以稻壳灰为硅源制备超疏水性白炭黑

以稻壳为原料,采用自蔓延燃烧法制备高活性的稻壳灰.以稻壳灰为原料,采用碱溶煮-酸反应法制备较高纯度的白炭黑.以六甲基二硅氮烷(HMS)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备超疏水性的白炭黑及其膜.主要研究酸反应过程中的pH值和反应时间对白炭黑中SiO2含量的影响,以及六甲基二硅氮烷改性剂对白炭黑(SiO2)膜疏水性能的影响,通过XRD、SEM、IR和润湿接触角进行性能表征.研究结果表明,将稻壳灰在NaOH溶液中加热到90℃后溶煮2h,再用硫酸调节溶液的pH值为3,反应时间控制在2h时,白炭黑SiO2的含量可达98.48;.当六甲基二硅氮烷用.量为0.15(与硅钠溶液的质量之比)时,可以获得接触角为166.3.的SiO2的SiO2超疏水膜.而改性剂对SiO2表面改性作用是一种接枝反应,将疏水性基团接枝替代SiO2表面的羟基,而使SiO2表面疏水.     

利用不同硅前体制备超疏水性白炭黑膜

以稻壳灰和水玻璃为前驱体,以氨基硅油(amino silicon oil-ASO)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备不同性能的超疏水性白炭黑及其膜.主要研究不同前驱体和改性剂用量对白炭黑疏水性膜性能的影响,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和润湿接触角进行性能表征.研究结果表明,以稻壳灰或水玻璃为前驱体,采用改进的溶胶-凝胶法均能制备出接触角大于160°的SiO2超疏水膜;采用相同的改性剂,可以得到颗粒形态完全不同的SiO2膜;改性剂的作用对SiO2表面改性作用是一种接枝反应,将疏水性基团接枝替代SiO2表面的羟基,而使SiO2表面疏水,且能起到模板作用,引导水玻璃溶胶颗粒聚合成棒状或纤维状结构.     

乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为改性剂,以氨水为pH调节剂制备改性二氧化硅(SiO2)超疏水材料.通过CA、FTIR和SEM对材料接触角、组成和形貌进行表征.考察了VTMO与SiO2的比例、反应时间、干燥时间对改性二氧化硅超疏水材料接触角和形貌的影响.结果表明,VTMO可在较短时间内改性二氧化硅制备出超疏水二氧化硅粉体,VTMO与SiO2比例对改性SiO2粉体的水接触角和微观二重结构有明显影响,而反应时间和干燥时间的影响较小.     

单分散SiO2微球的制备及疏水改性研究

采用改进的凝胶-溶胶法制备了200~800 nm的单分散SiO2微球,并通过真空冷冻干燥法得到不易团聚的单分散SiO2粉体,采用乙醇超临界方法对制备的SiO2微球进行疏水改性.通过扫描电镜和氮吸附-脱附分析仪对SiO2微球的表面形貌、粒径以及孔径分布进行表征;用傅里叶红外变换测试和测量接触角对疏水改性的SiO2微球进行分析.结果表明SiO2微球粒径随二次加入TEOS体积增加呈先增大后减小.经过乙醇超临界处理,SiO2微球表面成功接枝上了疏水烷基,微球尺寸越小,疏水性越好,其接触角高达149°,单次SiO2微球处理量对结果无明显影响.采用本方法可以单次处理12 g以上的SiO2微球,接触角均在140°左右,可充分满足实验室使用需求.经过真空冷冻技术和乙醇超临界技术得到疏水单分散SiO2微球粉体,具有不易团聚及单分散性良好的优点,能够作为胶体晶体原料和三维有序材料(3-DOM)模板剂进行广泛应用.     

