二氧化硅晶面对甲基铝氧烷吸附行为分析

采用Material Studios对二氧化硅形成的三种晶面进行计算,并模拟甲基铝氧烷(MAO)在不同晶面产生的吸附行为。结果表明,当形成不同的晶面时,二氧化硅晶体的带宽变宽,表明频带中电子的有效质量越小,非局域性越大,并且频带的原子轨道扩展越强。MAO在SiO_2(100)面吸附形成的带隙为0.016eV,在Si(110)面吸附形成的带隙为0.086eV,而在SiO_2(111)面形成的带隙为0.180eV,表明MAO在SiO_2(111)面产生的吸附最强。MAO在SiO_2(111)形成的吸附行为与自由羟基形成映衬,而自由羟基的减少是由桥连羟基随机缩合反应导致。     

方石英不同晶面对MAO的吸附研究

通过密度泛函数理论(DFT)对方石英不同晶面进行优化,考察甲基铝氧烷(MAO)在方石英不同晶面产生的吸附。结果表明,MAO在SiO_2(100)面可产生四个吸附点,在SiO_2(110)面可产生两个吸附点,而在SiO_2(111)面仅能产生一个吸附点。不同晶面内氧原子的空间分布及形成的Al-O键键长是导致上述吸附点不同的主要原因。根据MAO在不同晶面产生的化学吸附能可知,MAO在SiO_2(111)面产生的化学吸附能最大,吸附最稳定。     

LDHs对MAO的吸附性能研究

水滑石(LDHs)受热时有序层状结构被破坏,比表面积增加,孔体积增加,依据水滑石这一特性可用于对载体硅胶进行改性。采用密度泛函数理论(DFT)软件模拟MAO在LDHs不同晶面上的吸附,并对吸附过程中产生的能量变化进行计算。结果表明:LDHs不同晶面结构均可得到优化;MAO在LDHs(110)晶面产生5个吸附点,在LDHs(100)产生2个吸附点,而在LDHs(111)晶面产生了6个吸附点,并且产生的吸附能最大,吸附效果最好。因此,可将LDHs应用于载体硅胶改性,以提高载体硅胶的比表面积及对MAO的吸附性能。     

纳米SiO2浆料中半导体硅片的化学机械抛光速率及抛光机理

采用电化学方法,研究了SiO2浆料pH值、H2O2浓度、固体含量以及抛光转速、压力和时间等不同抛光工艺参数对n型半导体单晶硅片(100)和(111)晶面化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)去除速率的影响和作用机理.结果表明:抛光速率随SiO2固体含量、抛光转速及压力的增加而增大,随抛光时间的增加而减小;在pH值为10.5和H2O2为1%(体积分数)时,抛光速率出现最大值;相同抛光工艺条件下(100)晶面的抛光速率远大于(111)晶面.半导体硅片CMP过程是按照成膜(化学腐蚀作用)→去膜(机械磨削作用)→再成膜→再去膜的方式进行,直到最终全局平坦化.实验所获得适合n型半导体硅片CMP的优化工艺参数为:5%～10% SiO2(质量分数),pH=10.5,1%H2O2,压力为40 kPa及(110)晶面和(111)晶面的抛光转速分别为100 r/min和200 r/min;在该条件下10% SiO2浆料中抛光30 min得到的抛光硅片的表面粗糙度为0.7 nm左右.     

CaSO4表面吸附CH2O2机理的密度泛函研究

基于密度泛函理论的第一性原理优化了CaSO4 (100),(010)和(110)晶面结构,计算了晶面与CH2O2反应吸附能,得出(010)晶面能量最低,吸附最为稳定,发生了化学吸附.通过对CH2O2吸附方式的假设和计算,发现最佳吸附方式为CH2O2分子C=O结构中的氧原子被晶面(010)上的钙原子的垂直吸附,且为化学吸附.吸附机理主要表现为CH2O2中羧基的O原子的2p轨道和H原子1s轨道中的电子向晶体表面(010)上Ca原子的3d轨道发生了转移,从而形成杂化轨道.     

X射线衍射法对树脂炭微观结构测试分析

用X射线衍射法对不同条件下制备的酚醛和糠醛树脂炭进行了测试分析.酚醛树脂620 ℃炭化处理后样品开始出现微弱的(100)晶面衍射峰,表明已产生了一些石墨微晶.当炭化温度达1 000 ℃时,(006)和(110)晶面衍射峰也开始出现.但从总的趋势上看,1 000 ℃处理的酚醛树脂炭化产物石墨化程度还较低,仍属于无定形炭范围.620 ℃炭化处理的糠醇炭化样品则出现了明显尖锐的(100)晶面特征衍射峰,同时在衍射角为65°和82°附近,还发现了(110)晶面和(006)晶面产生.在较低温度炭化处理后能同时观察到几种表征石墨化程度的特征衍射峰,表明糠醇树脂是一种较易石墨化的有机高分子材料.     

