单分散SiO2无孔微球比表面积标准物质的研制

提出一种新型比表面积标准物质的研究思路,即用无孔的单分散SiO₂微球作为比表面积标准物质的材料,它的“真实”比表面积可以通过对其粒径的准确测量,用几何的方法计算出来。这种比表面积标准物质的研制首先要进行单分散SiO₂微球的批量合成;其次是对SiO₂微球进行表面修饰使其表面无孔;再次是对封孔后SiO₂微球的特征尺寸（如粒径、密度）进行测定;最后是进行比表面积的计算和BET测定。实验结果表明：经1000℃灼烧 3h可使SiO₂微球基本不含微孔。采用BET法测量的BET比表面积比它的理论计算比表面积值大,粒径为1150nm、453nm和269nm的SiO₂微球的BET比表面积比它们的理论计算比表面积分别大1.2m²·g^-1、 2.0 m²·g^-1和3.6 m²·g^-1。在这种情况下,计算比表面积值可以作为这类标准物质定值的参考数据。     

SiO2用量对单分散聚脲多孔微球的影响

通过沉淀聚合,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体,质量比为3:7的水与丙酮的混合溶液为溶剂,Si O2纳米颗粒为模板制备Si O2/聚脲复合微球,用Na OH溶液刻蚀掉Si O2后得到聚脲多孔微球。固定IPDI用量,改变模板Si O2纳米颗粒的用量制取聚脲多孔微球,用扫描电子显微镜观察微球的形貌,并对聚脲多孔微球的粒径、单分散性进行了测算。结果表明,不加Si O2纳米颗粒制得的实心聚脲微球粒径不均一,加入Si O2纳米颗粒后,制得的聚多孔脲微球的粒径增大,单分散性提高。     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。     

SiO2单分散溶胶微球制备的工艺条件研究

在乙醇介质中,以氨作为催化剂,正硅酸乙酯作为硅源,制备了单分散的二氧化硅溶胶微球。通过激光粒度分析仪及透射电镜测定溶胶粒子的大小。研究了不同工艺参数如催化剂和水的量、硅源的量以及溶剂的类型对二氧化硅粒子大小及形貌的影响,并考察了粒子的形成机理。结果显示:随着氨浓度的升高,溶液初始解离的[OH-]增大,二氧化硅粒子的粒径增大;随着硅源浓度的增加,溶液中水解的中间产物增加,二氧化硅微球的粒径显著增加;在r(水/正硅酸乙酯)值远大于4的情况下,随着初始加入水量的增加,二氧化硅微球的粒径有所增加,但当水量太多时,粒径反而下降;使用不同溶剂作为制备二氧化硅的介质,在丙醇和丁醇中二氧化硅严重团聚,没有得到单分散微球。     

聚合物/SiO2核壳结构单分散微球的制备

聚合物/SiO2核壳结构单分散微球比聚合物微球具有更好的稳定性,有望在较高的温度和有机溶剂中得到使用.为了制备出这种微球,作为模板的聚合物微球首先进行表面胺化处理,然后正硅酸乙酯被诱导在其表层水解缩合从而形成SiO2壳层;采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、激光粒度仪,烧蚀质量损失等手段分析表征...     

单分散Co/SiO2催化剂的制备及其F-T合成性能

以Co(NO₃)₂·6H₂O和Co(NO₃)₂·7C₆H₁₃OH为前驱体,采用热分解法制得Co/SiO₂催化剂,通过BET、TEM、HRTEM、XPS和TPR等手段进行表征,并对F-T合成反应性能进行了评价。结果表明,浸渍法制备的Co₃O₄颗粒团聚严重,而热分解法制备的Co₃O₄颗粒呈球形,单分散状态。与浸渍法制备的催化剂相比,热分解法制备的催化剂孔容较小,表面钴硅原子比较高,钴硅相互作用较强。评价结果表明,热分解法制备的催化剂反应活性低于浸渍法制备的催化剂,但汽油（C₅～C₁₁）选择性高,且选择性在前驱体去结晶水后有所增大.     

