介孔二氧化硅基导电聚合物复合材料热导率的实验研究

本文首先制备并表征了介孔二氧化硅SBA-15、 填充导电聚合物的复合材料PANI/SBA-15和复合材料PPy/SBA-15, 并建立双流计实验台开展了材料压片情况下的热导率研究. 在测量得到复合材料热导率的基础上, 引入当量孔径, 结合测量孔径对 PANI/SBA-15和PPy/SBA-15复合材料热导率随填充量的变化进行了定性分析. 分析表明: PANI/SBA-15和PPy/SBA-15复合材料的热导率比基材SBA-15的热导率大得多; 在相同的测量孔径和当量孔径情况下, PANI/SBA-15复合材料的热导率比PPy/SBA-15复合材料的热导率大; 导电聚合物填充到复合材料孔道内和孔道外都有助于热导率的提高, 填充到孔道内比填充到孔道外对热导率提高的贡献更大.     

介孔材料MCM-41的导热研究

文章根据二氧化硅介孔材料MCM-41纳米孔结构特点,首先建立和验证了纳米结构单元模型,然后使用平衡分子动力学方法模拟了孔壁热导率;接着耦合孔隙内气体导热,开展了一维传热分析,最终提炼出MCM-41的有效热导率表达式;并对壁厚、孔径和孔隙率对热导率的影响进行了分析.研究结果表明,MCM-41具有良好的绝热性能,其有效热导率随孔隙率增大近似呈线性减小,且表现出各向异性;导热性能沿孔道长度方向表现出准一维特性. 关键词： 有效热导率 介孔材料 MCM-41 平衡分子动力学     

α-Al_2O_3介孔材料导热特性的模拟

本文针对α-Al2O3有序介孔材料的导热特性开展分子动力学模拟分析.提出了一种保证电中性的孔道结构构造方法;采用逆非平衡分子动力学方法(muller-plathe法),选取Matsui势为作用势,模拟计算了Al2O3介孔晶体材料在不同环境温度下沿孔道轴向方向的热导率;并借助全面实验分析法,设计了模拟条件,以考察孔径和孔隙率对热导率的影响.模拟结果显示:介孔Al2O3热导率先随温度的升高呈上升趋势,并在200—400 K之间取得极值;而后在400—1400 K范围内,热导率随温度的升高几乎呈线性下降.孔隙率一定时,随孔径增大,介孔Al2O3材料比表面积降低,界面散射的抑制作用减弱,使材料热导率略有上升;孔径一定时,随孔隙率上升,孔道壁面声子数减少,材料热导率下降明显;相对于孔径因素,材料孔隙率对声子导热影响更大.     

基于微拉曼光谱技术的氧化介孔硅热导率研究

利用基于有效介质理论的介孔硅传热机理，提出一个用于分析氧化介孔硅热导率的理论模型，对影响氧化介孔硅有效热导率的因素进行了理论分析，得出用于计算氧化介孔硅有效热导率的计算公式. 采用双槽电化学腐蚀法制备介孔硅，利用微拉曼光谱技术研究了氧化介孔硅热导率随所制备介孔硅孔隙率的变化规律，比较了经不同温度处理的氧化介孔硅的导热性能差异. 孔隙率为60%，73.4%和78.8%的所制备介孔硅经300℃氧化处理后，其热导率值为8.625W/(m·K)，3.846W/(m·K)和1.817W/(m·K)；孔隙率为73.4     

基于微拉曼光谱技术的氧化介孔硅热导率研究

利用基于有效介质理论的介孔硅传热机理,提出一个用于分析氧化介孔硅热导率的理论模型,对影响氧化介孔硅有效热导率的因素进行了理论分析,得出用于计算氧化介孔硅有效热导率的计算公式. 采用双槽电化学腐蚀法制备介孔硅,利用微拉曼光谱技术研究了氧化介孔硅热导率随所制备介孔硅孔隙率的变化规律,比较了经不同温度处理的氧化介孔硅的导热性能差异. 孔隙率为60%,73.4%和78.8%的所制备介孔硅经300℃氧化处理后,其热导率值为8.625W/(m·K),3.846W/(m·K)和1.817W/(m·K);孔隙率为73.4 关键词： 理论模型 氧化介孔硅 微拉曼光谱 有效热导率     

Er3+在二氧化硅介孔分子筛中的高效率发光及其分析

研究了一种新型的负载Er3 的二氧化硅介孔分子筛纳米材料,分析了其在有无功能化试剂全氟甲基磺酰(bis(perfluoromethylsulfonyl)amine)修饰作用下的吸收和荧光光谱特性,获得了高强度的荧光发射.应用Judd-OfelI理论计算了强度参数(Ω2=1.88×10-20,Ω4=5.45×10-20 cm2,Ω6=3.11×1O-20cm2)、跃迁振子强度、自发跃迁概率、能级辐射寿命等重要的光谱参数,讨论了吸收和发射跃迁截面(Ωem=10.9×10-21 cm2),研究了在介孔分子筛纳米材料中的Er3 在不同的抽运功率条件下的荧光强度变化情况.比较了Er3 在不同基质材料中的带宽特性.研究表明二氧化硅介孔分子筛有利于实现高效率的激光输出或具有较宽带宽的高增益光放大,能够成为掺铒激光器或光放大器的新型基质材料.     

