自愈合微胶囊的制备及其在油井水泥中的应用

采用原位聚合法制备了酒石酸钾钠/脲醛微胶囊,其结构和微观形貌经粒径分析、IR和SEM表征。制备了含微胶囊的智能型自愈合水泥浆,并测试了水泥石的自愈合性能、抗压强度和抗折强度。结果表明：微胶囊平均粒径为8.896 μm,能够使得水泥浆体系具有良好的均匀性。微胶囊加量为4%时,水泥石24 h抗压强度可达19.3 MPa,抗折强度为5.18 MPa。当裂缝宽度小于86 μm时,养护28 d,裂缝愈合率超过85%。     

二氧化硅纳米粒子薄膜的制备及光学性能

以二氧化硅胶体和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)为原料,利用静电自组装技术制备了PDDA/SiO2复合薄膜. TEM图象显示,薄膜中的SiO2纳米粒子为密堆积,薄膜均匀、致密;电子衍射实验结果显示,所组装的薄膜为非晶态膜.载玻片表面组装SiO2纳米粒子薄膜后,透射率随薄膜双层数增加呈现周期变化.薄膜具有增透作用,载玻片双面组装薄膜后在一定波长范围内的透射率可提高5％以上. PDDA/SiO2复合薄膜的光学性质主要由SiO2纳米粒子决定,每一双层的平均物理厚度小于SiO2纳米粒子的粒径,薄膜中存在层间穿插现象,逐层组装的复合薄膜具有单层光学薄膜的特性.     

纳米银掺杂二氧化硅复合颗粒的制备及表征

0引言金属纳米颗粒因其粒子尺寸小(1￣100nm),比表面积大,表面原子数多,表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大而具有量子尺寸效应[1]、小尺寸效应[2]、表面效应[3]及宏观量子隧道效应[4]等,从而出现了不同于常规固体的新奇特性,如:光学性质、磁性质以及电磁学性质[5],使其在催化、信息存储及非线性光学等领域展示了广阔的应用前景[6]。虽然制备金属纳米颗粒的方法有很多[6],但是由于纳米尺寸的金属颗粒具有较高的表面能,容易发生聚集,所以如何保持其稳定性依旧是比较困难的问题。随着纳米科技的发展,人们正尝试用各种方法来解决这个问题:如…     

纳米二氧化硅的制备及其在橡胶中的应用研究进展

二氧化硅是一种重要的无机材料,无毒,对环境无污染,具有非常广泛的用途.近年来已经有大量文献报道了纳米二氧化硅的制备及其应用.本文综述了国内外相关文献,介绍了纳米二氧化硅的几种制备工艺,以及在硅橡胶、医用橡胶、轮胎橡胶、日用橡胶制品、胶管胶带和胶鞋中的应用,并展望了纳米二氧化硅的发展方向和应用前景.     

多重响应性复合介孔二氧化硅纳米微球的制备及其在抗腐蚀涂层上的应用

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,制备介孔二氧化硅纳米微球(MSNs),利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术在MSNs表面接枝聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯(PDMAEMA)作为缓释开关,成为智能纳米容器(PDMAEMA-MSNs),装载防腐蚀剂-苯并三唑(BTA)验证其双重刺激响应性释放性能。采用透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA) 、X-射线光电子能谱(XPS)以及傅里叶红外光谱(FT-IR)分析手段表征了MSNs的结构、形貌及表面功能化过程,并使用荧光光谱仪实时监测BTA在不同PH、温度下的释放过程。实验结果表明,智能纳米容器掺杂于SiOx/ZrOy中实现了BTA的双重响应性释放,形成Cu-BTA复合膜,起到铜金属防腐蚀的作用。     

