硅藻土基无机抗菌材料的制备与性能

选择硅藻土原土和煅烧硅藻土为载体,通过吸附方法将浓度为20×10-6的cpf抗菌剂负载到硅藻土上获得硅藻土基无机抗菌材料。采用扫描电镜、氮吸附测比表面积等手段进行表征,考察不同硅藻土的吸附性能,并对无机抗菌材料的抗菌性能进行了大肠杆菌抑菌圈实验研究。结果表明:硅藻土可以很好地吸附抗菌剂,硅藻土原土的最大负载率可达60.79%,煅烧硅藻土的负载率为24.78%,硅藻土原土的吸附效果明显优于煅烧硅藻土,这主要是由硅藻土不同的孔结构所导致。所制备新型硅藻土基无机抗菌材料具有较强的抗菌性能且持久长效,其抑菌圈尺寸均在20mm以上。     

N_2/O_2分步热处理法制备高比表面积稻壳基白炭黑的研究

以稻壳为原料,在传统热解法的基础上,创新性的提出了N_2预热解、O_2煅烧的分步热处理方法制得高比表面积的白炭黑。获得了N_2/O_2分步热处理法制备稻壳基白炭黑的最佳工艺条件:盐酸浓度8%(wt,质量分数,下同)、酸浸温度120℃、料液比1∶10(稻壳g∶盐酸体积mL)、预热解温度300℃,产品的纯度可达99.2%。结果表明:最佳工艺条件下制得的白炭黑产品比表面积高达352.61m~2/g,明显高于传统热处理法。     

硅藻土及其复合物处理有机污染物的研究进展

综述了改性硅藻土在吸附催化处理有机污染物方面的进展和研究成果.文献研究表明,硅藻土在经过有效改性后可大大提高孔径、孔隙和比表面积,增加吸附位点,从而大大提高硅藻土对有机污染物的吸附催化效率.改性硅藻土对很多有机污染物(例如亚甲基蓝、刚果红、苯酚、甲醛等)都有良好的吸附或降解效果,且部分研究成果已经实现产业化,在日常生产...     

氯化钙改性硅藻土的调湿性能

利用CaCl2对硅藻土进行改性,以改善硅藻土的调湿性能。制备不同CaCl2浓度改性的硅藻土样品,通过测定在不同相对湿度下的最大平衡含湿量和吸放湿动力学曲线,研究CaCl2对硅藻土调湿性能的影响规律,并通过SEM、BET等测试方法,表征改性硅藻土的微观形貌和孔结构,探讨改性作用的机制。结果表明,随着CaCl2浓度提高,改性硅藻土在不同相对湿度下的最大平衡湿含量和吸放湿速率均明显增大。改性后硅藻土表面包覆了一层均匀的颗粒,比表面积和孔容积下降,平均孔径增大。硅藻土多孔结构增大了CaCl2与水蒸气的接触面积,促进了水合反应,而CaCl2吸附的水会被及时地输送到孔隙中,促进了硅藻土的物理吸附。CaCl2改性是提高硅藻土调湿性能的有效途径。     

利用苏州高岭土尾矿制备纯净白炭黑

以苏州高岭土尾矿为原料,经过高温煅烧,酸浸,过滤,干燥过程制备的白炭黑。利用XRD、傅里叶变换红外光谱仪和BET对所得白炭黑的进行系列表征,纯度达98.32%以上,比表面积为350m2/g。     

