淀粉纳米晶对玻璃纤维的表面改性研究

采用自制的淀粉纳米晶(SNC)对玻璃纤维进行表面处理,增加其与环氧树脂基体的界面剪切强度(IFSS)。研究了处理方式、处理时间、SNC乙醇分散液浓度、热处理温度等工艺参数对SNC在玻璃纤维表面沉积情况的影响,以及对改性玻璃纤维与环氧树脂的界面性能的影响规律。采用扫描电子显微镜、单纤维强力仪对处理前后玻璃纤维进行表征,并采用微脱粘法测试玻璃纤维与环氧树脂的界面粘结情况。结果表明,当重力静置处理时间24 h,SNC乙醇分散液浓度为1 g/100 m L时,SNC在玻璃纤维表面均匀沉积,且能显著提高玻璃纤维与环氧树脂的IFSS,为27.29 MPa,较未处理的纤维增加29.3%。150℃热处理4 h后,X射线光电子能谱结果显示SNC与玻璃纤维形成化学键合,进一步增加纤维与环氧树脂的界面粘结,IFSS值达到32.30 MPa,较未处理的纤维增加53%,且纤维的拉伸强度得到较好的维持。     

纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

超声辅助电沉积制备Ni-SiO_2纳米复合镀层及耐蚀性能研究

利用超声辅助直流电沉积制备了Ni-SiO_2纳米复合镀层。采用X-射线衍射和扫描电镜对复合镀层的微观组织和表面形貌进行了表征;利用电化学工作站,研究了不同纳米SiO_2浓度下复合镀层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性能;利用接触角测量仪测量了接触角。结果表明,纳米SiO_2颗粒的加入,改善了镀层的表面形貌,提高了镀层的耐蚀性能。当镀液中的纳米SiO_2颗粒质量浓度达到5 g/L时,其表面形貌致密,接触角最大,耐蚀性能最佳。     

镀银SiO_2纳米纤维的制备及其导电性能的研究

利用纳米二氧化硅(SiO_2)的结构特性,将其作为镀银基体材料,结合静电纺丝技术制备了SiO_2纳米纤维,进一步在其表面沉积多巴胺,再采用硝酸银(Ag NO3)进行镀银处理,得到了镀银SiO_2纳米纤维,研究了镀银SiO_2纳米纤维的表面形貌、结晶结构及导电性能。结果表明:表面沉积多巴胺后的SiO_2纳米纤维有利于接下来的镀银处理,能够在纤维表面形成形貌良好的银纳米粒子镀层;随着Ag NO3浓度的增加,镀银SiO_2纳米纤维的电阻率呈下降趋势,当AgNO_3浓度达到10 g/L时,纤维电阻率下降至0. 1 mΩ·cm,并趋于稳定,纤维表面形成均匀致密的银纳米粒子镀层,具有良好的导电性能。     

石墨烯改性玻纤材料的制备与脱水性能研究

利用石墨烯对玻璃纤维棉进行了表面改性,考察了石墨烯在玻璃纤维表面沉积情况,并对石墨烯改性玻璃纤维棉的聚结脱水性能进行测试。结果显示石墨烯在玻璃纤维棉上沉积数量较少,经过改性后玻璃纤维表面接触角从疏水性变成亲水性;石墨烯改性未能提高玻璃纤维聚结脱水效果。     

纳米SiO_2/表面活性剂对油水界面张力的影响

以液体石蜡为油相,考察了疏水性纳米SiO_2对阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTMAB与非离子表面活性剂OP-10的协同效应,以及Na Cl浓度对复配体系油水界面张力的影响。试验结果表明:纳米SiO_2与SDS和CTMAB之间具有良好的协同作用,且油水界面张力在400 s内变化明显,超过600 s后几乎不再变化;质量分数0.004%的纳米SiO_2与SDS和CTMAB复配后随着表面活性剂浓度升高(0.001 mol/L升至0.1 mol/L),协同效应越来越不明显,但表面活性剂浓度稀释至0.1 mmol/L后纳米颗粒分散稳定性差;随着NaCl浓度升高,与单一表面活性剂相比,SDS/SiO_2协同作用先增强后减弱,CTMAB/SiO_2协同作用持续减弱且200 s内界面张力变化幅度较大;纳米SiO_2与OP-10之间未观察到明显的协同作用,但OP-10分散稳定性强,即使在高矿化度也具有良好的分散能力。     