聚酰亚胺/二氧化硅纳米尺度复合材料的研究

通过正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）在聚酰胺酸（ＰＡＡ）的Ｎ，Ｎ’ 二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ），溶液中进行溶胶 凝胶反应，制备出不同二氧化硅含量的聚酰亚胺／二氧化硅（ＰＩ／ＳｉＯ２）复合薄膜材料．二氧化硅含量低于１０ｗｔ％的样品是透明浅黄色薄膜；二氧化硅含量高于１０ｗｔ％的样品是不透明棕黄色薄膜．利用红外光谱、扫描电镜、热失重分析、动态力学分析、热膨胀系数测试和应力 应变测试等方法研究了此类材料的结构与性能．结果表明，ＰＩ／ＳｉＯ２纳米复合材料具有较聚酰亚胺更高的热稳定性和更高的模量；线膨胀系数显著降低；拉伸强度和断裂伸长随二氧化硅含量而变化，分别在１０ｗｔ％和３０ｗｔ％附近出现最大值     

手性纳米二氧化硅的制备和应用

由于在手性识别、手性分离以及手性催化等领域的潜在应用,手性纳米二氧化硅已经成为介孔二氧化硅材料发展的重要方向之一。人们通过设计不同的模板分子(包括凝胶因子、表面活性剂、嵌段聚合物及生物大分子等)、控制反应过程的参数等方法已经制备出不同形貌和不同功能化的手性纳米二氧化硅,但形貌可控、手性单一的纳米二氧化硅的制备仍然是该领域的极大挑战。本文对近年来手性纳米二氧化硅的制备及其应用的研究进展作一简单概述。     

两步法制备具有自愈合能力的纯SiC涂层

为了提高碳/碳(C/C)复合材料的抗氧化性能,通过两步法在基体表面制备了具有自愈合能力的纯SiC涂层.首先,通过高含氢硅油(H-PSO)的高温热解在基体表面引入SiC纳米线,然后通过高温渗Si,在碳材料表面生成厚度约为100-200μm的涂层.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了所制备的涂层形貌及相组成,并对所制备的试样进行了氧化实验.实验结果表明:涂层是由纯SiC构成的,且具有一定的自愈合能力;所制备的试样在1400℃下氧化4h,失重仅为0.71%,抗氧化性能得到提高.     

表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用

介绍了纳米二氧化硅(SiO_2)表面功能化的方法,系统阐述了纳米SiO_2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂以及制革染料中的应用,展望了纳米SiO_2在制革中良好的应用前景.     

纳米氧化铈在催化氧化木质素制备芳香化合物中的应用研究

木质素是自然界中唯一大规模可再生的含芳环聚合物.通过催化氧化的方法,定向解聚木质素得到芳香类化合物,具有非常重要的价值.近年来,氧化铈作为载体在木质素的多相催化氧化反应中表现较好性能.然而,对于氧化铈直接作为催化剂,并探讨其纳米结构与性能之间的研究未见报道.研究结果表明:纳米氧化铈直接作为催化剂时,对于木质素的催化氧化反应具有较好的性能,顺序为氧化铈纳米八面体纳米四方体纳米球纳米棒.纳米八面体表现出最优的催化性能,以其作为催化剂,对乙醇木质素进行催化氧化,得到了大量芳香酸及其酯类化合物.     

木质素对酚醛/木质素嵌段共聚树脂制备的影响及反应机理

以工业木糖生产残渣为原料, 用不同条件下碱提取得到的碱木质素液与苯酚和甲醛原位反应制备酚醛/木质素嵌段共聚树脂. 以所制备树脂中甲醛释放量最小为原则, 得到木质素的最佳提取条件: 碱浓度5%(质量分数), 固液体积比1:12, 反应时间3 h. 在此条件下树脂中甲醛释放量为0.115%, 相应的胶合强度为1.197 MPa, 均远优于GB/T14074-2006中对于一类胶合板用酚醛胶的要求(甲醛释放量≤0.3%, 胶合强度≥0.7 MPa). 实验结果表明, 碱木质素液能参与到反应中, 提高酚醛/木质素嵌段共聚树脂的热稳定性及胶合强度, 降低甲醛释放量, 有利于树脂的储存及应用. 同时讨论了碱木质素与苯酚和甲醛的可能反应机理.     

