在泡沫碳化硅载体上原位生长silicalite-1型沸石晶体

以多晶硅颗粒为硅源,在泡沫碳化硅载体上原位水热合成silicalite-1型沸石晶体。研究了硅颗粒加入量、NaOH浓度以及合成时间等因素对沸石晶体的负载量、晶体尺寸和沸石晶体/泡沫碳化硅复合材料比表面积的影响。结果表明,以多晶硅颗粒为硅源控制硅酸根的释放速度,使沸石晶体在碳化硅载体表面异质界面形核,从而实现沸石晶体在泡沫碳化硅载体表面的连续生长;当多晶硅量过少时,溶液中的硅酸根浓度过低,不能在载体表面形成连续生长的沸石层;而当多晶硅量过大时,溶液中硅的浓度过高,部分沸石晶体在溶液当中形核,使沸石晶体在载体表面的负载量下降;提高溶液中NaOH的浓度,加快硅的溶解,使溶液中硅的饱和浓度升高,沸石晶体的形核率也随之升高,使沸石晶体的负载量增加。在最优条件下制备的silicalite-1/泡沫碳化硅复合材料其沸石晶体的比表面积为81.28 m~2g~(-1)。     

在泡沫碳化硅载体上原位生长silicalite-1型沸石晶体

以多晶硅颗粒为硅源, 在泡沫碳化硅载体上原位水热合成silicalite--1型沸石晶体。研究了硅颗粒加入量、NaOH浓度以及合成时间等因素对沸石晶体的负载量、晶体尺寸和沸石晶体/泡沫碳化硅复合材料比表面积的影响。结果表明,
以多晶硅颗粒为硅源控制硅酸根的释放速度, 使沸石晶体在碳化硅载体表面异质界面形核, 从而实现沸石晶体在泡沫碳化硅载体表面的连续生长; 当多晶硅量过少时, 溶液中的硅酸根浓度过低, 不能在载体表面形成连续生长的沸石层;
而当多晶硅量过大时, 溶液中硅的浓度过高, 部分沸石晶体在溶液当中形核, 使沸石晶体在载体表面的负载量下降; 提高溶液中NaOH的浓度, 加快硅的溶解, 使溶液中硅的饱和浓度升高, 沸石晶体的形核率也随之升高, 使沸石晶体的负载量增加。在最优条件下制备的silicalite--1/泡沫碳化硅复合材料其沸石晶体的比表面积为81.28 m²g^-1。     

添加有机胺对钛硅沸石的合成和催化性能的影响

在用合成TS-2后的过滤液（简称母液）添加其它有机胺作模板剂合成钛硅沸石的研究中,发现添加四乙基氢氧化铵（TEAOH）溶液有促进TS-2沸石晶粒显著长大和骨架钛含量提高的作用;加乙二胺使合成的TS-2中混有少量的TS-1杂晶;加入正二丙胺合成的沸石已完全转晶为TS-1,而且其晶体形貌也有显著的改变．这种添加效应进而影响钛硅沸石作为苯酚羟基化的氧化催化剂和作为氧化苯乙烯重排反应的弱酸催化剂的催化性能．     

水热法合成4A沸石的相变/纳米聚合生长过程及其机理研究

用廉价的硅铝系渣料为原料,通过水热法合成了4A沸石,根据不同时间的晶化反 应产物,用XRD、SEM等表征手段对4A沸石的形成机理及晶体长大过程进行了研究,结果 表明:①该反应过程的机理属前驱体固相→硅酸根或铝酸根液相→P型沸石晶相→P型沸石 向A型沸石的相变→A型沸石向P型沸石逆相变;②4A沸石晶体的长大是通过纳米聚合生 长的结果.     

无模板剂二次生长法制备可调大孔的沸石泡沫

利用聚氨酯泡沫为模板,经纳米silicalite-1沸石晶种化后,在不含有机模板剂的凝胶体系中进行二次生长,制备了具有丰富可调大孔的ZSM-5沸石材料,该材料保持了聚氨酯泡沫模板的大孔结构.这种沸石构建的大孔材料可以在一定程度上消除扩散限制,有望使沸石在吸附、分离以及催化领域能够得到更有效的利用.     

