双亲纳米SiO2颗粒的制备及提高渗吸采收率性能

以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，以双氧水为氧化剂，在水基环境下对亲水纳米SiO2颗粒表面进行改性，得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO2颗粒，并通过红外和热重对其化学结构和热稳定性进行分析。将双亲纳米SiO2颗粒分散在地层水中制备纳米流体，并评价纳米流体的稳定性、界面性质和渗吸效率。利用核磁共振技术探究纳米流体渗吸过程中岩心孔隙内原油运移规律。结果表明，纳米流体储存30 d未出现分层现象，表现出良好的稳定性；经纳米流体处理的岩心亲水性增强。此外，双亲纳米SiO2颗粒将油水界面张力降低至1.7 mN/m；纳米流体渗吸采收率高达22.6%，渗吸初始阶段小孔隙中的原油被动用，而在渗吸后期阶段大孔隙中的原油才被动用。     

纳米二氧化硅对纤维固化土力学性质的影响

为了提高聚乙烯醇纤维-石灰改良土的抗冻性与水稳定性,在改良土中加入纳米SiO2,通过试验研究纳米SiO2对聚乙烯醇纤维-石灰改良土强度以及抗冻性与水稳定性的影响。试验结果表明,纳米SiO2可以有效的提高纤维固化土的抗压强度,当石灰掺量为8%,纳米SiO2掺量为1.3%时,土体的抗压强度达到峰值;与单独掺加石灰和单独掺加纳米SiO2的土体相比,同时掺加石灰和纳米SiO2可以使土体的抗冻性与水稳定性得到显著增强。     

PEEK与纳米SiO_2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

通过机械共混、冷压成型、烧结的方法制备聚醚醚酮(PEEK)与纳米Si O2颗粒共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样。利用MRH-3型环-块摩擦磨损实验机对不同配方比例的复合材料在不同实验条件下进行摩擦学性能实验。利用扫描电镜对试样磨损后的摩擦表面形貌和钢环表面的转移膜进行观察和分析。结果表明,填充5%PEEK的PTFE复合材料的摩擦系数达到最低值;10%PEEK/PTFE复合材料中添加不同体积比的纳米Si O2填料可以显著地降低材料的体积磨损率,其中5%Nano-Si O2/10%PEEK/PTFE复合材料的体积磨损率最小;载荷和速度的变化对Nano-Si O2/PEEK/PTFE复合材料的摩擦磨损性能的影响显著,而环境温度的变化对该复合材料的摩擦系数与磨损率的影响不明显。     

考虑钢筋锈蚀的纳米SiO2强化再生骨料混凝土梁受力性能研究

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,分别考虑强化液中纳米SiO₂掺量、再生粗骨料取代率的影响,设计制作了1根普通混凝土基准梁和8根再生骨料混凝土矩形截面梁,采用内置近距离小阴极的方法对梁内受力钢筋进行通电非均匀加速锈蚀,待受拉主筋锈蚀到一定程度后进行四点受弯加载,对加载过程中的裂缝开展情况、荷载-挠度曲线以及极限承载力进行了记录及分析。考虑钢筋锈蚀率及再生骨料取代率等因素的影响,对锈胀开裂之后的再生骨料混凝土梁的承载力计算公式进行了修正,得出了可用于设计的受弯承载力计算公式。结果表明:相同锈蚀程度下,强化再生骨料混凝土梁的抗弯承载力比天然骨料混凝土有所降低,其中25%再生骨料取代率时承载性能退化较多,抗弯承载力下降19.3%; 混凝土裂缝开展趋势较为一致,最大裂缝宽度随钢筋锈蚀程度增加而增大,随纳米SiO₂掺量增加先减小后增大; 近距离小阴极通电可实现混凝土内钢筋的加速非均匀锈蚀; 所提出的方法及获得的结论有助于推动再生骨料混凝土在沿海等不利环境中的应用。     

