于CO_(2)甲烷化反应的催化剂设计提供了一种新思路.

SiO_(2)对甲烷水合物生成初期热导率的影响

针对目前多孔介质在甲烷水合物生成过程中微观导热机理研究的不足,基于SiO_(2)组成的多孔介质缝隙模型,提出采用分子动力学方法进行模拟研究。根据模拟体系的微观结构,采用平衡态分子动力学(equlibrium molecular dynamics,EMD)方法和非平衡态分子动力学(nonequilibrium molecular gynamics,NEMD)方法研究均相溶液在SiO_(2)缝隙内的热导率变化过程,分析SiO_(2)完整缝隙和缺陷缝隙分子构象图和密度分布云图,获得SiO_(2)对甲烷水合物生成初期热导率的影响规律,并进行微观机理分析。结果表明,采用EMD方法得到含SiO_(2)缝隙的均相溶液热导率均值为0.53 W/(m·K),均相溶液的热导率为0.74 W/(m·K);采用NEMD方法得到均相溶液、完整SiO_(2)缝隙、缺陷SiO_(2)缝隙的热导率分别为0.986、0.581和0.439 W/(m·K)。采用EMD方法和NEMD方法均验证了SiO_(2)缝隙的存在有利于甲烷水合物的生成和储存,热导率模拟值均接近实验测量值,含有缝隙的SiO_(2)可明显降低模拟体系的热导率,有利于甲烷水合物的生成和储存。

片状铝粉与SiO_(2)气凝胶对硅溶胶/苯丙乳液双层涂料隔热性能的影响

为提高涂料保温隔热性能,以硅溶胶为主要成膜物,苯丙乳液为辅助成膜物,在基体表面形成双层隔热涂层,其中底层和顶层涂料分别以SiO_(2)气凝胶、片状铝粉作为隔热填料。系统研究了片状铝粉和SiO_(2)气凝胶对双层涂料隔热性能的影响,并对相关隔热机理进行了探讨。结果表明:片状铝粉含量为4%时涂层的隔热效果最好,与空白板相比隔热温差达到9.1℃;SiO_(2)气凝胶的添加量为4%~5%时,涂层的隔热性能最佳。片状铝粉的添加可使涂料具有反射型隔热性能,而SiO_(2)气凝胶的添加使涂料具有阻隔型隔热特性。结合这两者的隔热特性,成功构建了具有双机制隔热特性的双层涂料结构,其隔热温差达到了10.9℃,高于单一涂层的隔热效果。

SiO_(2)-PVA纤维复合改性再生混凝土力学性能

随着复合材料理念的发展,为进一步探究纳米SiO_(2)(Nano-SiO_(2),NS)改性再生粗骨料与聚乙烯醇纤维(polyvinyl alcohol,PVA)耦合作用下复合改性再生混凝土力学性能,开展了坍落度、立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉和抗折试验,研究了不同取代率下改性再生粗骨料混凝土随聚PVA纤维掺量增加的工作性能和力学性能变化规律。结果表明:随着纤维体积掺量增加,混凝土坍落度增大;混凝土破坏呈脆性,掺纤维的再生混凝土的破坏形态整体性更好;纤维体积掺量为0.05 vol%和0.10 vol%时,不同再生取代率下的立方体抗压强度、极限承载力、劈裂抗拉强度、抗折强度和静弹性模量都会有所减小,但在纤维体积掺量为0.15 vol%时,所有强度会反而超过且提高;PVA纤维会减小抗压极限承载力,对峰值应变出现不同正负效果,建议添加PVA纤维体积掺量为0.1vol%,如需添加PVA纤维,建议在再生取代率低于30 wt%使用。另外发现,改性再生粗骨料性能良好,可有效替代天然骨料或与天然骨料混合在实际工程中使用。