硅藻土基复合材料在能源与环境领域的应用进展

相比于传统的纳米颗粒材料,无机有序多孔纳米材料具有大的比表面积、高的吸附容量和许多特殊性能,在吸附、分离、催化等领域得到广泛应用。硅藻土作为一种天然的矿物材料具有多级孔道结构,是一种优良的无机多孔材料。过去对硅藻土的开发与利用的方式较为粗犷,例如用于建筑材料、过滤填料等低附加值材料。近年来,由于硅藻土具有独特的纳米和微米形态天然多孔三维分层结构、高比表面积,以及良好的热稳定性和高性价比,其研究与利用逐渐成为微纳米技术领域的热点,在微纳米尺度引出一系列理论和技术问题,其研究成果也逐步应用到工业与民生领域。得益于自身天然多孔的三维分层结构,硅藻土具有较高的比表面积,因而有潜力成为储能器件的原材料。然而,硅藻土存在高电阻率等缺点,不利于能量转换和储存等应用。为此,研究者对硅藻土的优化开展了大量的工作。具体地说,一方面将具有电化学性质的材料负载于硅藻土表面,利用硅藻土表面的硅羟基与修饰材料进行价键匹配,使复合材料具有较高的导电特性;同时,借助硅藻土高的比表面积及多孔结构,可大幅提高硅藻土基复合材料的电化学性能。另一方面,将硅藻土完全转化为另一种高导电性材料,以进一步提高复合材料的导电性能。硅藻土基复合材料在储能方面的应用已经引起广泛关注,并显示出巨大的潜力和发展空间。三维多孔材料在环境领域也具有广阔的应用空间。表面修饰可赋予硅藻土三维多孔材料优异的性能。例如,采用硅藻土表面硅羟基与纳米金属氧化物通过氢键进行结合,可显著改变纳米金属氧化物的表面价键排布,从而影响材料的性能。现阶段国内外针对硅藻土基复合材料在环境领域的应用已经开展了大量的研究工作。主要通过表面化学修饰的手段在硅藻土表面可控沉积功能材料实现功能性复合材料的构筑。这种复合材料保持着硅藻土的孔道结构,其较高的比表面积为功能材料提供了大量的活性位点,可显著提升硅藻土复合材料的性能。硅藻土基复合纳米材料是近年来出现的一个新的研究领域,它在超级电容器储能、锂电池、重金属污染物吸附、降解、催化合成等诸多领域得到了研究及应用。根据近年来国内外在硅藻土材料方面的研究现状,本文介绍了使用硅藻基复合材料在能源及环境领域应用的新进展。     

KOH活化法高比表面积竹质活性炭的制备与表征

以竹屑为原料,研究了KOH活化法高比表面积活性炭的制备工艺.分别考察了浸渍比、活化温度、活化时间等工艺参数对产品吸附性能的影响,并提出了可能的活化机理.在所研究的实验条件下,最佳的制备工艺是浸渍比1.0,活化温度800℃,活化时间2h.所得到的活性炭产品的比表面积和孔容可达2996m2/g和1.64cm3/g.该产品附加值高,在吸附领域特别是在双电层电容器的电极材料领域有广阔的应用前景.     

不同改性方式对沉淀白炭黑性能的影响

以水玻璃为硅源、硫酸为沉淀剂传统化学沉淀法制备白炭黑,探索原位改性和后处理改性的效果;采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、X射线衍射仪、热分析仪、傅里叶变换红外吸收光谱分析改性前后样品的形貌、团聚体粒径、结构及改性效果;采用N2吸附测试、DBP值测试对改性前后空间结构度进行表征。结果表明:原位改性比后处理改性工艺效果更好,干燥后聚集体粒子平均粒径15.59μm;改性后白炭黑表面Si—OH的强度减小,疏水性增强,BET值为112.7 m2/g,吸油值为3.44 m L/g,具有较大的比表面积和空间结构度。     

纳米TiO2-硅藻土复合材料的制备、表征与吸附性能

以简单无机盐TiCl4和硅藻土为主要原料,利用液相两步水解沉积技术,制备了纳米混晶TiO2-硅藻土的复合材料,并对其进行了表征。SEM形貌分析表明样品具有大量多孔结构,XRD分析证实了所制备的TiO2为锐钛矿型和金红石型的混晶,利用Scherrer公式计算平均粒径为12nm。IR光谱分析发现复合材料中存在Ti-O-Si键,证明纳米TiO2与硅藻土之间存在着化学结合,并不是简单混合物。对有机染料的吸附实验证实复合材料比纯TiO2具有更强的吸附性能。     

硅藻土基纳米结构AlOOH-MnO_2复合氧化物沉积制备及其对As(Ⅴ)吸附性能

以结晶氯化铝为铝源、尿素为沉淀剂、高锰酸钾为锰源、过硫酸铵为氧化剂、十二烷基苯磺酸钠为模板剂,采用水热法在硅藻土藻盘上沉积制备纳米花片状Al OOH-MnO_2复合氧化剂。采用SEM、TEM、XRD、BET、XPS等方法对样品进行表征,并研究样品对As(Ⅴ)的吸附规律。结果表明:样品比表面积为95 m~2/g时,对As(Ⅴ)的最大吸附容量为90 mg/g,对初始质量浓度为10 mg/L的含As(Ⅴ)废水去除率能够达到98%;样品对As(Ⅴ)的吸附等温模型更符合Langmuir等温式。     

Dependence of drying technique on surface area and pore size for polyethylene glycol/tetramethoxysilicate hybrid gels

The effect of drying technique on the surface area and pore size of ethylene glycol/polyethylene glycol (PEG)/tetramethoxysilicate hybrid gels is presented. Various molecular weight polyethylene glycols were added to acid-catalyzed solutions of tetramethoxysilane (TMOS) in methanol. The two drying techniques investigated were supercritical CO₂ drying and conventional evaporation. Nitrogen adsorption was used to determine the surface area and pore radius. As the molecular weight of the polyethylene glycol increased, the pore size of the gel increased, and the surface area decreased. For gels with no polymer additive, both the surface area and pore size of the gels is dependent on the drying method. However, when the various polymers were added, this difference became insignificant, indicating that the polymer assists in opening the pore structure and prevention of syneresis.     

