嵌段共聚物对SiO2溶胶-凝胶过程的修饰行为

By means of TEM, SDP, ²⁹Si NMR etc analysis, the behavior of the Polyethylene Oxide (PEO)-Polypropylene Oxide (PPO)-Polyethylene Oxide (PEO) as organic modifier on SiO₂ sol-gel in the basic media was investigated; the effects on sol particle growth and network &morphology control were discussed in detail, and then the model on sol particle growing was suggested on the basis of growth unit theory of anion coordinate polyhedron. The results showed that PEO-PPO-PEO additive limited particle growth but also restrained particle agglomeration and then made the SiO₂ sol high stable. It was found that the action of EPE was similar to that of organic structure-directing agent and made the sol cluster cross linked branch network.     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

PVA/SiO2-TiO2杂化电纺纤维膜的形态与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸四丁酯(TBT)和聚乙烯醇(PVA)为原料, 用溶胶凝胶法制备了PVA/(SiO2-TiO2)杂化纺丝液, 将其电纺成纤维膜. 红外光谱结果证实, PVA的羟基与TEOS和TBT水解后的羟基发生了缩合反应, 杂化电纺纤维膜以网络结构形式相结合; X射线衍射分析表明, 杂化电纺纤维膜的结晶度比纯PVA电纺纤维膜小; 扫描电镜表明, 随杂化纤维膜中无机相含量的增加, 纤维的直径不断增加, 纤维出现一定的弯曲和扭曲, 并伴有少量带状结构的纤维; 紫外-可见光谱结果表明, TiO2的引入增加了纤维膜的抗紫外性; TGA热分析结果表明, 杂化纤维膜的耐热性能优于纯PVA电纺纤维膜的; 耐水性和稳定性测试表明, 杂化纤维膜的耐水性和稳定性优于纯PVA和PVA/SiO2电纺纤维膜的.     

白炭黑/聚氧化丙烯悬浮液的分子弛豫与流变行为

气相二氧化硅/聚醚低聚物悬浮液体系广泛应用于涂料、胶黏剂、锂离子电池、液体防弹衣等诸多领域.然而,聚醚与白炭黑界面相互作用复杂,所形成的界面吸附层显著影响悬浮液的流变行为,界面层结构与流变行为调控是长期困扰学术界和工业界的难题.本文工作详细研究了白炭黑/线形丙二醇低聚物(PPG)界面层结构与流变行为,考察了PPG分子量(0.4～4 kg/mol)的影响机制.研究发现,PPG分子量影响其在白炭黑附近的受限状态和悬浮液流变行为.分子量为0.4 kg/mol时,PPG通过端羟基与白炭黑表面硅羟基间氢键作用而形成较厚((1.0±0.2) nm)的玻璃化层,玻璃化层几何逾渗导致悬浮液在10 rad/s下呈现溶胶-凝胶转变;分子量为1～2 kg/mol的PPG在白炭黑粒子表面形成较薄((0.8±0.1) nm)的玻璃化层,分子量为3～4 kg/mol的PPG则在白炭黑粒子表面形成受限层,悬浮液在10 rad/s下呈溶胶行为.玻璃化层几何逾渗和悬浮液溶胶-凝胶转变之间的关系说明,界面层分子受限程度和流变行为均受PPG羟基密度及其与白炭黑界面相互作用的影响.     

不同基底对TiO2和SiO2薄膜的光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法分别在K9玻璃、单晶硅和石英玻璃基底上制备了纳米TiO₂和SiO₂薄膜。利用SEM、UV-Vis及反射式椭圆偏振光谱仪对薄膜的微观结构及光学特性进行了表征和分析。结果表明:3种基底中, 单晶硅基底上TiO₂和SiO₂薄膜折射率最大;在非晶态K9玻璃和石英玻璃基底上TiO₂薄膜折射率和透光率差异较大;SiO₂薄膜在非晶态基底上折射率、透光率相近;3种基底上薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势, 同时Cauchy模型能较好的描述单晶硅基底上两种薄膜在400~800 nm波段的光学性能。     