养护制度对添加纳米SiO_(2)超高性能混凝土动静态力学性能的影响

本工作首先研究了标准养护、蒸汽养护、干热养护和组合养护(先蒸汽养护再干热养护)条件下纳米SiO_(2)掺量对超高性能混凝土(UHPC)静态力学性能的影响规律。试验结果表明:相比标准养护,蒸汽养护和组合养护均可显著提高UHPC的抗压和抗折强度,干热养护提高了UHPC的抗压强度但降低了抗折强度;标准养护下,纳米SiO_(2)掺量为5%时UHPC的抗压和抗折强度达到最高,蒸汽养护、干热养护和组合养护的最佳掺量为3%。依据静态试验的研究结果,本工作使用Φ100 mm霍普金森杆探究了不同养护制度对掺有3%纳米SiO_(2)的UHPC动态力学性能的影响,使用经验公式对UHPC动态增长因子进行了拟合,构建了不同应变率下UHPC的应力应变曲线本构模型,并计算了不同养护制度下UHPC的耗能能力。研究发现相同应变率下标准养护UHPC的动态增长因子最大,组合养护UHPC的耗能能力最高。

月桂酸-石蜡二元共晶和纳米SiO_(2)气凝胶新型建筑储能材料的研制和性能表征

以月桂酸(LA)和石蜡(PS)为原料制备了月桂酸-石蜡(LA-PS)二元共晶混合物,通过真空吸附法将二元共晶混合物吸附到纳米SiO_(2)气凝胶中形成复合相变材料月桂酸-石蜡/纳米SiO_(2)气凝胶。泄漏实验表明,纳米SiO_(2)气凝胶对LA-PS的最大吸附率为70%;傅里叶红外光谱的结果显示,LA-PS/纳米SiO_(2)气凝胶具有优异的化学相容性;DSC测试结果显示,LA-PS/纳米SiO_(2)气凝胶的相变温度为35.19℃,相变潜热为115.89J/g。此外,LA-PS/纳米SiO_(2)气凝胶的储能效率为98.99%,说明LA-PS/纳米SiO_(2)气凝胶具有良好的蓄热性能。因此,制备的复合相变材料在玻璃窗透明围护结构利用方面,具有合适的相变温度、较高的相变潜热和较好的热稳定性和耐久性,从而具有较好的应用前景。

黔东南麻江羊跳寒武系底部烃源岩SiO_(2)成因及定量分析研究

早寒武世早期,贵州麻江羊跳剖面发育了一套灰黑色优质烃源岩,目前,针对该烃源岩中SiO_(2)成因及定量分析缺乏系统研究,笔者等综合有机岩石学、扫描电镜、主量元素及稀土元素等分析测试,探讨了该剖面SiO_(2)成因类型,并建立相关模型,对不同来源SiO_(2)含量进行定量分析计算。结果表明:①羊跳剖面下寒武统牛蹄塘组底部烃源岩样品中发现热液活动的岩石学证据,即玉髓和热液生物(海绵骨针和须腕动物),表明牛蹄塘组底部烃源岩沉积过程受热液影响。②硅质岩与硅质页岩的Fe/Ti平均值分别为51.04、17.24;Al/(Al+Fe)平均值分别为0.41、0.65,同时硅质岩系ΣLREE/ΣHREE整体大于1,稀土元素配分模式具有Eu正异常、Ce负异常的特征,表明硅质岩受热液影响较大,硅质页岩不受或受热液影响较小。③定量分析结果显示:烃源岩中,碎屑硅平均值为30.52%;热液硅平均值为34.67%;生物硅平均值为34.81%,这表明羊跳剖面牛蹄塘组底部烃源岩主要为生物成因和热液成因。研究结果将为确定该地区有利的页岩气富集和开采层段提供参考依据。

SiO_(2)改性Ce-V-W/Ti催化剂载体的抗碱(土)金属中毒性能

为了提升Ce-V-W/Ti催化剂耐碱(土)金属中毒性能,本文使用溶胶-凝胶法制备了TiO2载体并进行了SiO_(2)掺杂改性,通过浸渍法制备了Ce-V-W/Ti-Si催化剂。采用浸渍法模拟了CaCO_(3)、K_(2)O等碱物种中毒,探究了SiO_(2)改性载体对催化剂的脱硝活性和抵御碱(土)金属中毒性能的影响,并使用X射线光电子能谱、N_(2)吸附-脱附、H2-程序升温还原、NH3-程序升温脱附等表征手段对催化剂进行了表征分析。实验结果表明,对Ce-V-W/Ti催化剂载体进行SiO_(2)改性会降低其中低温段的脱硝活性,但能明显提升催化剂对碱物种的耐受性,总体上,Ce1V1W7/Ti-Si4对碱物种的耐受性最好,各类碱物种对其脱硝活性的毒害程度为K_(2)O>Na2O>CaCO_(3)>CaO>CaSO_(4)。表征结果显示,SiO_(2)改性削弱了催化剂表面Ce氧化物活性,但显著增加了催化剂的比表面积和酸性位点数量,并在催化剂碱中毒时保护了活性金属氧化物的还原性。