单分散聚苯乙烯微球的研究进展

单分散的聚苯乙烯微球具有诸多优点,如聚集作用大,吸附性强,比表面积大及表面反应强等。本文从悬浮聚合、分散聚合、乳液聚合、无皂乳液聚合和种子溶胀聚合等聚合方法的角度,综述了单分散聚苯乙烯微球的制备方法及研究进展。     

均一孔径SiO2催化剂载体的制备

利用单分散二氧化硅微球的水悬浮液,在一定条件下蒸发自组装合成了孔径均一的SiO₂载体。采用低温氮吸附、压汞、SEM表征其孔结构及表面形态。结果表明,对于300 nm以下的单分散微球,都可以利用蒸发组装得到孔径均一的载体材料,且孔径尺寸可根据微球大小调变。实验发现蒸发组装制备的载体,其孔径分布受蒸发温度的影响较大。通过对蒸发温度的考察,发现50℃蒸发组装的样品孔径分布集中有序。     

微米级单分散聚苯乙烯微球的制备

以苯乙烯(St)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散稳定剂,在乙醇-水反应介质中,采用分散聚合法制备了微米级单分散聚苯乙烯(PS)微球。分别用电镜扫描和激光粒度仪表征了PS微球表面形貌、粒径及粒度分布,探讨了影响PS微球粒径及粒度分布的诸多因素。结果表明,AIBN用量(以单体质量计,下同)大于5.0%或PVP用量(以单体质量计,下同)小于2%时,PS粒子间有聚并现象;当St浓度为10%、AIBN用量为2.5%、PVP用量为5.5%、醇水质量比为90∶10、聚合温度为70℃时,制备的PS微球粒径为1.612μm、粒度分散系数为0.357,微球单分散性及球形度最佳。     

Silica foams with ultra-large specific surface area structured by hollow mesoporous silica spheres

Ceramic foams with multi-scale pores and large specific surface area have received extensive attention due to their unique structure and superior properties. Considering that there are still challenges to synthesize porous ceramics with large specific surface area, a novel ceramic foam material with ultra-large specific surface area has been prepared using hollow silica mesoporous spheres (HMSSs) as building block in this work. These building blocks were made weakly hydrophobic in order to produce HMSS particle stabilized foams. The foams exhibit a uniform primary macropore structure, which is composed of a three dimensional HMSS-assembled network, via HMSS-stabilized foams. The influence of sintering temperature on the microstructure and properties of HMSS foams is investigated. The HMSS foams exhibit highest specific surface area of 1733 m²/g, attributed to the radial mesopores in HMSS shell, when sintered at between 500°C and 800°C. This specific surface area is much higher than that of existing ceramic materials. The uniform pore structure and ultra-large specific surface area make it a promising lightweight material in potential application fields, including catalyst, adsorption, fire-resistant thermal insulation, and load and control release system.     

Experimental methods in chemical engineering: specific surface area and pore size distribution measurements—BET,BJH, and DFT

Gas physisorption is an experimental technique based on equilibrium Van der Waals interactions between gas molecules and solid particles, that quantifies the specific surface area (SSA), pore size distribution (PSD), and pore volume of solids and powders. The performance of catalysts, absorbents, chromatography column materials, and polymer resins depends on these morphological properties. Here we introduce the basic principles and procedures of physical adsorption, especially nitrogen physisorption, as a guide to students and researchers unfamiliar with the field. The Brunauer‐Emmett‐Teller theory (BET) is a common approach to estimate SSA that extends the Langmuir monolayer molecular adsorption model to multilayer layers. It relies on an equilibrium adsorption isotherm, measured at the normal boiling point of the adsorbate, eg, 77 K or 87 K for N₂ and Ar, respectively. Web of Science indexed 45 400 articles in 2016 and 2017 that mentioned N₂ adsorption porosimetry—BET and BJH (Barrett‐Joyner‐Halenda) keywords. The VOSViewer bibliometric tool grouped these articles into four research clusters: adsorption, activated carbon in aqueous solutions for removal of heavy metal ions; synthesis of nanoparticles and composites; catalysts performance in oxidation and reduction processes; and photocatalytic degradation with TiO₂. According to the literature, the accuracy of the density function theory (DFT) method is higher than with the BJH theory and it is more reliable.     