聚乙二醇在硅酸二钙表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了在真空和水溶液环境下聚乙二醇在β-2CaO·SiO₂表面吸附的规律及其机理。在真空环境下聚乙二醇与β-2CaO·SiO₂不同晶面的吸附强弱顺序依次为:(110)>(010)>(011)>(001)≈(101)>(100);而在水溶液环境下其吸附强弱顺序为:(010)≈(110)≈(001)>(011)>(101)>(100)。真空和水溶液环境下在343～363 K时温度对聚乙二醇与β-2CaO·SiO₂(110)晶面相互作用时的单位面积吸附能影响不大,但当在聚合物链节数较小时单位面积吸附能随链节数的增加而明显增加。在水溶液的环境中,分别构造了β-2CaO·SiO₂和聚乙二醇与水分子的径向分布函数,水分子与聚合物、β-2CaO·SiO₂表面之间都存在吸附能,由于水分子较小,其对聚合物与晶面的吸附产生排斥作用,导致聚合物在水环境中与硅酸二钙晶体吸附能降低。     

甲醛在Pd(111)与Pd(100)晶面上氧化的计算化学研究

使用密度泛函理论对甲醛分子在Pd(111)晶面与Pd(100)晶面的氧化反应机理进行研究,结果表明,Pd(100)晶面相比于Pd(111)晶面更有利于甲醛分子的氧化,为进一步合理设计甲醛氧化贵金属催化剂提供了理论依据。     

Ag/Cu耦合催化剂的Cu晶面调控用于电催化二氧化碳还原

电催化二氧化碳还原是降低大气中二氧化碳浓度和缓解温室效应的有效方法。然而，将CO₂电还原为具有高附加值和高能量密度的碳氢化合物或燃料(C₂₊产物)仍然具有十足的挑战性。为了降低大气中二氧化碳浓度和将其转换为有价值的工业品，本文通过优化Ag/Cu耦合催化剂中Cu的晶面，有效地促进了其还原CO₂至C₂H₄和C₂H₅OH等C₂₊产物。利用暴露Cu₂O(100)晶面的Ag/Cu₂O-(100)，暴露Cu₂O(111)晶面的Ag/Cu₂O-(111)以及具有Cu₂O(100)和(111)晶面的Ag/Cu₂O-(100/111)还原制备得到了三种具有不同Cu晶面的Ag/Cu耦合催化剂。控制Cu/Ag比均为30∶1，采用H型电解槽，在CO₂饱和的0.1mol/L KHCO     

用硼泥制备多孔二氧化硅及其性能表征

以硼泥为原料,采用盐酸酸浸法制备了多孔二氧化硅,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和氮吸附脱附手段对其结构与性能进行了表征,通过吸附水中罗丹明B来测试其吸附性能.结果表明,多孔二氧化硅中SiO2含量为86.04％,且以无定形SiO2为主;其结构蓬松,存在大量狭缝孔,孔径在2～ 39 nm之间连续分布,吸附平均孔径为6.992 nm,BET多点比表面积为147 m2/g;多孔二氧化硅对水中罗丹明B的吸附性能较好,浓度为30 mg/L时吸附量为1.23 mg/g.     

CeO2表面的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的CASTEP程序和超晶胞模型,用LDA近似方法对CeO2晶胞及其表面结构进行了优化计算。在优化的CeO2晶胞上,计算了CeO2(111)、(110)和(100)不同终端六个表面的原子和电子结构.通过对表面相对能和电子态密度的分析,发现以桥氧为端面的CeO2(111)面的表面能为1.00 J/m2,其电子态密度图与体相的相似,是CeO2最稳定表面。     

聚氨酯／二氧化硅复合材料研究进展

综述了二氧化硅的表面改性方法和聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO2)复合材料的主要制备方法,讨论了不同粒径、不同形态的SiO2以及表面改性方法对PU/SiO2复合材料性能的影响,介绍了PU/SiO2复合材料的应用,并展望了其发展前景.     

表面处理方式对纳米SiO_2/PS复合粒子粒径及分布的影响

纳米SiO2粒子进行表面处理时所用表面活性剂的种类及用量直接影响二氧化硅/聚苯乙烯(SiO2/PS)复合粒子的粒径及分布。纳米SiO2粒子在超声波场作用下经十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)处理后,可在纳米SiO2粒子表面形成单体和引发剂的富集区,在适当条件下引发以纳米SiO2粒子为核心的原位分散聚合反应。当纳米SiO2粒子对CTAB的吸附与初级粒子对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K-30的吸附达到动态平衡时,制备出的SiO2/PS复合粒子表面光滑,分散性好,仅有少量的游离纳米SiO2粒子存在,大部分纳米SiO2粒子被PS包裹。     

退火工艺对Pb(Zr_(0.55)Ti_(0.45))O_3铁电薄膜结晶取向的影响

用射频磁控溅射法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si上成功的制备了Pb(zr0.55Ti0.45)O3(PZT)铁电薄膜,通过传统退火(CFA)和快速退火(RTA)不同的退火方式,获得了(100)和(111)择优取向的铁电薄膜。对薄膜电学特性的测试表明,薄膜的织构对其电学性能有很大影响,(111)取向的薄膜与(100)取向的薄膜相比,剩余极化Pr和矫顽场Ec较大,但抗疲劳特性却较差。     