氨基修饰SiO_(2)的制备及其对染料的吸附性能

以SiO_(2)、KH-550、ε-聚赖氨酸(ε-PL)为原料,戊二醛为交联剂,采用后嫁接法接枝KH-550后交联ε-PL,制备了氨基修饰SiO_(2)(SiO_(2)-PL),并以刚果红(CR)和亚甲基蓝(MB)为目标污染物,探究了SiO_(2)-PL对染料污染物的吸附性能。SEM表征结果显示,SiO_(2)-PL具有丰富清晰的孔隙结构。实验结果表明:在吸附温度25℃、溶液pH 7、初始CR质量浓度1000 mg/L或初始MB质量浓度300 mg/L、吸附时间110 min的条件下,SiO_(2)-PL对CR的吸附量可达377.06 mg/g,对MB的吸附量可达73.01 mg/g;SiO_(2)-PL吸附CR和MB的过程符合准二级动力学模型,并分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型;二元吸附体系中,SiO_(2)-PL对CR的吸附量小于其单一体系,而对MB的吸附量大于其单一体系;SiO_(2)-PL对CR和MB的首次吸附率分别可达97.83%和91.73%,经4次吸附-脱附循环后吸附率仍可达80.42%和78.28%。

腐蚀环境下纳米SiO_(2)改良水泥土动弹性模量与阻尼比试验

近海地区工程建设项目大多受海水腐蚀和动荷载影响,为改善近海地区水泥土基础的力学性能,选取广州某沿海工程黏土制备纳米SiO_(2)改良水泥土试样,利用GDS真(动)三轴仪对改良水泥土进行循环加载试验,探究腐蚀状态下纳米SiO_(2)对水泥土力学性能的影响,分析不同腐蚀天数、不同海盐腐蚀浓度下改良水泥土的动弹性模量及阻尼特性。结果表明:纳米SiO_(2)改良水泥土动弹性模量随海盐腐蚀溶液浓度增大逐渐减小,其增长速率随海盐腐蚀时间增长逐渐减弱;与普通水泥土相比,在水泥土中掺入纳米SiO_(2)可明显增大水泥土动弹性模量,提高土体抗腐蚀能力;利用Konder模型得出水泥土动弹性模量倒数与动应变呈良好的线性关系,且纳米SiO_(2)改良水泥土最大动弹性模量E_(d0)相比于普通水泥土有明显提高;采用Darendeli模型对水泥土动弹性模进行分析,得到纳米SiO_(2)改良前后水泥土动模量比衰减模型,该模型能较好地描述海盐腐蚀环境下水泥土动弹性模量随动应变的变化规律;在海盐腐蚀时间相同的条件下,纳米SiO_(2)改良水泥土滞回圈面积S、阻尼比λ随海盐腐蚀溶液浓度增加不断增大,且均小于普通水泥土,水泥土经纳米SiO_(2)改良后,阻尼比λ的增长速率及增长量明显减小。在沿海腐蚀环境下,纳米SiO_(2)可有效提高水泥土力学性能,探究如何改良水泥土动力特性可为实际工程建设提供有效参考。