纳米二氧化硅复合绝热材料研究现状及发展趋势

阐述了纳米二氧化硅复合绝热材料的绝热机理及绝热性能,分别总结了溶胶-凝胶法和气相法制备纳米二氧化硅复合绝热材料的研究现状,并就两种方法制备纳米二氧化硅复合绝热材料的过程中存在的问题作了分析。详细介绍了一些功能性添加材料,包括红外遮光剂、增强材料和高温收缩抑制剂,这些材料对纳米二氧化硅复合绝热材料的性能具有重要的影响。最后展望了纳米二氧化硅复合绝热材料的发展趋势。     

微孔材料BET比表面积计算中相对压力应用范围的研究

考察在不同相对压力范围应用BET公式计算中孔材料、含少量微孔材料及纯微孔材料的表面积，结果表明，应用BET公式计算微孔材料的表面积时，相对压力取值0.01～0.10，BET线性关系较为合理。多数微孔材料相对压力取值在005～020计算出的表面积比0.01～0.10小。有少量的分子筛样品经水热老化处理后，其等温线产生低压滞后环，这类微孔材料在相对压力取值为0.05～0.20计算的表面积比0.01～0.10大。催化剂中微孔材料含量越多，两个相对压力范围内计算出的结果差别越大，对于纯分子筛样品二者差值可达15%左右。     

比表面积简易测定法

简易干燥器乙醇法测定多孔物质比表面积。叙述了测定比表面积的原理，仪器装置，溶液的配制，乙醇分了截面积的推测和干燥器乙醇法测比表面积的实际操作。     

高比表面积煤质活性炭的制备与活化机理

以煤为原料,采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭,分别考察了活化温度、浸渍比和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能的影响;测试了高比表面积活性炭在-196℃对N₂的吸附等温线、比表面积和孔径分布。结果表明,当活化工艺参数为活化温度900℃,浸渍比4,活化时间1.5 h的条件下可以制得较好的高比表面积活性炭产品,其比表面积为3135 m²·g^-1,孔容为1.72 cm³·g^-1,碘吸附值为2657 mg·g^-1;采用扫描电子显微镜观察了高比表面积活性炭的微观结构,采用气体分析仪检测了活化过程中的尾气成分,提出了高比表面积活性炭的活化机理。     

钛-硅复合氧化物比表面积的影响因素研究

以无机盐为原料采用溶胶-凝胶法制备了钛-硅复合氧化物（TiO₂-SiO₂）。利用氮气吸附-脱附法对复合氧化物进行了比表面积分析。考察了原料配比、加料方式、表面活性剂、反应温度、老化温度、老化时间、焙烧温度等因素对复合氧化物比表面积的影响。综合结果表明：当二氧化钛质量分数为22%、添加剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、反应温度为30 ℃、老化温度为70 ℃、老化时间为1 h、焙烧温度为150 ℃时,制备的复合氧化物的比表面积为361.4 m²/g、孔容为1.18 cm³/g、平均孔径为13.0 nm。不同因素对比表面积均有一定的影响,依据规律可以实现复合氧化物比表面积的可控调变。     

高纯度高比表面积氧化锡粉体的研制

在硝酸氧化法制备氧化锡粉体基础上,通过改进制备工艺及条件,制得高纯度高比表面积氧化锡粉体,即：在络合能力强的复合有机酸溶液中加入纯度在99.90％以上的高纯锡,形成中间共溶体;向中间共溶体中滴加硝酸和氧化剂进行凝胶化反应,得到灰白色膏状前驱体;向膏状前驱体中滴加氨水进行聚合反应,得到棕色透明液体;棕色透明液体经过滤、喷雾干燥、热处理和粉碎得到氧化锡粉体。产品质量检测结果为：产品纯度为99.90％,中位径为3.5 μm、比表面积为20.79 m²/g、表观密度为0.81 g/cm³。该工艺简单,生产周期短,成本低,易于产业化。     

纳米SiO2表面接枝改性研究

采用溶液聚合法在经偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)化学改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,研究了单体质量分数、引发剂用量、反应温度及反应时间对接枝率的影响,利用红外光谱和扫描电镜对改性前后的产品进行了表征。结果表明,经改性后的纳米粒子的分散性得到明显改善。最佳反应条件:w(单体)=20%,w(AIBN)=2%,反应温度70℃,反应时间7 h。在此条件下,纳米SiO2的接枝率最高(16.2%)。