Chemically modified clays as recyclable adsorbents for iodine

The adsorption behaviour of iodine on chemically modified swelling type of clays has been studied. Chemical modification was brought about by interacting the clay with surfactants such as tween-80 and polyethylene glycol. Adsorption of iodine was found to increase by several orders of magnitude on chemical modification which remained constant between pH 1 and 10. The adsorption isotherms were non-linear and fitted the Freundlich equation for swelling clays. Scatchard analysis of the data indicated minimum two types of active sites with the tween-80 modified clay and one type with the polyethylene glycol modified one. The iodine sorbed on the surface was found to get desorbed almost completely on leaching with water. Modification of the clay surface with surfactant thus offers a method of designing a recyclable adsorbent for iodine.     

Short-period synthesis of high specific surface area silica from rice husk char

Porous silica with high specific surface areas is prepared from rice husk char within a short period by avoiding the commonly used hydrothermal treatment step and using polyethylene glycol (PEG, molecular weight = 20,000) as a template. The preparation process mainly involves sodium silicate production, precipitation with ortho-phosphoric acid, and calcination. The amount of used PEG significantly affects the silica textural properties like the specific surface area, total pore volume and mesopore volume. The reason should be attributed to the amount of PEG removed from the PEG-silica composites by calcination. By varying the PEG dosage from 100 to 176 mg, porous silica with specific surface areas ranging from 709 to 936 m²/g could be successfully prepared within 10 h.     

纳米沉淀二氧化硅的硅烷偶联剂原位表面改性

在沉淀二氧化硅的制备过程中,表面活性剂可以起到提高粒子分散性的作用.通过在沉淀二氧化硅制备过程中加入硅烷偶联剂,研究了硅烷偶联剂原位表面改性对沉淀二氧化硅性质的影响,并通过SEM、FTIR等分析手段对改性机理进行了分析.结果表明,当硅烷偶联剂(牌号为SCA-1613)的用量达到沉淀二氧化硅质量的6.0%时,制备得到的沉淀二氧化硅的物化指标明显改善.制得的样品白度97.1,比表面积223m2/g,吸油率为2.42ml/g,堆积密度为0.23g/ml.对改性前后的样品的SEM和FTIR分析表明,制得的沉淀二氧化硅原级粒度为纳米级,经过原位改性处理后,其团聚现象明显改善.FTIR分析表明,用硅烷偶联剂SCA-1613对沉淀二氧化硅在制备过程中进行表面改性时,改性剂分子吸附在二氧化硅颗粒的表面并与其形成化学键合.     

Apatite formation on silica gel in simulated body fluid: effects of structural modification with solvent-exchange

The prerequisite for glasses and glass-ceramics to bond to living bone is the formation of biologically active bone-like apatite on their surfaces. It has been shown that even a pure silica gel forms the bone-like apatite on its surface in a simulated body fluid. In the present study, pore structure of silica gels prepared by hydrolysis and polycondensation of tetraethoxysilane in an aqueous solution containing polyethylene glycol was modified by 1M HNO3, and 0.1M and 1M NH4OH solution treatments. The three kinds of resultant gels all contained large amounts of silanol groups and trisiloxane rings, but differ greatly in pore structure of nanometre pore size. Irrespective of these differences, all the gels formed the bone-like apatite on their surface in the simulated body fluid. It was speculated that a certain type of structural unit of silanol groups, which is easily formed in the presence of the polyethylene glycol, is effective for the apatite formation. © 1998 Chapman & Hall     

疏水型SiO2气凝胶

以多聚硅为硅源,通过溶胶-凝胶、表面修饰及超临界干燥过程制备出了疏水型ＳｉＯ_２气凝胶．表面修饰后ＳｉＯ_２气凝胶孔洞由修饰前的２３．１ｎｍ减小到１８．２ｎｍ;比表面积由修饰前的 ４７７ｍ２ｇ^－１增加到 ５６３ｍ２ｇ^－１,骨架颗粒比修饰前略大,饱和水蒸汽吸附量由吸附前的０．０４（重量比）降低到０．００１２,且与水不浸润．     