纳米SiO_(2)气凝胶复合芯材真空绝热板制备与性能研究

以SiO_(2)气凝胶和玻璃纤维短切丝为主要原料,分别采用湿法和干法成型技术制备了SiO_(2)气凝胶基复合芯材,然后采用真空封装技术得到纳米SiO_(2)气凝胶复合芯材真空绝热板(VIP)。研究了不同含量(质量分数)SiO_(2)气凝胶复合芯材的微观结构,对比分析了两种工艺对VIP在热物理性能上的差异。结果表明:SiO_(2)气凝胶的加入使短切丝纤维芯材的三维网状结构变得紧凑,但气凝胶含量过高会导致气凝胶与纤维结合性变差;随着SiO_(2)气凝胶含量的增加,复合芯材的密度下降,真空绝热板的压缩率和回弹率也呈下降趋势;湿法工艺制备的复合芯材,气凝胶质量分数为35%时均匀性稍差,干法工艺制备的复合芯材厚度变化均≤0.04 mm,均匀性较好;湿法工艺制备的复合芯材VIP导热系数随SiO_(2)气凝胶含量增加而显著上升,而干法工艺下VIP导热系数增幅相对较小,导热系数更为稳定。

基于Co/SiO_(2)催化剂的制备、表征及在加氢反应中的应用的综合教学实验设计

绿色化学是一门从源头上防止污染的化学,是一种能最大限度从资源合理利用、环境保护及生态平衡等方面满足人类可持续发展的化学。因此,在实验教学中引入绿色化学的相关内容和理念,对培养学生的综合能力具有重要的意义。本论文在综合化学实验教学过程中,引入绿色化学的理念,设计了一个环境友好型的综合性实验:Co/SiO_(2)催化剂的制备、表征和在加氢反应中的应用。在该实验中,通过Co/SiO_(2)催化剂的合成、表征以及应用,使学生了解固体催化剂的基本制备方法和物理性质,以及催化剂在生物质由来的乙酰丙酸加氢制备绿色化学品过程中的应用方法。该实验能够同步强化学生的实验动手能力,激发学生对于绿色化学的学习兴趣,提升学生的自主能动性,产生了良好的教学效果。

纳米SiO_(2)复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

将Stöber法制备的胶体SiO_(2)粒子溶液与粉体SiO_(2)粒子进行物理共混得到SiO_(2)复合粒子溶液,以三乙氧基甲基硅烷(MTES)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备的酸性有机硅低聚物为黏结剂,使用3-氨丙基三甲氧基硅(KH540)与全氟癸基三甲基氧硅(PFDT)对其进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO_(2)复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层。考察了SiO_(2)复合粒子、酸性有机硅低聚物、KH540及PFDT对复合涂层的影响。结果表明,当SiO_(2)复合粒子溶液由粒径为110 nm的胶体SiO_(2)粒子溶液与粒径为50 nm的粉体SiO_(2)粒子(其用量为胶体SiO_(2)粒子溶液质量的1%)组成、SiO_(2)复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液质量比为4∶1、KH540与PFDT的添加量(以混合液总质量计,下同)均为1%时,制备的复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性。

钙长辉长无球粒陨石GRV 13001中SiO_(2)相的特征及其成因

钙长辉长无球粒陨石中SiO_(2)相的形成与母体经历的热改造作用密切相关,能在一定程度上指示母体的热变质历史。以中国第30次南极科学考察队发现的一块钙长辉长无球粒陨石GRV 13001为研究对象,重点分析了不同产状的SiO_(2)相,发现其可分为成分较纯的不规则粒状方石英和石英、富Al和K的板条状鳞石英以及高钙辉石边部的蠕虫状SiO_(2)相3种类型。不同产状SiO_(2)相的成因及其指示的陨石母体热变质历史为:(1)母星体浅表层岩浆快速冷却结晶,形成充填型不规则粒状方石英;(2)经历缓慢热变质作用形成4型热变质程度辉石,同时导致充填物中部分方石英转变为石英;(3)缓慢热变质作用期间,相对短暂且高温的重新加热事件引起充填物区域物质部分熔融,从而形成板条状鳞石英,亦导致原生辉石颗粒边缘高钙辉石次生边的形成,生长过程中蠕虫状SiO_(2)相被包裹进次生边。不同产状SiO_(2)相的成因为其陨石母体经历的热改造过程提供了依据。

纳米SiO_(2)强化CO_(2)地质封存页岩盖层封堵能力机制试验

页岩为CO_(2)盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO_(2)地质埋存量和安全性。为探究随CO_(2)混注纳米SiO_(2)(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO_(2)地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO_(2)酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO_(2)、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO_(2),并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO_(2)酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明:优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO_(2)混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_(2)混注SNPs有利于强化CO_(2)盐水层地质封存盖层封堵能力。