Er3+在二氧化硅介孔分子筛中的高效率发光及其分析

研究了一种新型的负载Er³⁺的二氧化硅介孔分子筛纳米材料,分析了其在有无功能化试剂全氟甲基磺酰(bis(perfluoromethylsulfonyl)amine)修饰作用下的吸收和荧光光谱特性,获得了高强度的荧光发射. 应用Judd-Ofelt理论计算了强度参数(Ω₂＝1.88×10^-20cm²,Ω₄＝5.45×10^-20cm^{2关键词： 发光 二氧化硅介孔分子筛 稀土离子 Judd-Ofelt理论}     

有序介孔SBA-15复合稀土Tb络合物的制备和发光特性

以三嵌段化合物P123为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用水热法制备出有序介孔二氧化硅SBA-15,随后利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、乙酰丙酮(ACAC)分步对该有序介孔材料进行改性,再将其置于乙醇溶液中,加入三价稀土Tb的盐溶液进行络合,制备出具有强发光性能的有序介孔纳米复合稀土材料。采用XRD、FTIR和荧光光谱等分析方法对复合材料的结构与性能进行了研究。发现有序介孔材料、第二配体(邻菲口罗啉Phen)对稀土络合物发光强度有重要影响,并对其机理进行了解释。另外,发现其热稳定性也有所提高。     

玫瑰红与介孔二氧化硅生物光敏复合体的激发态性质

以光动力治疗药物玫瑰红( Rose Bengal,RB)与孔径为2.7nm的介孔二氧化硅MCM-41为主体材料进行结构组装,制备了具有生物光敏功能的介孔复合载体.对介孔复合载体的性质进行了表征,通过紫外吸收和荧光光谱对玫瑰红RB在介孔孔道内的光学性质进行了分析.由于介孔道表面与RB的相互作用,不同结构和性质的内孔道中的...     

有序介孔SiO2的制备及其在色谱填料方面的应用

利用水热合成方法,在低浓度盐酸下用三嵌段共聚物EO106PO70EO106（F127）作为模板剂,在100℃,130℃和150℃的条件下,制备了3种笼型介孔二氧化硅.通过粉末N2气吸附-脱附实验表征其孔径（PD）及比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）观察其表面形貌、透射电子显微镜（TEM）分析其微观结构;通过表征结果分析,该材料具有笼型介孔结构.同时,将该介孔材料应用在色谱分离方面,对氯苯,苯乙烯,1,2-二苯乙烯,联苯4种物质混合物进行分离,与其他多种二氧化硅材料比较,150℃的条件下合成的KIT-5-150分离效果最好.     

水分子凝聚体系的介孔结构分形学

透射电镜研究表明，4,40-双硬脂酰胺基二苯醚在水中聚集、自组装成缠绕细纤维状聚集体，进而使整个体系形成三维网络结构．水分子被包囊在这个网络结构中，形成一种新型的凝聚体系(水分子凝胶)．水分子凝胶是一种典型的纳米介孔物质，其复杂的微孔结构可以用分形维数D来表征，通过气体吸附方法(孔度法和比表面积法)计算，求得水分子凝胶体系的微孔结构的分形维数为2.1?2.2．对于纤维状三维网络结构的分形表征，通过粘度法和Cayley分形树模型得出分形维数为1.98．由此推测其分形网络形成的过程是一个初始成核-生长-枝化的循环过程．     

聚乙烯亚胺改性介孔氧化硅载体孔结构的调控机理

以三嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)为模板,硅酸四乙酯(TEOS,C₈H₂₀O₄Si)为硅源合成了比表面积高达712.5 m²/g,孔体积为2.44 cm³/g的新型介孔氧化硅载体(MCF).通过正电子湮没寿命谱(PALS)以及常规表征手段;例如N₂吸附脱附、透射电子显微镜、热重分析、傅里叶变换红外光谱等系统研究了聚乙烯亚胺(PEI)改性MCF对纳米尺度孔结构的影响.结果表明,合成的MCF具有明显的无序介孔结构,孔与孔之间通过窗口相互连接形成了一个连续的、具有良好热稳定性的多孔通道网络,同时可以直观看到有机胺PEI已被成功引入到MCF通道中.为了更全面地评估材料孔径的变化情况,通过高灵敏度、可探测亚纳米量级的正电子湮没技术研究正电子在PEI负载MCF中的湮没机制,发现存在τ₃和τ₄个长寿命分量,表明样品中存在微孔和介孔.同时由于PEI分子的引入,导致τ₃和τ_...     