晶化起始物料对合成镁碱沸石膜的影响及其渗透分离性能的研究

采用二次水热合成法,在大孔的α-Al2O3载体上合成了连续致密的镁碱沸石膜.采用XRD,SEM以及单组分气体渗透试验对所合成的膜进行表征,并研究了不同晶化起始物料对合成镁碱沸石膜的影响.结果表明,当使用十八水硫酸铝作为固定的铝源,研究不同硅源的影响时,使用正硅酸乙酯作为硅源,很难在载体表面形成连续的镁碱沸石膜,而使用水玻璃和硅溶胶作为硅源合成出的膜则具有较好的连续性和致密性;当改变铝源时,单质铝和氯化铝无法合成镁碱沸石膜或无法合成纯的镁碱沸石膜,而使用硫酸铝、铝酸钠和异丙醇铝则可以合成纯的镁碱沸石膜.并且,合成的膜的致密性存在差异,按所合成的镁碱沸石膜的致密性由好到坏的顺序所采用的铝源分别为:十八水硫酸铝,异丙醇铝,铝酸钠.     

用于蛋白质结晶的形核剂研究综述

获取蛋白质晶体是蛋白质三维结构解析、医疗药品生产、自组装纳米体系构建等过程中重要的步骤。例如,利用X射线衍射技术对蛋白质进行三维结构解析时,首先需要通过结晶条件筛选,获得质量较高的蛋白质晶体,进而进行衍射得到蛋白质结构相关信息。蛋白质结晶需要经历从未饱和区经亚稳区至形核区的形核过程以及从形核区到亚稳区的生长成熟过程。在整个蛋白质结晶过程中,形核过程是至关重要的一步。均相形核过程中,结晶体系中各个部分形核概率相同,当蛋白质结晶体系中溶液的过饱和度足够克服形核势垒时,在形核区发生成核,因而在低浓度的结晶溶液体系中,均相形核存在一定的局限性。形核剂的添加使蛋白质晶体异相形核,相较于均相形核其需要克服的阻力小,形核势垒低。因而形核剂的使用对于难结晶蛋白或者起始浓度过低的蛋白质结晶具有重要意义。随着结构生物学的发展,形核剂在蛋白质结晶中的研究仍是结晶方法学领域的热点问题。多孔微球对蛋白质分子的吸附作用有利于无序蛋白质分子团簇的形成,进而促进蛋白质形核。添加多孔微球不但可以增加结晶条件筛选数,也可以提高晶体质量。促进蛋白质分子有序排列的形核剂籽晶的使用,使晶体的形核生长过程始终处于结晶体系溶液浓度较低的状态,而交联的籽晶因为稳定性更高而更有应用前景。新型交互扩散结晶板中,蛋白质结晶体系通过一个较缓慢的交互扩散过程实现蛋白质结晶溶液浓度的变化,并且结晶体系可达到共平衡,因而能显著提高蛋白质晶体结晶条件筛选数和晶体质量:蛋白酶K结晶条件数由39个提升至47个,分辨率由1.66提升至1.54。利用基底材料的一些特性,如静电作用、疏水作用和氢键,可以起到促进蛋白质分子聚集的功能,从而促进形核。本文从物理作用和化学作用两个角度详细总结了形核剂对蛋白质结晶的影响,并展望了该领域的发展前景及研究方向。     

泡沫碳化硅陶瓷表面纳米多孔碳化硅涂层的制备

利用硅改性树脂中硅元素和碳元素分子级均匀分散的特征,以硅改性树脂为涂层原料,在泡沫碳化硅陶瓷表面原位生成了多孔碳化硅活性涂层。在加入适量活性炭颗粒的条件下,在泡沫碳化硅陶瓷表面得到了性能良好的纳米碳化硅涂层,适合作为催化剂载体。相反,在没有活性炭颗粒加入的情况下,所得涂层龟裂、结合强度低,且碳化硅团聚成片,比表面积小。     

