钛酸酯偶联剂对纳米TiO2的表面改性及对其改性性能的影响

本文利用亲油化度测试筛选出钛酸酯偶联剂TC-201为纳米TiO2的表面改性剂。研究偶联剂用量、改性时间、改性温度、pH值对纳米TiO2分散时间的影响。采用FTIR、TEM手段表征了纳米TiO2的改性效果。实验结果表明：TC-201以化学键形式与纳米TiO2表面羟基结合。当钛酸酯偶联剂TC-201用量为3.5%,改性时间为60min,改性温度为46℃左右,pH=5.2时,TiO2的分散时间最长,故改性效果最好。     

分散法硅溶胶的稳定性研究

硅溶胶为SiO2粒子分散于水中或有机溶剂中的胶体溶液。本文采用分散法制备硅溶胶,通过系列实验测定了浓度、pH值及温度因素对硅溶胶稳定性的影响。结果表明,分散法硅溶胶的稳定性与溶胶浓度(当pH=5时)关系不大;在碱性环境(pH>8.5)及部分酸性环境(pH=2-4)下较稳定;随着温度的升高,溶胶稳定性降低。     

食品添加剂用超微二氧化钛改性研究

以六偏磷酸钠(NaPO3)6为表面活性剂,采用无机包覆方法进行表面改性以改善二氧化钛(TiO2)在水中的分散性,控制杂质含量使之符合食品添加剂的要求。对不同无机包覆剂(Al2O3,SiO2)进行对比研究通过改变TiO2与无机包覆剂的比例、反应pH、反应温度等条件研究了超微二氧化钛的分散性并将样品与食品添加剂杂质含量标准进行比较。结论如下,以(NaPO3)6作为表面活性剂,TiO2与SiO2的质量百分比为100∶1,pH为10,在80℃下反应时间1h,超微二氧化钛在水介质中的分散性及其稳定性良好,TiO2干基含量98.5%,Sb、Pb、Hg、Zn等杂质含量符合标准,是一种优良的高档食品添加剂。     

硼改性微粒硅溶胶的超滤浓缩及稳定性

选用超滤法浓缩硼改性微粒硅溶胶,在室温、操作压力3.5 kPa的条件下、选用截留相对分子质量为10000的醋酸纤维素超滤膜浓缩硼改性微粒硅溶胶,其截留率大于93%,可将硼改性微粒硅溶胶浓缩到15%~16%,并且硼改性微粒硅溶胶不易变性。实验采用阴离子及非离子表面活性剂来提高高浓度硅溶胶的稳定性,结果表明,用量0.01%的羧甲基纤维素分散效果最佳,对硼改性微粒硅溶胶的性能几乎没有影响,有利于实现商品化。     

纳米SiO2/苯丙无皂复合乳液表面施胶剂的原位聚合法制备及应用研究

采用原位聚合法制备了具有核壳结构的纳米二氧化硅/苯丙无皂复合乳液表面施胶剂。对乳液聚合的工艺参数进行了实验研究,得到最佳反应条件为乳化剂用量6%,硅溶胶用量1%,反应温度75℃,反应时间3 h。通过红外光谱(IR)及粒径分析测试对复合乳液进行表征,结果表明纳米SiO2和苯丙单体之间存在化学键联。在此条件下可制得稳定、转化率达98%的硅溶胶/苯丙无皂复合乳液,用作表面施胶剂,涂布后的纸页Cobb60值为11.08,光泽度为26.3。     

壳聚糖/硅杂化膜对直接桃红12B吸附性能研究

利用壳聚糖和硅偶联剂乙烯基三乙氧基硅氧烷改性的纳米二氧化硅,制备了壳聚糖/硅杂化膜.用扫描电镜观察杂化膜表面SiO2的分布情况,并考察了不同温度、吸咐时间、pH条件下,直接桃红12B在杂化膜上的吸附行为.结果表明:纳米SiO2粒子在壳聚糖相内均匀分散,无机相与有机相交界处会出现空隙.当温度为55℃,pH=8,吸附时间为4.5 h,直接桃红12B质量浓度为60 mg/L时,直接桃红12B在杂化膜上有比较高的吸附量.另外,试验数据表明,直接桃红12B在杂化膜上的吸附模型更适合用Langmuir吸附等温线采描述.     