溶胶-凝胶SiO_(2)减反膜的制备与光学性能研究

碱催化溶胶-凝胶多孔SiO_(2)减反膜具有优异的光学性能及抗激光损伤性能,是高功率激光装置中的重要组成部分,但其与光学元件之间的结合强度低,使得膜层易发生接触破坏。本研究以“神光II”高功率激光装置溶胶-凝胶多孔SiO_(2)减反膜为基础,通过提拉法在其表层涂覆致密的SiO_(2)薄层后得到机械强度提升的双层SiO_(2)减反膜(SiO_(2)-MTES),并与常用的单层氨固化SiO_(2)减反膜(SiO_(2)-HMDS)进行相关应用性能的综合比较。结果表明,涂覆SiO_(2)-MTES的熔石英在约800 nm处的峰值透过率大于99.6%,运用1-on-1激光损伤阈值测试方法测得该双层SiO_(2)减反膜的零几率激光损伤阈值为51.9 J/cm^(2)(1064 nm,9.1 ns),与涂覆SiO_(2)-HMDS的性能相当。同时,SiO_(2)-MTES膜层与水的接触角达到117.3°,且在相对湿度大于90%的高湿环境中膜层的透过率较稳定。多次擦拭实验结果表明SiO_(2)-MTES的耐摩擦机械强度明显优于SiO_(2)-HMDS,有效提升了膜层与光学元件之间的结合强度。

溶胶-凝胶法制备SiO_(2)减反射薄膜及其耐久性

目的增加太阳光在太阳能电池玻璃盖板的透过率,以期提高太阳能电池的转换效率。方法以正硅酸乙酯为原料、乙醇为溶剂、氨水为催化剂,采用碱催化溶胶-凝胶浸渍提拉法,在玻璃表面制备了SiO_(2)减反射薄膜,研究了溶胶中正硅酸乙酯与乙醇物质的量比和提拉镀膜速度对SiO_(2)薄膜光学性质的影响,分析了减反射薄膜的耐久性。结果碱性溶胶制备的SiO_(2)为非晶相,采用浸渍提拉法在玻璃表面制备的薄膜结构疏松,且存在微裂纹。采用正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶20、提拉速度为500μm/s及正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶30、提拉速度为1000μm/s制备的SiO_(2)薄膜,折射率分别为1.35和1.33,厚度分别为101.11、102.63nm,最大透过率分别高于未镀膜玻璃6.57%和6.94%,在400~1100nm波长范围内的平均透过率分别高于未镀膜玻璃5.01%和5.34%,表明该薄膜具有优异的减反射性能。玻璃表面制备SiO_(2)薄膜后,水接触角约为5°,具有超亲水性。将未镀膜玻璃及镀膜样品在实验室放置5个月后,采用正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶20、提拉速度为500μm/s及正硅酸乙酯与乙醇物质的量比为1∶30、提拉速度为1000μm/s的制备SiO_(2)薄膜的最大透过率分别高于未镀膜玻璃7.50%和6.71%,在400~1100 nm波长范围内的平均透过率分别高于未镀膜玻璃5.94%和5.59%,表明SiO_(2)薄膜的减反射性能具有较好的耐久性。结论采用碱催化溶胶-凝胶法在玻璃上制备的SiO_(2)减反射薄膜具有超亲水性及优异的减反射耐久性,在太阳能电池玻璃盖板上具有潜在的应用价值。