纳米SiO2防气窜乳液制备及分散稳定性研究

针对高温高压超深油气井防气窜固井技术难题,以纳米SiO2作为原材料制备的防气窜乳液具有良好的抗温性和防气窜效果,但超细纳米材料颗粒表面存在非常多的硅羟基,极易团聚在一起,乳液里的固相材料会沉淀、结块,造成产品失效。本文以搅拌分散为实验手段,研制了纳米SiO2防气窜乳液,通过Zeta电位、表观黏度、粒径分析、稳定性分析等表征方法,研究了影响乳液分散稳定性的化学因素。结果表明:纳米SiO2乳液的pH值应在11~12,颗粒间的静电斥力强,乳液的平均粒径小、表观黏度低,分散效果好;电解质存在压缩双电层效应,可大幅度降低纳米颗粒间的静电斥力,制备纳米SiO2防窜乳液应避免引入电解质;电位阻型分散剂SCNF加量达到5%时就接近饱和吸附量,当分散剂加量过大后,只能对外相水产生增黏作用;加入稳定剂增加了纳米SiO2颗粒的布朗运动阻力,可以大幅度提高纳米SiO2防窜乳液的稳定性,所制得的乳液平均粒径小于200 nm,固含量可达45%,室温下可储存一年以上,底部无析水沉淀现象。     

纳米二氧化硅抛光液对低k材料聚酰亚胺的影响

以3英寸的P型〈111〉硅片为衬底,经过旋涂固化制备低介电常数(低k)材料聚酰亚胺。对聚酰亚胺进行化学机械抛光(CMP),考察实验前后,纳米二氧化硅抛光液对低k材料的结构和介电常数。实验中应用了2种纳米二氧化硅抛光液:一种是传统的铜抛光液;另一种为新型的阻挡层抛光液。通过扫描电镜(SEM)和介电常数测试结果显示,2种抛光液对低k材料,不论是在结构还是电特性方面的影响都不大。经铜抛光液抛光后,k值从最初的3.0变到3.08;经阻挡层抛光液抛光后,k值从最初的3.0变到3.28。实践证明,这两种纳米二氧化硅抛光液可以应用于集成电路。     

合成壳聚糖/DNS杂化材料及吸附重金属Pb~（2＋）的性能研究

通过丁二酸酐、可分散的纳米二氧化硅与壳聚糖脱水合成了壳聚糖/DNS杂化材料。通过FTIR和热重分析等方法对杂化材料进行了表征。FTIR表明壳聚糖与DNS通过丁二酸酐桥连为一个高分子聚合物;热重分析结果表明,杂化材料的热性能有较大提高。考察了壳聚糖及杂化材料微粒吸附Pb2＋时吸附条件对吸附率的影响,结果表明,其吸附最佳条件为：pH=5,吸附时间为120 min,吸附剂的投加量为0.1 g。杂化材料的吸附率达49.16%,与壳聚糖同样具有甚至更强的吸附Pb2＋的能力。     

超疏水涂层的制备及其性能

通过在有机硅改性丙烯酸树脂中加入具有疏水作用的纳米及微米级颗粒,在碳钢表面制备超疏水涂层。利用扫描电镜和接触角测定仪对涂层表面的微观结构及疏水性能进行表征,结果表明：该涂层结构与荷叶表面的微观结构很相似,水滴与涂层表面的接触角达到了150°,涂层具有超疏水性能。     

含纳米微晶纤维素的硫酸胶体电解质

以45％的硫酸为介质制备了纳米微晶纤维素(NCC),以此NCC硫酸悬浮液为添加剂,在气相纳米SiO2含量为4％不变的条件下,制备了一系列不同NCC含量的硫酸胶体电解液.TEM分析表明,NCC的直径约为70 nm、长度约为400 nm,孤立分散在尺寸约为15nm的SiO2网链结构中.对纳米SiO2/NCC/H2SO4胶体电解液进行了旋转粘度测试,结果表明添加适量的NCC能够降低胶体在较大旋转速率作用下的旋转粘度,同时增大较小旋转速率下的旋转粘度.循环伏安和交流阻抗分析表明,添加适量的NCC能减小电极的极化程度,降低电极电解液的界面电阻,提高电极的反应电流和电量,提高电极活性物质的利用效率.     

纳米SiO2改性纯丙乳液的研究

采用油酸对纳米SiO2进行表面改性,有效地改善了纳米SiO2的表面性能,并通过预乳化种子乳液法制备了纳米SiO2改性纯丙乳液,并对改性前后的SiO2、纯丙乳液及纳米SiO2改性纯丙乳液进行红外、扫描电镜、X-射线衍射、热质、紫外一可见分析表征.结果表明,改性后的SiO2粒子疏水性增强,团聚现象明显减少.说明通过油酸改性,提高了无机纳米SiO2粒子在有机物中的分散性,为其参加乳液聚合创造了条件.紫外一可见光谱、热质分析结果表明纳米SiO2改性的纯丙乳液热稳定性和耐紫外光性得到了提高.