硅基载铁材料催化H_2O_2处理造纸废水的研究

为解决均相Fenton催化剂易流失和反应pH范围较窄的问题,采用浸渍-煅烧法改性纳米二氧化硅制备出硅基载铁材料作为非均相Fenton催化剂。考察了制备过程中FeSO4溶液浓度,浸渍时间及焙烧温度等因素对硅基载铁催化剂活性的影响,探究了硅基载铁材料作为催化剂处理造纸废水的最佳工艺条件。结果表明:FeSO4浓度为1 mol/L,浸渍时间为24 h,焙烧温度为400℃,焙烧时间为3h时催化剂活性最高,C ODC r去除率高达到90%。采用扫描电子显微镜(S E M)、X射线能谱(EDS)对材料进行了表征。结果表明:在纳米SiO2表面成功地负载了铁离子,铁含量显著增加。催化剂用量为0.6 g/L,反应pH为5,H2O2用量为0.75 mL/L,反应时间0.5 h,30 min内COD由141.9 mg/L降解至32.14 mg/L,COD去除率为77.35%。     

改性玉米芯对直接大红4BS吸附性能研究

用柠檬酸对玉米芯进行预处理,研究改性玉米芯在不同条件下对直接大红4BS的吸附性能.结果发现:温度、时间、pH、染料初始质量浓度、无机盐NaCl和吸附剂用量等因素对吸附效果均有影响.改性玉米芯吸附50 mL 50 mg/L直接大红4BS的最佳条件为:吸附剂用量1.0 g,吸附时间为210 min,pH=2,吸附温度70℃,在此条件下吸附率可达99%.     

油酸改性纳米Mg(OH)2 用于纸张脱酸

利用油酸对纳米Mg(OH)2粒子进行改性,使其均匀分散在六甲基二硅醚中,制备成稳定的脱酸液;并将该脱酸液喷涂在老旧纸张上进行纸张脱酸。结果表明,采用0.1 g油酸、1g纳米Mg(OH)_2、100mL六甲基二硅醚,在反应温度50℃、反应时间1h的条件下获得的改性纳米Mg(OH)_2在六甲基二硅醚中具有良好的分散性,可作为脱酸液用于纸张的脱酸。当脱酸液涂布量为2.7 g/m~2时,相对于未脱酸纸,脱酸纸的表面pH值得到了明显提高(从4.00提高到7.92),纸张抗张指数和撕裂指数基本没有变化;经加速老化处理后,脱酸纸表面pH值为7.60左右,抗张指数和撕裂指数稍有下降,但远低于未脱酸纸;加速老化后,脱酸纸的色差为0.64,符合纸张文物"修旧如旧"的原则。     

单质硅粉法制备大粒径硅溶胶

利用硅粉法制备种子硅溶胶,通过对工艺条件的探索,寻求种子粒径增长及产品粒度分布均匀的平衡点。通过实验,考察种子浓度、温度、硅粉用量、催化剂用量、反应时间对种子生长的影响,得出较佳实验条件:种子生成温度为80℃,所得种子平均粒径为23 nm;硅溶胶生成温度为90℃,硅粉用量为15 g,催化剂用量为0.3 g,种子质量浓度为1.0%,反应时间为8 h,所得溶胶平均粒径为60 nm。     