两亲二氧化硅纳米颗粒的制备及性能研究

通过Pickering乳液模板法对硅烷化的SiO_2纳米颗粒的部分表面进行氟化改性,制备出两亲SiO_2纳米颗粒,并研究其在气/液表面上的自组装行为和泡沫性能。采用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、表面张力仪、扫描电镜(SEM)和动态泡沫分析仪对两亲SiO_2纳米颗粒的粒径分布、化学组成、界面活性、石蜡乳滴的表面形貌和泡沫性能进行分析表征。结果表明:采用Stber方法合成的SiO_2纳米颗粒的平均粒径为104 nm;氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)处理后的SiO_2纳米颗粒在石蜡乳滴上排列的更加紧密有序,提高了改性效率;当两亲SiO_2纳米颗粒浓度达到0.6%时,两亲SiO_2纳米颗粒在界面上的吸附达到饱和,此时表面张力平衡值下降到32.7 m N/m,展现出良好的界面活性;泡沫性能测试结果表明,两亲颗粒有效地抑制了气泡合并、歧化作用和液膜排液,制备的泡沫具有良好的稳定性。     

改性SiO_2纳米颗粒沸腾沉积层的形成原理及其沸腾换热

实验研究了改性SiO_2纳米流体液滴蒸发后的沉积图案,以及改性SiO_2纳米颗粒沸腾沉积层对沸腾换热的影响。液滴蒸发实验研究表明:改性官能团会影响改性SiO_2纳米颗粒是否吸附在液-气界面,从而推断出在沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。沸腾实验研究结果表明:用聚乙二醇基团改性的SiO_2纳米颗粒沸腾沉积层使加热面的平均粗糙度从160 nm大幅增长到977 nm,且能增强纯水的沸腾传热系数;而用磺酸基团改性的SiO_2纳米颗粒沸腾沉积层对加热面的平均粗糙度的改变不明显,只使其增大了60 nm,且恶化了纯水的沸腾传热系数。通过沸腾换热实验结果较好地验证了通过液滴蒸发实验推断出的沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。     

聚酰胺酰亚胺/二氧化硅复合材料的制备及性能

将二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒用阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰后,加入到含有L–丙氨酸的新型光学活性聚酰胺酰亚胺(PAI)中,采用新型超声波空化技术,制备出一种功能性的PAI/SiO_2复合材料。研究了SiO_2纳米颗粒含量对复合材料的复合情况和耐热性能的影响。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪等对复合材料的结构、表面形貌和热稳定性进行表征。结果表明,SiO_2纳米颗粒与PAI成功复合;当SiO_2纳米颗粒含量为10%时,复合材料的表面形貌最佳,SiO_2纳米颗粒均匀分散在PAI基体中;复合材料失重10%时,热分解温度可达410℃,800℃下的残炭率为45.0%,极限氧指数为35.5%,热稳定性有了一定的提升。     

聚结材料对油品脱水的影响

以玻璃纤维、金属滤芯和金属θ环为油品脱水的聚结材料,实验研究了材料尺寸、表面特性、处理负荷、体系的初始含水量等对脱水率的影响.结果表明,聚结材料的尺寸越小,分离效果越好;材料的表面润湿性和材料的尺寸是影响聚结分离的重要因素,经处理的玻璃纤维比未处理的分离效率高20%左右;在流速较小时油品脱水率可达80%左右;油水体系的初始含水量越高,聚结分离效果越明显.     

复合电解质溶液中纳米SiO2颗粒分散性及其表面动电电位

针对含有纳米二氧化硅(n-SiO2)颗粒的硫酸镍盐复合电解质溶液,研究了溶液n-SiO2颗粒的分散性、动电电位(ζ)及其影响因素.结果表明复合电解质溶液中SiO2颗粒表面ζ电位值为负值,且其绝对值随着pH值增大而增大;ζ电位影响纳米颗粒在溶液中的分散稳定性.电解质浓度影响纳米颗粒的分散性,在以Na2SO4溶液为稀释剂时,电解质中SO42-浓度为0.125 mol/L时,溶液中颗粒粒度分布范围最小,小尺寸颗粒含量最高;颗粒粒径分散效果与前处理溶液中纳米颗粒含量有关,前处理料浆中纳米颗粒含量越低,其粒度越小,分散效果越好.     