介孔杭锦2~#土的制备及其光谱特性研究

以天然杭锦2#土为原料,进行酸化活化,得到酸化杭锦2#土,并进一步以十六烷基三甲基溴化铵作为有机插层剂制备了有机改性杭锦2#土。其FTIR谱图中出现—CH的振动峰,说明插层剂已进入到杭锦2#土层间。再经高温焙烧有机改性杭锦2#土制得介孔杭锦2#土,并应用X射线衍射和扫描电子显微镜对样品进行了晶相和形貌分析,用N2吸附脱附测定其比表面积和孔径,通过傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱对样品进行了光谱表征。     

二维孔隙裂隙双重介质逾渗规律研究

在孔隙介质逾渗理论的基础上，将另外一个非常重要的渗透通道——裂隙引入到介质的逾渗研究中，提出了更为普遍的孔隙裂隙双重介质的逾渗研究方法.通过对二维平面孔隙裂隙双重介质的数值计算，得到了孔隙裂隙双重介质三个重要参数：孔隙率，裂隙分形维数、裂隙数量分布初值与逾渗概率的关系，给出了孔隙裂隙双重介质逾渗阈值的数学表达式，揭示了孔隙裂隙双重介质的逾渗规律. 关键词： 孔隙 裂隙 双重介质 逾渗 逾渗阈值     

纳米Ni/SiO2介孔复合体的制备与超顺磁性

采用溶胶－凝胶法制备了Ni^2+的SiO2干凝胶,再通过化学还原得到了纳米Ni/SiO2介孔复合体。从样品的透射电子显微镜观测结果可估算出,介孔复合体中Ni粒子的尺寸约为11－12nm。样品的磁性测量结果表明,与通常的Ni纳米颗粒相比,纳米Ni/SiO2介孔复合体中纳米Ni粒子的粒径在大于理论计算的纳米Ni粒子的临界尺寸时,仍能够保持超顺磁状态。在一定温度范围内,提高还原温度有利于复合体中纳米Ni粒子向超顺磁状态转变。     

介孔碳材料对蛋白质的吸附行为

用紫外分光光度法,找出介孔碳材料对蛋白质的最佳吸附条件,并测定出该介孔碳材料对溶菌酶的最大吸附量。主要从3方面研究介孔碳材料对蛋白质吸附行为的影响。分别是介孔碳材料对蛋白质吸附行为随接触时间的变化产生的影响,pH值的改变对介孔碳材料吸附蛋白质行为的影响,以及介孔碳材料的量的改变对蛋白质吸附行为随接触时间的变化产生的影响。结果表明,当溶菌酶溶液的初始浓度为210μm ol/L,pH值为11.0,接触时间为96h时介孔碳材料对蛋白质即可达到吸附饱和。该介孔碳材料在最佳条件下对溶菌酶的最大吸附量为27.32μm ol/g,表现出优越的溶菌酶吸附性能。     

蒸发诱导三组分共组装制备有序介孔碳的制备条件对介观结构稳定性的影响

采用蒸发诱导三组分共组装方法制备一系列的有序介孔碳. 并利用X射线衍射仪、透射电镜以及N₂吸附脱附仪探讨了碳含量、老化时间以及酸度对其介观结构稳定性的影响. 结果表明：碳含量由36%增加到46%时,介观结构的稳定性随之增强,继续增加碳含量反而破坏了其结构稳定性;老化时间从0.5 h逐渐增加到5.0 h,其中2.0 h介孔碳的结构稳定性较优且有效减少了介孔碳制备过程中的骨架收缩;0.2～1.2 mol/L的HCl均能制得高度有序的介孔碳,且当酸度接近硅的等电点时,得到的介孔碳具有较稳定     

基于空气净化的介孔纳米TiO_2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值．研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20-30 nm之间;通过控制气流速度为7．5 cm／s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28％和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的Degussa P25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率．     

考虑接触热阻的纳米颗粒堆积热导率的分析

本文首先使用Callaway热导率模型对SiO₂纳米颗粒的热导率进行了近似计算,然后耦合堆积纳米孔隙内的导热和辐射、颗粒接触热阻,基于颗粒堆积单元结构模型的一维传热分析,最终推导得到了颗粒堆积有效热导率关于颗粒直径和温度、堆积孔隙率、颗粒热导率、气相热导率、辐射传热和接触热阻的关系式,并用该式进行了相关讨论。研究结果表明,对于纳米颗粒堆积,界面接触热阻不容忽略;在低孔隙率和颗粒不参与辐射的条件下,由于受到接触热阻的影响,存在最佳孔隙率（或密度）使得堆积热导率存在最大值。     

基于空气争化的介孔纳米TiO2的应用研究

本研究创建连续流动气相光催化实验系统,采用动态配气法生成一定低浓度的甲醛气体,开发利用介孔纳米TiO2为光催化材料,以促进利用光催化技术应用于消除室内有害污染气体更具实际意义和商业价值.研究表明,以非表面活性剂有机小分子三乙醇胺为模板剂制得了介孔TiO2材料,其粒径在20～30 nm之间;通过控制气流速度为7.5 cm/s以消除传质对反应的影响,在相对湿度为28%和反应温度为25℃的条件下,相对具有相近吸光性能和粒度的DegussaP25,介孔纳米TiO2具有更高的光催化降解甲醛的反应效率.