不同基底对TiO2和SiO2薄膜的光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法分别在K9玻璃、单晶硅和石英玻璃基底上制备了纳米TiO₂和SiO₂薄膜。利用SEM、UV-Vis及反射式椭圆偏振光谱仪对薄膜的微观结构及光学特性进行了表征和分析。结果表明：3种基底中, 单晶硅基底上TiO₂和SiO₂薄膜折射率最大;在非晶态K9玻璃和石英玻璃基底上TiO₂薄膜折射率和透光率差异较大;SiO₂薄膜在非晶态基底上折射率、透光率相近;3种基底上薄膜的折射率和消光系数都有随波长增大而减小的趋势, 同时Cauchy模型能较好的描述单晶硅基底上两种薄膜在400~800 nm波段的光学性能。     

镍含量对NiO/SiO2气凝胶性能的影响

A series of NiO/SiO₂ aerogel catalysts were prepared by sol-gel method. The effects of the nickel content on the structure and existing forms of NiO/SiO₂ aerogel catalysts were investigated by using XRD, TPR and FT-IR. The results showed that there were interactions between NiO and SiO₂. But as nickel content increased, the in-teraction decreased. The nickel oxide in the catalysts appeared in different forms as nickel content was changed. When the content was less than 13%, Ni(Ⅱ) entered into the SiO₂ structure completely and it became clusters after calcining. If the content altered from 20% to 50%, NiO existed as both microcrystal and clusters, the later spices was dominating. However, when the content increased to 70%, microcrystal became the primary components.     

分子印迹SiO2纳米管膜的制备及其生化分离应用

分子印迹技术(M IT)是20世纪末出现的一种高选择性分离技术,由于M IT模仿了生物界的锁钥作用原理,使制备的材料(M IT polymer,M IP)具有极高的选择性.同时,M IP又是人工合成的高分子,具有非常好的稳定性,并且制备简单,因此在固相萃取、不对称催化和传感器等相关领域得到了广泛的应用[1～5].目前,M IT存在的主要问题是所制备的M IP对目标分子的结合量小,可接触性差,达到结合平衡的时间长,且在制备过程中所使用的印迹分子难以完全洗脱.     

溶胶-凝胶法制备ZrO2/SiO2纳米复合材料的研究

利用溶胶-凝胶法制备了ZrO2/SiO2纳米复合物室温磷光材料,通过各条件的优化,最终确定溶剂为异丙醇、Zr摩尔掺杂百分含量为15%、550℃下煅烧3h得到的纳米ZrO2/SiO2复合物的室温磷光发光性能较好,其最大激发波长为280nm、发射波长为460nm,且磷光寿命为0.56s。     

具有光催化性能的TiO_2-SiO_2/TiO_2两层增透膜的设计与制备

采用膜层设计理论设计了以TiO2为内层膜,TiO2-SiO2复合膜为外层膜的两层增透膜,以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2溶胶以及SiO2溶胶,将两种溶胶按比例混合得到了TiO2-SiO2复合溶胶,在高硼硅玻璃上镀膜测试。透过率测试结果表明,在波长为550 nm处的透过率最高能达到99.4%。在光催化实验中,采用罗丹明B模拟有机污染物,考察了TiO2对光催化反应的影响。结果表明,在TiO2存在的情况下,罗丹明B的降解速度大大提高,光催化效率显著增加。     

具有光催化性能的TiO2-SiO2/TiO2两层增透膜的设计与制备

采用膜层设计理论设计了以TiO₂为内层膜,TiO₂-SiO₂复合膜为外层膜的两层增透膜,以钛酸丁酯（TBOT）和正硅酸乙酯（TEOS）作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂溶胶以及SiO₂溶胶,将两种溶胶按比例混合得到了TiO₂-SiO₂复合溶胶,在高硼硅玻璃上镀膜测试。透过率测试结果表明,在波长为550nm处的透过率最高能达到99.4%。在光催化实验中,采用罗丹明B模拟有机污染物,考察了TiO₂对光催化反应的影响。结果表明,在TiO₂存在的情况下,罗丹明B的降解速度大大提高,光催化效率显著增加。     

环氧树脂基多孔光学增透膜的制备及其性能研究

利用低分子量环氧树脂(DGEBA)在固化后和与之共混的聚氯乙烯(PVC)之间产生的相分离,用丁酮抽提其中的PVC组分,制备了环氧树脂基多孔增透膜。测试结果表明,当mDOEBA／mPVC=30／70、膜厚为110nm时,增透膜的透过率最高,达96％以上。薄膜在水或甲苯中煮沸不发生收缩、脱落,表现良好的粘附力和机械强度。     