电沉积制备Ni-W-Al2O3纳米复合镀层的初步研究

初步研究了电沉积Ni-W-Al2O3纳米复合镀层的制备工艺。考察了纳米粒子的分散方式、纳米粒子在镀液中的浓度以及镀液温度对沉积速度、复合量及镀层形貌的影响。结果表明:纳米粒子加入镀液前超声分散1h、施镀时对镀液采用超声搅拌效果最佳;纳米粒子在镀液中的含量为15g/L时沉积速率最大,为2.88g/(dm2·h);镀液温度为75~80°C时沉积速率较大且较稳定,且当施镀温度为75°C时镀层表面均匀有光泽,呈银白色。     

SiO2-乙醇纳米流体重力热管传热性能的试验研究

在Maxwell所提出的关于悬浮液导热系数的模型的基础上考虑了布朗运动、纳米颗粒之间的团聚和固液界面液膜层内液体分子规则排列对纳米流体导热系数的影响,研究了SiO_2-乙醇纳米流体的热传导性能,推导出了纳米流体导热公式,在不同质量分数、不同充液率以及不同粒径下对单管传热进行试验研究。结果表明:改进后的模型导热系数比原模型更大;相同粒径和充液率的纳米流体,质量分数在1.5%时传热效果最好;相同粒径和浓度的纳米流体,充液率32%时传热效果最好;相同浓度和充液率的纳米流体,15～20nm的SiO_2纳米流体传热效果更高。纳米流体的传热系数随着纳米颗粒平均粒径的减小而增大,这与推导的模型结果相符合。     

疏水型SiO_2纳米颗粒的稳泡性研究

针对泡沫驱油技术中存在的泡沫稳定性问题,对纳米颗粒部分取代表面活性剂发泡和稳泡,以提高泡沫稳定性进行了研究。将不同型号的亲水性和疏水性SiO_2纳米颗粒分别与表面活性剂α-烯基磺酸钠(AOS)溶液复配,进行泡沫观察试验,考察了SiO_2纳米颗粒与AOS复配后对N_2泡沫稳定性的影响。结果表明:单独的亲水性纳米二氧化硅颗粒不能发泡稳泡,能在较低浓度的AOS溶液中起到一定的稳泡作用,但效果不理想;而疏水性纳米SiO_2颗粒虽不能单独发泡,但可以部分取代AOS表面活性剂,大大提高泡沫的稳定性。通过对不同浓度的纳米颗粒与AOS表面活性剂复配后的稳泡性能对比,得到泡沫驱油稳泡剂的最佳配比(质量分数)为0.04%AOS+0.10%SiO_2。研究结果对于泡沫驱油稳泡剂的优选具有一定的指导意义。     

纳米SiO_2颗粒表面疏水化改性与调控

以原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用St?ber法,制备出分布均匀、粒径大小可控的纳米SiO_2颗粒,探讨了氨水用量、改性剂用量、反应温度以及反应时间对其粒径的影响。以二氯二甲基硅烷作为纳米SiO_2的修饰改性剂,采用激光粒度仪和接触角测量仪对纳米SiO_2颗粒粒径和接触角进行了表征。结果表明,St?ber法制备的纳米SiO_2颗粒粒径平均在40 nm,当氨水用量逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐增大;当反应温度逐渐升高时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐减小;当反应时间逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径呈现逐渐增大的趋势,后趋于稳定。改性实验结果表明,纳米SiO_2接触角随改性剂二氯二甲基硅烷用量的增加而变大,其接触角在40.9～146.1°范围内可调。当二氯二甲基硅烷的用量为7.5%时,接触角达到最大值146.1°。修饰改性后纳米SiO_2颗粒可减少其团聚,颗粒更加分散均匀,由此实现了通过改性剂加量对纳米SiO_2颗粒表面润湿性的调控。     