碳化硅泡沫陶瓷的制备

碳化硅泡沫陶瓷具有气孔率高、热稳定性好等优良性能,被广泛用作金属溶液过滤器、高温气体和离子交换过滤器、催化剂载体等.重点介绍了碳化硅泡沫陶瓷的种类,阐述了碳化硅泡沫陶瓷的制备方法和影响碳化硅泡沫陶瓷产品性能的因素,展望了碳化硅泡沫陶瓷的发展前景.     

硅酸根分析仪上/下标的意义及硫酸铜法的局限性

硅酸根分析仪是利用硅酸根与染色试剂反应,生成硅钼蓝,再通过朗伯-比尔定律,建立吸光度-浓度校准曲线,实现硅酸根浓度的检测。由于硅酸根标准溶液配置繁琐且不稳定,有两种近似方法替代标液建立曲线,一种是利用空白水(对应仪器下标C下标)与内置滤光片(对应仪器上标C上标)对应的特定浓度值,另一种是利用硫酸铜与硅钼蓝吸收峰相似,某浓度硫酸铜溶液等同于特定浓度硅酸根标液。当所用染色试剂发生变化,两种方法的结果都会受到影响。硫酸铜法虽然不能完全取代硅钼蓝法用于校准曲线的建立,但其较好的稳定性可用于仪器重复性、稳定性等指标的考察。     

原位合成莫来石晶须增强碳化硅泡沫陶瓷

以碳化硅粉、氧化铝、高岭土为主要原料,采用有机泡沫浸渍法制备出碳化硅泡沫陶瓷坯体,经原位合成反应法在碳化硅泡沫陶瓷内生成莫来石晶须,研究反应温度对莫来石晶须合成的影响,以及莫来石的理论设计含量对泡沫陶瓷的抗压强度和抗热震性能的影响。结果表明:在1 450℃下形成的莫来石晶须直径约为0.5~1.8μm,长径比约为8~30。当莫来石理论设计质量分数为25%时,泡沫陶瓷的抗压强度为1.76MPa,抗热震性能为15次。     

泡沫碳化硅陶瓷的导电性能

采用高分子热解和反应烧结方法制备出泡沫碳化硅陶瓷，研究了泡沫碳化硅陶瓷的体积分数变化和钛的掺杂对泡沫碳化硅陶瓷骨架导电性能的影响．结果表明：随着泡沫碳化硅陶瓷的体积分数提高，泡沫碳化硅陶瓷的电阻率降低，这是泡沫碳化硅陶瓷筋中部碳化硅的面积增加所引起的；掺杂的钛转变成TiSi2导电相改善了泡沫碳化硅陶瓷的导电性能．TiSi2呈现离散和团聚两种形态分布，以不规则的形状位于碳化硅晶界之间，在碳化硅中作为施主杂质．泡沫碳化硅陶瓷表现出的正或负温度系数取决与掺杂的钛量的多少．     

Wear-mechanical properties of filler-added liquid silicon infiltration C/C–SiC composites

A carbon fiber reinforced silicon carbide matrix (C/C–SiC) composites material was manufactured by introducing a filler into the liquid silicon infiltration (LSI) process. The filler consisted of Si:Carbon black = 1:1 mixed with a phenol resin. Use of the filler resulted in a negligible reduction in the residual free Si of approximately 0.7% but increased 15% of reacted SiC amount. Dilatometer and X-ray diffraction (XRD) evaluations also confirmed improved formation of reaction-bonded silicon carbide (SiC) in the matrix. The wear rate was decreased more than 2.5-fold, indicating significantly improved wear-resistance properties. However, flexural strength gradually decreased and fiber damage was observed in fracture surface with increases in filler content.     