具有环状结构的二氧化硅微聚集体的制备、表征及应用

通过溶胶-凝胶法制备二氧化硅溶胶,并采用喷雾干燥法对其进行形态调控.扫描电镜(SEM)结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成均匀的具有环状结构的二氧化硅微聚集体(PC16MS).通过熔融共混制备了二氧化硅/聚丙烯(PP)纳米复合材料,研究了PC16MS的加入对其微观结构、晶体结构、结晶行为、球晶形态、结晶成核密度和球晶生长速率等方面的影响.采用差示扫描量热(DSC)、偏光相差显微镜(POM)和广角X射线衍射(WAXRD)分析表明,在PP结晶初始阶段,PC16MS的加入大幅度提高了基体材料的成核密度,且使晶粒细化,缩短了结晶时间;当添加2%(质量分数)的PC16MS时,复合材料的结晶温度相对于纯PP提高了10.4℃,成核效率达到39.1%,优于大部分无机成核剂的成核效率.在相同条件下,添加2%未经过喷雾干燥处理的纳米二氧化硅(NC16MS),复合材料的结晶温度相对于纯PP提高3.26℃,成核效率达到12.3%.结果表明,喷雾干燥使二氧化硅颗粒发生了形态重组,形成的均匀介稳态微聚集体在熔融挤出过程中重新分散成纳米粒子,从而有效提高了二氧化硅作为成核剂的成核效率.     

pH响应性树枝状聚合物-金纳米粒子复合药物载体的制备

以表面接枝聚乙二醇链的聚酰胺胺树枝状聚合物(PEG-PAMAM)为纳米载体, 在其内部空腔包覆金纳米粒子, 在金纳米粒子表面连接硫辛酸改性的阿霉素(LA-DOX), 从而间接实现了抗癌药物在PEG-PAMAM内的高效负载. 同时, LA-DOX中的酰腙键提供pH响应性, 实现了药物的pH响应性释放. 紫外-可见(UV-Vis)光谱表明, 包覆金纳米粒子的PEG-PAMAM纳米载体对LA-DOX的负载能力显著增强. 体外细胞实验表明, 负载LA-DOX的树枝状聚合物-金纳米粒子复合药物载体具有较强的抗肿瘤能力.     

基于动态共价键的自愈性水凝胶及其在医学领域的应用

自愈性水凝胶作为一种新型仿生智能材料受到了科研人员的广泛关注.近年来,人们利用动态共价键、超分子作用,发展了一系列自愈性水凝胶,并将其应用于药物控释、细胞三维培养、组织工程等生物医用领域.本文总结和评述了基于动态共价键的自愈性水凝胶及这些水凝胶作为药物载体的相关研究,并展望了基于动态化学的自愈性水凝胶的未来发展.     

静电纺丝制备自修复功能纤维及其自愈合性能表征

应用静电纺丝技术,以聚苯乙烯和愈合剂的共混溶液为纺丝液,制备了含有愈合剂的功能纤维,并以其制备了具有自修复性能的纤维/树脂复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、荧光显微镜等对纤维的形貌和结构进行了表征,探讨了纺丝溶液的组成对纤维形貌和结构的影响.纤维中愈合剂的含量随纺丝液中愈合剂浓度的增加而增大,但可纺性随之变差.通过SEM观察了所制备的复合材料表面预制裂纹的修复,在一定温度下裂纹处纤维中的愈合剂(分别为环氧和其固化剂)释放并进一步反应,经过愈合复合材料的拉伸强度提高了2.81 MPa,力学性能明显改善.     