三氟丙基修饰的二氧化硅膜制备、氢气分离及其水热稳定性能

以三氟丙基三甲氧基硅烷(TFPTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备三氟丙基修饰的SiO2膜材料,研究了三氟丙基修饰对膜材料孔结构和疏水性的作用、疏水膜材料的氢气渗透和分离性能以及水热稳定性能。结果表明三氟丙基修饰后的膜材料仍保持良好的微孔结构,孔径狭窄分布在0.45~0.7 nm之间。修饰后膜材料疏水性明显提高,当nTFPTMS/nTEOS=0.6时,对水的接触角达到(102.7°±0.1°)。H2在修饰后膜材料的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,H2的单组份渗透率达到4.77×10-7mol.m-2.s-1.Pa-1,H2/CO2的理想分离系数以及双组份分离系数分别达到6.99和6.93,均高于其Knudsen扩散分离因子。在200℃水蒸气物质的量含量为5%的环境中陈化220 h后,H2的单组份渗透率仅在前3 h有轻微下降,然后基本保持不变,说明三氟丙基修饰的SiO2膜具有良好的水热稳定性。     

三氟丙基修饰的二氧化硅膜制备、氢气分离及其水热稳定性能

以三氟丙基三甲氧基硅烷(TFPTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备三氟丙基修饰的SiO₂膜材料,研究了三氟丙基修饰对膜材料孔结构和疏水性的作用、疏水膜材料的氢气渗透和分离性能以及水热稳定性能。结果表明三氟丙基修饰后的膜材料仍保持良好的微孔结构,孔径狭窄分布在0.45~0.7 nm之间。修饰后膜材料疏水性明显提高,当n_TFPTMS/n_TEOS=0.6时,对水的接触角达到(102.7°±0.1°)。H₂在修饰后膜材料的输运遵循微孔扩散机理,在300 ℃时,H₂的单组份渗透率达到4.77×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1,H₂/CO₂的理想分离系数以及双组份分离系数分别达到6.99和6.93,均高于其Knudsen扩散分离因子。在200 ℃水蒸气物质的量含量为5%的环境中陈化220 h后,H₂的单组份渗透率仅在前3 h有轻微下降,然后基本保持不变,说明三氟丙基修饰的SiO₂膜具有良好的水热稳定性。     

正钛酸胶溶法制纳米TiO2薄膜及性能表征

The Nanometer TiO₂ thin film was prepared by sol method with titanic acid precursor from industrial TiOSO₄ solution. The characters of the sol and the factors affecting sol formation were investigated by ζ electricity potential. The crystalline structure, particle size, appearance shape and photo-catalytic activity were characterized by XRD, SEM, TEM and spectrophotometer. The study show: (1) pH value and HNO₃concentration effected importantly on the forming process and stability of the sol. The thermodynamic condition for forming sol is pH=0.5～1.5. The lower the HNO₃concentration,the more stable the sol. The ζ electricity potential of the sol, with 5% HNO₃as gluing reagent, was up to 48 mV, and shelf life of the sol could more than 10 months. (2) The film, made from the sol and crystallized at 400 ℃, had the characters of anatase structure and crystal size of 18.5 nm by XRD analysis. The SEM imagines show that TiO₂ film was with the characteristics of tight surface structure, The TEM imagine showed the mean particle size is about 20 nm. The photo-degrading test data indicate that the photo-degrading rate to methyl orange solution of 20 mg·L^-1 was more than 84% in 5 hours.     

SiO2 /Au核壳结构纳米粒子的制备及表征

通过以金纳米粒子为表面晶种和壳生长的方法制备了金纳米壳包覆二氧化硅的复合纳米粒子。采用TEM 和UV-Vis对复合粒子进行了表征和研究，结果表明所得到的复合粒子粒径均匀、金纳米壳光滑完整，且壳厚度可通过反应物的用量来控制。当核半径与壳厚度之比在4到13之间变化时,复合粒子的光学共振峰在可见光区到近红外光区范围内可发生大于500 nm波长的移动。