TEPA改性Cu-BTC@SiO_(2)复合气凝胶制备及其捕集CO_(2)特性研究

在“碳达峰、碳中和”这一国家重大战略背景下,CO_(2)捕集已经成为当前重大科技发展方向。固体吸附剂吸附法在CO_(2)的捕集过程中应用广泛,其中SiO_(2)气凝胶具有成本低、合成方法灵活、分离效率高、表面易修饰等优点。然而,SiO_(2)气凝胶材料也存在CO_(2)/N_(2)吸附选择性低,CO_(2)吸附容量有待继续提高等缺陷。为解决上述问题,制备了一种Cu-BTC@SiO_(2)复合气凝胶CO_(2)吸附材料。首先,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和氮气吸脱附测试对材料表面化学和孔隙结构进行了系统表征。然后,通过二氧化碳吸附测试对其CO_(2)吸附量、选择性吸附、循环吸附进行了研究。最后,采用理论与试验研究结合的方法,对吸附剂的CO_(2)吸附动力学进行了研究。结果表明:Cu-BTC与SiO_(2)气凝胶具有结构协同作用,与Cu-BTC复合后的SiO_(2)气凝胶不会改变材料的Si-O-Si骨架结构,同时可以保持Cu-BTC的晶体结构不受到损坏。复合材料具有726.431 m^(2)/g的高比表面积,570.781 m^(2)/g的微孔比表面积和0.184 cm^(3)/g的高微孔体积。负载四乙烯五胺(TEPA)后CO_(2)吸附量高达3.20 mmol/g,CO_(2)/N_(2)选择性吸附系数为40.8,循环10次CO_(2)吸附循环,吸附容量仅下降14%,提高了SiO_(2)气凝胶材料的CO_(2)吸附容量和吸附选择性。Avrami分数动力学模型对吸附试验结果拟合相关系数为0.99,且Avrami指数nA为1.9表明吸附剂对CO_(2)的吸附是非均质的多层吸附,既有物理吸附又有化学吸附,且以物理吸附为主。利用具有丰富微孔结构的金属有机骨架材料Cu-BTC与SiO_(2)气凝胶进行复合,使复合材料具有分级微/介孔结构,通过增强分子间作用力(范德华力)来增强材料对CO_(2)的物理吸附;使用TEPA对材料进行浸渍改性,利用有机胺和酸性气体之间的酸碱相互作用来增强材料对CO_(2)的化学吸附。

基于SiO_(2)纳米颗粒的无标记化学发光氯霉素适体传感器

经由食物链长期摄入氯霉素残留物会给人体带来各种危害和疾病。因此,建立快速、准确且高灵敏的食品中氯霉素检测方法具有重要意义。采用溶胶-凝胶法制备了表面氨基化的SiO_(2)纳米颗粒,并用X射线衍射、透射电镜和红外光谱对其进行了表征。然后,利用酰胺键和碱基互补配对作用在SiO_(2)纳米颗粒表面依次组装互补DNA链和氯霉素适配体,成功构建了无标记化学发光氯霉素适配体传感器。该传感器制备简便,其中的氯霉素适配体既可作为生物识别元件,又可与苯甲酰甲醛反应产生化学发光信号,无需标记信号分子。该传感器的氯霉素检出限为3.26×10^(-9) mol·L^(-1),且选择性较好。将该传感器应用于实际样品中进行加标,回收率在94.67%~103.00%之间,表明该适体传感器可用于食品中氯霉素的检测。

SiO_(2)高效节能气凝胶隔热材料的制备及性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺为干燥剂,通过常压干燥法制备了SiO_(2)气凝胶隔热材料,研究了正硅酸乙酯和水的摩尔比对SiO_(2)气凝胶形貌、物相结构、孔径分布、力学性能和导热性能的影响。结果表明,SiO_(2)气凝胶隔热材料为典型的非晶结构,具有有序的介孔孔道,随着水摩尔比的增大,气凝胶的孔道结构有序度逐渐提高,宏观形貌更加完整且致密,摩尔比n(TEOS)∶n(水)=1∶30制备出的气凝胶的多孔网格结构最为致密。随着水摩尔比的增大,SiO_(2)气凝胶的比表面积、抗压强度先增大后降低,导热系数先降低后增大。当摩尔比n(TEOS)∶n(水)=1∶30时,气凝胶比表面积最大为441 m^(2)/g,对应的孔体积为0.414 cm^(3)/g,孔径分布为3.75 nm,抗压强度最大为29.79 kPa,导热系数最低为0.022 W/(m·K),保温性能最优。以TMCS和正己烷对SiO_(2)气凝胶进行疏水改性,体积比V(TMCS)∶V(正己烷)=1∶10时,SiO_(2)气凝胶表面的接触角达到最大值139.6°,疏水性能最佳,热稳定性也得到改善。