Preparation of ultrathin coating layers using surface modified silica nanoparticles

Silica nanoparticles are used in various applications including catalysts, paints and coatings. To reach an optimal performance via stability and functionality, in most cases, the surface properties of the particles are altered using complex procedures. Here we describe a simple method for surface modification of silica nanoparticles (SNP) using sequential adsorption of oppositely charged components. First, the SNPs were made cationic by adsorption of a cationic polyelectrolyte. Poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and polyethyleneimine (PEI) were chosen as polycations to investigate the difference between a linear and a branched polyelectrolyte. Next, the dispersion of cationic SNPs was combined with an anionic alkyl ketene dimer (AKD) emulsion. Using this approach cationic, hydrophobic silica particle dispersions were produced. Dynamic light scattering, contact angle measurements and atomic force microscopy (AFM) were used for analyzing the particle and coating layer properties. The chosen polyelectrolyte affected the structure of the dispersion. The layer build-up was studied in detail using a quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D). The adsorption and layer properties of the cationic polyelectrolytes adsorbed on silica as well as the affinity of AKD to this layer were explored. The application possibilities of the modified particle dispersions were demonstrated by preparing paper and silica surfaces with tailored properties, such as elevated surface hydrophobicity, using an ultrathin coating layer.     

Preparation and microstructure of sol-gel derived silver-doped silica

Silver-doped silica was prepared by hydrolysis and condensation of tetraethyl orthosilicate (TEOS, Si(OC₂H₅)₄) in the presence of a silver nitrate (AgNO₃) solution by two different synthesis methods. In the first synthesis route, sol-gel mixtures were prepared using an acid catalyst. In the second synthesis route, silver-doped silica gels were formed by two-step acid/base catalysis. For the same concentration of silver dopant [AgNO₃]/[TEOS] = 0.015 acid-catalyzed sol-gel formed a microporous silica with an average pore size of <25 Å whereas the two-step catalyzed silica had an average pore size of 250 Å and exhibited a mesoporous structure when fully dried. The differences in the pore size affected the silver particle formation mechanism and post-calcination silver particle size. After calcination at 800 °C for 2 h the acid-catalyzed silica contained metallic silver particles size with an average particle size of 24 ± 2 nm whereas two-step catalyzed silica with the same concentration of [AgNO₃]/[TEOS] = 0.015 contained silver nanoparticles with an average size of approximately 32 ± 2 nm. Mechanisms for silver particle formation and for silica matrix crystallization with respect to the processing route and calcination temperature are discussed.     

HZSM-5/SAPO-11复合分子筛的制备、 表征及在异丁烷芳构化反应中的催化性能

将经聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)预处理的HZSM-5分子筛置于SAPO-11分子筛的合成母液中, 在水热体系中原位制备了一系列HZSM-5/SAPO-11复合分子筛, 并对分子筛的结构、 形貌及酸性进行了表征, 考察了其在异丁烷芳构化反应中的催化性能. 结果表明, 所得复合分子筛由HZSM-5表面包覆约20 nm的SAPO-11微晶组成, 且通过调变SAPO-11的Si含量可以有效调变复合分子筛的酸性, 提高芳构化强弱酸协同催化作用, 有效抑制裂解副反应. 结合异丁烷芳构化转化率及液体收率结果可知, 当SAPO-11合成溶胶中硅铝摩尔比为0.6时, HZSM-5/SAPO-11复合分子筛的芳构化活性及稳定性最佳.     

硅溶胶改性及其应用研究进展

二氧化硅在自然界中通常为晶态,而以溶胶-凝胶、水热、模板剂等方法人工合成的二氧化硅纳米颗粒(SiO₂ NPs)通常为无定形态。无定形SiO₂ NPs广泛应用于航空航天、催化剂载体、靶向送药等众多高端领域。生产SiO₂ NPs的方法有很多,但制备结构、形貌简单的SiO₂ NPs的主要方式为离子交换法、硅醇盐水解法、单质硅粉水解法,这些方法可制备粒径在10～800 nm的单分散SiO₂ NPs,同时可根据生产条件控制粒子的单分散性与粒径大小。寻找一种成本低廉且成品单分散性好、粒径可控的生产方法成为目前研究的热点。本文简介了SiO₂ NPs的结构形貌、基础性质、生产方法和最佳合成条件,总结了各方法的优缺点与适用领域。随后介绍了近年来SiO₂ NPs的改性研究与应用,最后在此基础上展望了合成硅溶胶存在的挑战与未来需解决的问题。