纳米SiO_2颗粒表面疏水化改性与调控

以原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用St?ber法,制备出分布均匀、粒径大小可控的纳米SiO_2颗粒,探讨了氨水用量、改性剂用量、反应温度以及反应时间对其粒径的影响。以二氯二甲基硅烷作为纳米SiO_2的修饰改性剂,采用激光粒度仪和接触角测量仪对纳米SiO_2颗粒粒径和接触角进行了表征。结果表明,St?ber法制备的纳米SiO_2颗粒粒径平均在40 nm,当氨水用量逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐增大;当反应温度逐渐升高时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐减小;当反应时间逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径呈现逐渐增大的趋势,后趋于稳定。改性实验结果表明,纳米SiO_2接触角随改性剂二氯二甲基硅烷用量的增加而变大,其接触角在40.9～146.1°范围内可调。当二氯二甲基硅烷的用量为7.5%时,接触角达到最大值146.1°。修饰改性后纳米SiO_2颗粒可减少其团聚,颗粒更加分散均匀,由此实现了通过改性剂加量对纳米SiO_2颗粒表面润湿性的调控。     

利用多重光散射法对纳米TiO2水分散体系稳定性研究

通过多重光散射法研究了纳米TiO2水分散体系稳定性的影响因素。文章探讨了分散剂类型、pH和NaCl质量浓度对水分散体系稳定性的影响规律以及分散剂对纳米TiO2颗粒在水分散液中粒径变化、沉降的微观作用特性。结果表明：纳米TiO2颗粒的粒径在100～200 nm时易相互吸附团聚沉降,分散剂会在纳米TiO2颗粒表面吸附形成双电层,产生更大Zeta电位负值,增强颗粒间的排斥作用,减缓粒径增长和发生沉降的作用,从而提升分散液稳定性;纳米TiO2颗粒的较佳分散条件为：w(六偏磷酸钠)=0.05%,pH=9～10且不加电解质NaCl;多重光散射法与传统的吸光度测试实验所得结果基本相符。     

水基SiO_2纳米流体沸腾换热特性

纳米流体作为新型换热介质可广泛应用于多个领域。现有研究结果表明导致纳米流体沸腾换热性能变化的因素主要在于纳米颗粒在换热表面的沉积、加热表面粗糙度、表面张力、内部能量传递、气泡形成条件等。对水基SiO_2纳米流体进行池沸腾实验研究,得到SiO_2/水纳米流体与纯基液-去离子水核态沸腾换热特性的区别,比较不同颗粒粒径对纳米流体换热特性影响。结果表明:对于低浓度纳米流体,添加纳米颗粒后流体的换热特性与纯基液在相同条件下进行核态沸腾时的换热特性有较大差异,不同粒径之间换热特性变化明显,随着粒径的增加呈非线性增长趋势,随着热通量增大纳米颗粒粒径对换热特性的影响趋势增大。     

彩喷打印纸用二氧化硅分散液

通过探讨转速、分散液浓度、分散时间和分散剂用量等对微米SiO2和纳米SiO2分散效果的影响，得出分散液浓度是影响分散效果的最重要因素，微米二氧化硅分散液的稳定性要明显优于纳米二氧化硅分散液。微米二氧化硅的适宜分散质量分数为15％，合理的存放时间为不超过2h；纳米二氧化硅适宜的分散浓度为10％，合理的存放时间为不超过1h。     

纳米颗粒对氨水鼓泡吸收CO_2影响的实验研究

为探究纳米颗粒对氨水吸收CO_2的影响,采用两步法配制了不同基液质量分数、不同纳米颗粒添加量的纳米流体,搭建了氨水鼓泡吸收CO_2的实验装置。分别测试了CO_2在纳米颗粒质量分数为1—8 g/L的TiO_2,CuO,SiO_2的纳米流体中尾气中CO_2吸收情况,并与空白吸收溶液进行对比,得出纳米颗粒的添加量、纳米颗粒种类、基液质量浓度等因素对脱除效率、脱除速率的影响。实验结果表明:添加TiO_2纳米颗粒能够增大脱除效率和脱除速率,脱除效率和脱除速率都随着颗粒添加量的增加先增大后减小,存在一个最佳固含量;SiO_2纳米流体更多地表现出的是对反应的抑制作用;CuO纳米流体其增强因子始终在1附近,未表现明显的增强或抑制作用;最佳固含量随着基液质量分数的增大而逐渐减小。结合实验结果对其机理进行了分析。