纯水体系SiO2纳米多孔材料的低成本制备与表征

以低成本工业级硅溶胶为硅源,水为溶剂,在常压条件下干燥后制备出纳米多孔Si O2块体材料。在制备过程中,采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）来降低水的表面张力,减少样品在干燥过程中开裂和收缩,避免了繁琐的溶剂替换过程。所制备的Si O2块体密度为150～260 mg/cm^3,比表面积为91～140 m^2/g,平均孔径为15～27 nm,其室温热导率可达0.048 W/（m·K）。该方法大大缩减了制备Si O2纳米多孔材料的成本,并降低了操作工艺难度和危险,将在很大程度上推动硅纳米孔材料的工业化生产与应用。

超疏水棉花的制备及用于油水分离

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2水溶胶,并用三甲基甲氧基硅烷进行疏水改性,通过一步浸泡法将改性后SiO2水溶胶修饰到棉花上制备出改性棉花,用接触角测定仪和扫描电子显微镜对制备的改性棉花进行了表征,二次蒸馏水及酸、碱液滴在改性棉花上的接触角均大于150°,表明制备的改性棉花具有超疏水性和耐酸碱性。改性棉花对柴油展示了高达8.3 g/g的饱和吸附量,在5次重复使用中,吸附能力和接触角均可维持在4.0 g/g和大于150°水平。在油水混合物吸附研究中,改性棉花吸水量仅是未改性棉花吸水量的1/45,表明改性棉花对油具有很好的选择性。吸附了柴油后的改性棉花经过简单挤压,即可直接回收吸附的柴油和释放出改性棉花,从而实现了改性棉花的重复使用。

硅水溶胶法棉织物无氟超疏水整理研究

以甲基三甲氧基硅烷为前驱体、氨水为催化剂,在表面活性剂作用下,制备了二氧化硅水溶胶,并将其整理到棉织物上使表面产生一定粗糙度,再将棉织物浸渍拒水添加剂乙醇水解液后,在棉织物上形成纳米无氟超疏水表面.分别讨论了氨水用量、表面活性剂浓度对溶胶粒径及织物拒水性的影响,研究了不同结构与用量的拒水添加剂水解液对拒水性能的影响.结果表明:整理后棉织物表面粗糙度大大提高,其中,斜纹织物的接触角和滚动角分别为151.9°和13°,达到超疏水效果.

溶胶-水热法制备亚微米4A分子筛

以硅胶湿样和铝矾土为原料,利用溶胶-水热法合成了亚微米4A分子筛,并采用XRD、SEM和FT-IR等分析手段与常规水热法合成的4A分子筛进行了对比。结果表明,采用溶胶-水热法制备的产品,结晶度为96%,形状规则、大小均匀、呈正态分布且分布范围较窄;粒度小于等于1μm的可达到100%;钙离子交换容量为335mgCa-CO3/g(干基)4A分子筛,白度为97%,完全满足洗涤助剂的要求。

棉织物的改性SiO_2水溶胶耐久超疏水整理

采用溶胶-凝胶法,以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,氨水为催化剂,十六烷基三甲氧基硅烷为拒水添加剂,在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠作用下,添加硅烷偶联剂,制备了改性纳米SiO2水溶胶,并将其用于棉织物的耐久疏水整理;探讨了硅烷偶联剂种类及添加量对棉织物耐洗性的影响。结果表明,用添加2%正硅酸四乙酯(TEOS)制得改性SiO2水溶胶,整理后棉织物具有耐久的拒水效果,皂洗20次后,棉织物的接触角和滚动角分别可达141.5°和25.0°,沾水评级75分。

CTAB-SDS复配体系制备SiO_(2)气凝胶及其性能研究

以碱性硅溶胶为前驱体,去离子水为唯一溶剂,通过酸-碱两步催化和常压干燥工艺,仅用一天时间制备出了SiO_(2)气凝胶。在制备过程中,将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)进行复配,减小了蒸发干燥时水的毛细管张力,减小了其对气凝胶结构的破坏。结果表明,当SDS与CTAB的摩尔比为0.5时,经450℃热处理得到的SiO_(2)气凝胶具有最小的密度209 mg/cm^(3)、最低的室温热导率0.036 W/(m‧K)和最高的比表面积409 m^(2)/g。本文提出的制备方法降低了生产成本,简化了生产工艺,缩短了制备时间,有利于SiO_(2)气凝胶的大批量工业化生产和使用。

精纺毛织物的水溶胶拒水整理工艺研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMOS)为前驱体,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、氨水为催化剂,制备了二氧化硅水溶胶。通过加入拒水剂十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)及硅烷偶联剂制备改性二氧化硅水溶胶用于精纺毛织物的拒水整理。为提高精纺毛织物表面溶胶的吸附,采用柠檬酸对羊毛织物预处理,探究柠檬酸预处理的浓度、拒水剂、甲基三甲氧基硅烷、十二烷基苯磺酸钠、氨水等因素对织物拒水整理的影响。根据拒水整理后织物的沾水等级及静态接触角等指标,得到精纺毛织物拒水整理的最佳工艺为:柠檬酸60 g/L,十六烷基三甲氧基硅烷0.5 m L,甲基三甲氧基硅烷1.5 m L,十二烷基苯磺酸钠0.03 g,氨水0 m L。最佳工艺下,织物喷淋效果达到最优。

基于稳定pH值的硅衬底晶圆抛光液成分优化

目的探究不同配比方案配制pH值相同的抛光液对抛光去除速率、抛光液寿命和表面粗糙度的影响,优化硅衬底晶圆抛光液,使其满足半导体产业的发展要求。方法以二氧化硅水溶胶为磨料,通过设置有机碱、pH缓冲剂、pH稳定剂的不同配比来调节和稳定抛光液的初始pH值(11.0~12.0),在最佳工艺参数下循环使用抛光液对2英寸(1英寸≈2.54 cm)硅衬底晶圆进行抛光实验。研究不同配比下抛光液pH值、抛光去除速率随抛光液循环使用时间的变化情况。对比实验结果,分析各种成分在抛光过程中的作用,以及对抛光效果产生的影响,得出最佳配比方案,优化抛光液方案。结果通过优化硅衬底晶圆的抛光液方案,使抛光去除速率达到0.804μm/min,抛光液的寿命延长了约114.29%,抛光后硅衬底晶圆的表面粗糙度最低为0.156 nm。结论得到了抛光液的最佳配比方案,有机碱的质量分数为1.0%,pH缓冲剂的质量分数为1.1%,并加入pH稳定剂调节pH,使其抛光去除速率、抛光液寿命、表面粗糙度都得到很大提升。