Biomimetic synthesis of cellular SiC based ceramics from plant precursor

A novel biomimetic approach in designing and fabricating engineering ceramic materials has gained much interest in recent times. Following this approach, synthesis has been made of dense Si-SiC duplex ceramic composites and highly porous SiC ceramics in the image of the morphological features inherent in the caudex stem of a local monocotyledonous plant. The process route involves making of a carbonaceous biopreform and its subsequent reaction with an infiltrating silicon melt to yield the biomorphic Si-SiC ceramic composites with flexural strength and Young’s modulus of 264 MPa and 247 Gpa, respectively and loss in weight of only ∼9% during oxidative heating up to 1200°C in flowing air. The Si-SiC composites were transformed into porous (49 vol.%) SiC ceramics with complete preservation of microcellular anatomy of the parent plant, by depleting residual silicon phase in channel pores through reaction with carbon. SiC based materials so derived can be used in structural applications and in designing high temperature filters and catalyst supports.     

Foam structure to improve microwave absorption properties of silicon carbide/carbon material

Foam structure materials are well known for their lightweight,efficient,and broadband microwave absorption properties compared to bulk material.However,little has been understood about the effect of a foam structure on the absorption performance of the foam material.In this study,the role of foam structure properties of the silicon carbide/carbon(SiC/C) foam material on microwave absorption is explored using experiment and simulation.We find that the foam structure of SiC/C foam material causes diffraction,multiple reflections,improves the interfacial polarization,and compatibilization.The absorption performance of SiC/C foam material is also studied.The-10 dB effective absorption bandwidth can be adjusted from 4.0 GHz to 18 GHz by tuning SiC/C foam material thickness to 3-7 mm.Therefore,the foam structure design is an effective way to improve the absorption performance of the SiC/C foam material.     

Thermal cycling of siliconized-SiC at high temperatures

Thermal cycling (between 1340 °C and 1480 °C) experiments were conducted using two types of reaction-bonded (siliconized) silicon carbide. A commercial material (Crystar^TM) and various silicon carbide pieces that had been joined together using electrophoretic deposition (EPD) followed by reaction bonding were evaluated. During the thermal cycling, residual free silicon metal rapidly vaporized from the Crystar^TM and cracks developed within its large SiC grains. In contrast, the EPD/reaction-bonded silicon carbide joints did not lose an observable amount of their residual silicon nor develop cracks. The reduced loss was attributed to reduced silicon content with the silicon residing largely in closed pores of the EPD layer. Reduced vaporization of the silicon that resided in surface-connected pores was engineered by applying a thick SiC surface coating. The morphology of the resulting coating was microscopically evaluated and two sequential growth mechanisms were postulated. An implication of this research is that hermetic (gas-tight) joints could be formed using EPD-derived SiC as a filler material.     

界面过渡层对SiC/Al双连续相复合材料性能的影响

研究了界面过渡层对SiC/Al双连续相复合材料性能的影响.结果表明,界面过渡层降低了复合材料中的残余应力,改善了界面的结合,提高了复合材料的压缩性能.当界面过渡层中SiC的体积分数接近50%时,复合材料的压缩强度最高,塑性最好,但弹性模量较低.界面过渡层的存在改变了复合材料的弯曲断裂机制.SiC原始泡沫增强的复合材料在断裂时,增强体SiC泡沫先断裂,基体后破坏,断裂表面凹凸不平;含界面过渡层的复合材料断裂时,过渡层的外侧界面先被撕开,内侧界面结合良好,基体与增强体同时断裂,断口平整.     

反应浸渗法制备SiC/FeSix复合材料研究

研究了在SiC C坯体中加入Fe粉,用熔融Si进行反应浸渗,以制备不含游离Si的SiC/FeSix复合材料.结果表明:用本实验方法通过调整坯体中Fe含量可以制得不含游离Si的SiC/FeSix复合材料,该材料在室温下的抗弯强度达到220±10 MPa.文中推导了Fe含量与第二相组成的理论模型,同时讨论了热处理制度对烧结的影响.复合材料;剑麻纤维;硅烷偶联剂;结构;性能