多孔TiO2薄膜在PET纤维上的负载及其光催化性能

采用浸渍法将低温制备的TiO2溶胶在普通和碱减量PET纤维上负载成膜,并以聚苯乙烯（PS）微球为模板剂使TiO2膜多孔化,制备了一系列TiO2/PET光催化纤维。采用XRD、SEM对TiO2和纤维进行了表征,并通过对甲基橙的降解来考察其光催化性能。结果表明：溶胶经室温陈化后可得到具有较高光催化活性的纳米锐钛矿型TiO2。PET纤维上TiO2的负载率随着溶胶在浸渍液中的含量增加而增大。PET纤维的碱减量有利于TiO2的负载和光催化活性的提高,且随着TiO2负载率的增加,甲基橙降解率具有先增加后缓慢减小的趋势。当碱减量纤维的TiO2负载率为4.2%时,光催化活性最好。利用PS为模板剂使TiO2薄膜多孔化可以进一步提高光催化纤维的比表面积和吸附能力,从而提高光催化活性。     

纳米二氧化硅改性丙烯酸树脂的研究

探索了以酸为催化剂的溶胶凝胶法制备纳米SiO2粒子的方法,将纳米SiO2粒子与丙烯酸树脂复合,制备了 改性丙烯酸树脂涂饰剂,并对比测定了改性前后丙烯酸树脂成膜的物理-机械性能及用于皮革涂饰后皮革 的卫生性能;对纳米SiO2溶胶进行了红外光谱、透射电镜分析;对改性前后的丙烯酸树脂进行了多媒体显微 镜观察及DSC分析。研究结果表明:纳米SiO2粒子在丙烯酸树脂中分散均匀,粒径小;纳米复合涂饰剂成膜 的物理机械性能显著提高;用纳米SiO2改性的丙烯酸树脂涂饰皮革,其透水汽性及透气性比未改性的丙烯酸 树脂涂饰的皮革明显增加,耐折牢度达100000次以上。     

TiO2/SiO2气凝胶隔热涂层帐篷材料的制备

试验选取TiO2和SiO2气凝胶,制备SiO2气凝胶涂层剂、TiO2涂层剂以及TiO2/SiO2气凝胶涂层剂,并将其涂覆在帐篷表面,制得隔热帐篷材料。通过测量涂层织物的内外温差、拉伸断裂强力和导热系数,讨论功能粒子质量分数对隔热效果的影响。结果表明,未涂层织物内外温差为19.8℃;当SiO2气凝胶质量分数为5%时,织物内外温差为7.9℃;当TiO2质量分数为12%时,织物内外温差为2.6℃;当两者复配以后,5%SiO2气凝胶+12%TiO2时,帐篷隔热性能最好,和未涂层织物相比,内外温差降低17.2℃,拉伸断裂强力为2 173.3 N,导热系数为0.056 W/(m·K)。     

碳纤维负载TiO2光催化薄膜的制备及其性能

 以PAN基碳纤维(CF)为基体,钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶浸渍涂覆法将TiO2负载于经过表面修饰的CF上,制备CF负载的TiO2光催化薄膜。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）表征了制备材料的形态结构,通过超声震荡清洗测试了CF对TiO2的负载牢度,以质量浓度为80 mg/L的酸性橙Ⅱ溶液为目标降解物,测试了材料在紫外线光照下的催化性能。结果表明：溶胶浓度影响制备材料的形态结构、CF对TiO2的负载率及负载牢度;溶胶浓度和退火温度对制备材料的催化活性有明显的影响。Ti浓度为0.5 mol/L的溶胶制备的TiO2/CF负载牢度好,负载率高,催化活性好。     

彩色喷墨打印纸涂料配方的正交试验研究

采用正交试验法探讨了不同种类的颜料、胶粘剂、阳离子添加剂和涂布量对涂布样品性能的影响,并对彩色喷墨打印纸涂料中的主要组分——硅溶胶进行了红外光谱和透射电镜分析。结果表明：采用硅溶胶CL—P,PVA235和Poly—DMDAAC为主要成分配制涂料,涂布量在10～12g／m^2时,涂布样品效果较佳。     