新型高效铜催化剂助力二氧化碳“变废为宝”

<正>中国科学技术大学高敏锐教授课题组合成一系列暴露不同铜(100)和铜(111)晶面比例的铜催化剂,发现铜(100)/铜(111)的界面位点相比于单一的晶面展现了显著增强的催化碳-碳电化学耦联性能,对于利用二氧化碳制备多碳燃料具有重要意义。相关成果发表于《美国化学会志》。     

CTAB对水热合成立方磷酸铋晶体及其界面结构的影响

采用水热法生长了立方磷酸铋晶体。研究了Bi与P摩尔比、合成温度、溶液p H值和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度对软铋矿结构的立方磷酸铋晶体物相和晶面结构的影响。结果表明:Bi与P摩尔比为2:1和6:1,以及p H值为13和14时有利于立方磷酸铋的生成;CTAB的存在对晶体(100)面的生长有一定的抑制作用,同时会导致晶体出现(111)晶面。CTAB和温度同时变化时,(111)晶面由光滑晶面变为粗糙晶面。生长机制的变化是由于CTAB的存在导致阴离子生长基元的聚合以及CTAB与(111)晶面的相互作用。     

工艺参数对电解提纯铜层织构的影响

在硫酸铜电解液中加入硫酸钠,利用电沉积和X-射线衍射方法研究了不同提纯铜工艺制备的铜镀层及织构特征。结果表明,织构度受到电流密度、镀层厚度和温度的影响,在较小的电流密度、较高温度及在较薄厚度的铜镀层得到(111)晶面择优取向,在较高的电流密度及在镀层δ达到30μm时得到(220)晶面择优取向,而且铜镀层(220)晶面比(111)晶面更易保留,(220)晶面使纯铜能获得更好的电化学性能,保持纯铜晶面的择优取向对铜在半导体的应用产生了深远的影响。     

键合剂对HTPB与Al/Al2O3之间界面作用的分子模拟

采用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场,研究了键合剂对丁羟推进剂中端羟基聚丁二烯(HTPB)与Al/Al2O3之间界面的吸附能与力学性能.结果表明,键合剂在Al2O3晶面的吸附能高于HTPB在Al2O3晶面的吸附能,而在Al晶面的规律并不明显.键合剂(TEA)与HTPB在Al2O3晶面吸附能远高于在Al晶面,Al2O3晶体(010)晶面高于 (001)晶面,Al晶体(001)晶面高于(011)晶面.两晶面中吸附能愈高,力学性能愈好.几种键合剂对吸附体系力学性能(弹性模量)的作用次序:TAZ＞TEA＞MAPO·HAC＞MAPO＞HX-752.     

二氧化硅气凝胶对硫酸庆大霉素的吸附和释放

用常压干燥法制备了二氧化硅(SiO2)气凝胶.用扫描电镜、Brunauer-Emmett-Telier法和红外光谱表征不同温度热处理的SiO2气凝胶的微观结构、比表面积和表面基团.研究了不同温度处理的SiO2气凝胶对硫酸庆大霉素的吸附性能.用紫外-可见分光光度计测试了SiO2气凝胶对硫酸庆大霉素的释放率.结果表明:500 ℃处理后的SiO2气凝胶微观结构更加均匀,而且骨架颗粒减小,微孔数量增加,具有较强的亲水性和较大的比表面积.500 ℃处理后的SiO2气凝胶具有较高的载药率(55%)和较低的释放速率(48 h内释放82%).说明常压干燥法制备的SiO2气凝胶作为药物载体是可行的.     

SiO2/P(SMA-co-MMA-co-BA)树脂的制备及氯代烃吸附性能

采用悬浮聚合法制备了一种二氧化硅/聚(甲基丙烯酸十八烷基酯-co-甲基丙烯酸甲酯-co-丙烯酸丁酯)〔SiO2/P(SMA-co-MMA-co-BA)〕树脂，用于水体中氯代烃的吸附去除。通过单因素实验法研究了未改性SiO2粒径和改性SiO2用量对树脂吸附性能的影响，并利用FTIR、界面参数、SEM和BET等对材料的结构进行表征。结果表明：树脂对氯代烃的吸附选择性强、吸附速率快，且当负载的未改性SiO2粒径为50 nm、改性SiO2用量为丙烯酸酯单体总质量的1.5%时，改性树脂在6 h内对CH2Cl2、CHCl3、CCl4和C2Cl4的最大吸附倍率分别可以达到49.10、56.41、46.50和43.45 g/g，与未经SiO2改性的树脂相比吸附能力分别提高了62.91%、49.23%、42.86%和54.08%；并且经过10次吸脱附循环后，改性树脂对CHCl3的吸附倍率仍有50.30 g/g，与未经SiO2改性的树脂相比其再生性能提高了42.21%。