化学溶液沉积法制备超疏水氧化锌薄膜

采用化学溶液沉积法在涂覆ZnO缓冲层的玻璃衬底上制备超疏水ZnO薄膜。利用SEM、XRD和水接触角测量表征薄膜的微观结构和润湿性。结果表明:在涂覆ZnO的玻璃衬底上所沉积的ZnO膜为单分散的ZnO纳米棒阵列膜。ZnO纳米棒的形状和尺寸与氢氧化钠浓度、化学反应速度和沉积时间有关。氢氧化钠浓度较高时所获得的是细长浓密的纳米棒阵列膜,提高反应速度会降低ZnO纳米棒的均匀性和形状规则性。经硅烷偶联剂处理后所得薄膜与水的接触角达到165°。     

超声辅助沉淀法制备疏水性纳米SiO2

采用超声沉淀法制备出SiO2纳米粉体,利用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对其进行了表面改性,并利用红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、接触角、透射电镜(TEM)等方法对SiO2的结构和性能进行了表征,并研究了KH-570用量和改性时间对SiO2活化指数的影响。结果表明:与普通搅拌相比,超声更利于纳米SiO2的制备和改性。超声条件下,KH-570成功接枝到SiO2纳米粒子的表面。且改性后的SiO2疏水性提高,在无水乙醇中的分散状态得到明显改善。当改性剂用量为6 mL,改性时间为1 h时,SiO2纳米粒子的活化指数达到100%。     

二硫化钼纳米片修饰聚氨酯海绵及吸油性能研究

以二硫化钼( MoS2)粉末为原料,采用超声辅助液相剥离法制备了MoS2纳米片,通过MoS2纳米片和聚二甲基硅氧烷( PDMS)依次修饰聚氨酯( PU)海绵,制备了疏水亲油性质的PU-MoS2吸油材料,并测试了其接触角和吸油性能。结果表明,所制备的PU-MoS2海绵有着优良的疏水亲油性能和较强的吸油能力。对不同的有机液体,PU-MoS2海绵分别能够吸取自身重量12~86倍的有机溶剂。尺寸较小MoS2纳米片修饰制备的PU-MoS2海绵具有较高的吸油能力。此外,PU-MoS2海绵在重复使用20次后仍能保持强的吸油能力,表明其可循环利用,具有良好的应用前景。     

单分散二氧化硅微球的制备及表面化学修饰

采用St(o)ber法在醇-水混合体系中,以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源,在氨水催化作用下制备SiO2纳米微球,分析了不同浓度的氨水、TEOS、乙醇和温度对SiO2微球形貌及粒径的影响,并利用透射电镜对其形貌和粒径进行表征.最后引入具有疏水基团的十六烷基三甲氧基硅烷对SiO2微球表面进行修饰,并采用FT-IR和测量接触角对修饰的SiO2微球进行分析.结果表明:SiO2微球粒径随氨水浓度的增加而增大;随TEOS、乙醇浓度和温度的升高先增大后减小;并通过FT-IR和测量接触角证明疏水基团成功接枝到SiO2微球表面.     

用磁控溅射和退火方法制备多层锗纳米晶

以Si为衬底,SiO2+Ge为复合靶,用超晶格方法(SiO2+Ge层和SiO2 + GeO2层交替生长)和磁控溅射技术制备镶嵌于Si/Ge氧化膜中的多层Ge纳米晶.X射线衍射(XRD)结果表明:退火样品中有Ge纳米晶生成.Ge纳米晶的声子限域效应引起Raman散射谱的Ge-Ge振动峰向低频移动.X射线光电子能谱(XPS)分析表明Ge主要以Ge0和Ge4+形式分别存在于所制备的超晶格中的SiO2+Ge层和SiO2+GeO2层中.透射电子显微镜(TEM)研究表明,Ge纳米晶被限制在SiO2+Ge层中且结晶性好.实验结果说明,相比于通常的单层介质膜方法,用该超晶格方法极大地提高了Ge纳米晶的密度,尺寸和空间分布的均匀性.     

离子液体改性白炭黑及性能表征

采用离子液体1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑(AMI)改性白炭黑(SiO2).通过傅里叶红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),热失重分析仪(TGA),扫描电镜(SEM),接触角仪,BET比表面积和孔径分析仪,对改性前后白炭黑的微观结构以及性能进行表征.结果表明,经AMI改性后,白炭黑粒子间的相互作用明显减小,团聚倾向减弱,在橡胶复合材料基体中的分散性提高.AMI改性白炭黑疏水性增强,接触角由12.7°增加到80.5°,比表面积由67.84cm2/g增加到124.28cm2/g.改性前后,白炭黑晶型结构变化不大,仍为无定形态.