等离子体处理对毛织物自清洁性能影响的研究进展

利用等离子体改性技术对毛织物进行表面刻蚀和活化,改善了毛织物的拉伸强度、亲水性、表面粘附性及润湿性,提高了毛织物上TiO2颗粒的附着量、结合强度和牢度。分析了等离子体对毛织物的改性效果、自清洁机理、影响因素及毛织物自清洁的研究现状等,结果表明,优化的TiO2/SiO2溶胶配制和等离子体预处理技术可以提高毛织物的自清洁性能,同时针对影响光催化活性和稳定性的常见问题提出了未来的研究方向。     

SiO2/TiO2/聚酰亚胺复合杂化环氧树脂基碳纤维浆料的制备与表征

 采用溶胶－凝胶技术,在合成的聚酰胺酸（PAA）中对纳米SiO2/TiO2前驱体进行原位改性,添加硅烷偶联剂（WD-50）和适当的表面活性剂,利用超声空化及复配技术制备了碳纤维用环氧树脂基-SiO2•TiO2复合杂化聚酰亚胺增强浆料。采用FTIR、DSC、粒径分析仪、力学测试、STM等手段对制备的PAA-SiO2-TiO2复合改性增强浆料的性能及其在碳纤维上浆膜铺展的显微形貌进行了分析。结果表明,SiO2•TiO2以纳米粒度分布于浆膜中,上浆后碳纤维轴向表面有一层纳米级粒状突起,表面较为粗糙,碳纤维的界面性能得到了改善。力学实验表明,杂化浆料处理后碳纤维的抗拉强度及层间剪切强度显著提高。     

热处理温度对玻璃纤维表面氧化锡薄膜光电性能的影响

 为在玻璃纤维表面制备透明导电薄膜,使其具有导电性的同时保持良好的透光性,采用溶胶凝胶法制备纳米SnO2溶胶,利用浸渍提拉法在玻璃纤维表面涂覆纳米SnO2溶胶,经过热处理后在纤维表面形成纳米SnO2薄膜。本文利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、四探针法和紫外可见分光光度计分别来表征纤维表面薄膜的物相、表面形貌、纤维电阻率以及薄膜透光率。分析了热处理温度对薄膜结构、玻璃纤维导电性能以及薄膜透光率的影响。结果表明,采用溶胶凝胶法制备的溶胶稳定性好,最佳热处理温度是550℃,得到的薄膜晶粒平均大小可达17.18nm,纤维电阻率可达5×10-5Ω·m,同时纤维表面薄膜透光率在88%左右。     

超疏水气凝胶涂层超高分子量聚乙烯织物的制备与表征

为提高超高分子量聚乙烯织物的疏水性能,基于荷叶效应原理,采用涂层方法在织物表面构筑纳米微米结构。将二氧化硅气凝胶分散于聚偏氟乙烯（PVDF）溶液中制成涂层液,并对超高分子量聚乙烯织物进行涂层处理。借助Ｘ 射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜等测试织物表面的化学组成及微结构,并采用集灰实验测定织物的自清洁性能。结果表明：当PVDF质量分数为12%、二氧化硅气凝胶质量分数为8% 时,涂层织物表面的最大接触角为157.8°,滚动角为3°;涂层膜表面有微米级突起和纳米级颗粒状突起;水滴可将涂层后织物表面的污物带走,织物具有良好的自清洁效果。     

纳米复合涂饰剂的组分--纳米SiO2溶胶的制备

以碱为催化剂采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2溶胶,对制备过程中影响溶胶性能的各种因素进行了探讨;用红外光谱、透射电镜对纳米SiO2溶胶进行检测,并在纳米SiO2溶胶与丙烯酸树脂复合后,对丙烯酸树脂和纳米复合涂饰剂膜进行了DSC、耐水性和耐溶剂性测定.结果表明制备溶胶的较优条件为混合试剂的滴加速度为20滴/min,高速机械作用下,加入长碳链阳离子表面活性剂.与丙烯酸树脂膜比较,复合涂饰剂膜的耐水性提高了55.94%,耐溶剂性提高了55.41%.