氯化钙改性硅胶吸湿材料的制备及性能研究

目的 针对水溶液改性硅胶基质易破裂,普通硅胶吸水率不高等问题,采用氯化钙醇溶液浸渍法制备不同浓度的氯化钙改性硅胶吸湿材料。方法 对比采用氯化钙水溶液和醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的外观质量;采用气体吸附法测试等温吸附脱附曲线,基于吸附理论和FHH模型获得氯化钙改性硅胶吸湿材料孔隙参数和分形维数;采用静态吸附法获得水蒸气静态吸附曲线,根据准一级和准二级动力学模型建立适用于氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸附动力学方程。结果 采用氯化钙醇溶液浸渍制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的破裂程度明显减少;比表面积和孔容随氯化钙含量的增加而减小,孔径变化较小;吸湿量随氯化钙含量的增加而增加。在模拟吸附过程中,准二级动力学模型相关系数更高,因此能更好地模拟吸附动力学过程。结论 采用质量分数为25%的氯化钙醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸湿率最高、基质破裂率较低、再生能力优异,具有良好的应用前景。     

The change in wettability and structure of silica powder surfaces modified with hexamethyldisilazane

The wettability and surface structure of precipitated silica surface loaded trimethylsilyl groups were investigated. By measuring water and nitrogen adsorptions, it was found that the non- treated sample had micropores. The pores with a diameter less than 0.8 nm were not modified, while the pores with a diameter from 0.8 to 0.9 nm were modified by trimethylsilyl groups and closed by them. From these results, it was assumed that the former pores would become sites for water vapor as surface silanol groups after modification and the latter pores would be independent of water adsorption. The character of the silica bare surface disappeared above a surface conversion rate of 33%. These results are deduced from neopentane adsorption experiments. Furthermore, the water adsorption capacity near saturated pressure, as an index of micro-wettability, did not reach the theoretical monolayer capacity above the same conversion rate (33%). It was also indicated that the preferential dispersion property as an index of macro-wettability drastically changed at a conversion rate of about 33%. From these results, it was demonstrated that the wettability is closely related to the surface structure interfering with the adsorption of water.     

偕胺肟基螯合氧化硅的合成及其Cu2+亲和性能

以氯化钾为晶体结构导向剂, 以正硅酸乙酯和2-氰乙基三乙氧基硅烷为硅源, 聚(乙二醇)-聚(丙二醇)-聚(乙二醇)三嵌段共聚物为模板剂, 合成了偕胺肟基螯合氧化硅(AO-SBA-15)。通过X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附-脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位分析和元素分析技术对样品的结构、孔性质和螯合官能团等进行了表征。XRD分析结果表明, 偕胺肟基螯合氧化硅材料具有有序的二维六方结构, 通过氮气物理吸附数据计算得到材料的平均孔径和比表面积分别为3.96 nm和435 m²/g。FT-IR分析表明将氰基成功地引入材料中并转化为偕胺肟基螯合官能团, 元素分析发现材料的偕胺肟基含量约为1.6 mmol/g, 此外, Zeta电位分析表明材料呈现电负性。相对未改性的氧化硅材料(SBA-15), AO-SBA-15对铜离子吸附容量提高了2倍; 相对氰基功能化氧化硅(CN-SBA-15), AO-SBA-15吸附容量提高了3.6倍。这表明通过引入偕胺肟基螯合官能团, SBA-15对铜离子的亲和力得到显著提高。     

硅酸钠/聚乙二醇浸渍改性杨木工艺及性能研究

目的 为了提高速生杨木的物理力学性能、尺寸稳定性、热稳定性等性能，以硅酸钠(Na2SiO3)溶液和聚乙二醇(PEG)溶液为改性剂，旨在提高杨木的力学性能、尺寸稳定性以及耐热性能，并探究硅酸钠质量分数、聚乙二醇质量分数以及分子量对改性杨木性能的影响，获得最佳浸渍工艺。方法 运用单因素试验法探究硅酸钠质量分数、聚乙二醇质量分数、聚乙二醇分子量3个因素对改性杨木浸渍效果的影响。通过最佳浸渍工艺制备硅酸钠/聚乙二醇改性杨木与硅酸钠改性杨木，并测定其顺纹抗压强度、表面硬度、吸湿体积膨胀率等性能和结构表征，探究其与未改性杨木的差异。结果 通过单因素试验结果可知，以质量分数为10%的Na2SiO3、PEG-400以及质量分数为5%的PEG-400的浸渍工艺制备出改性杨木性能较佳。硅酸钠/聚乙二醇杨木改性材的顺纹抗压强度、抗弯强度、端面硬度、径面硬度和弦面硬度较未改性杨木的分别提高了69.4%、19.1%、42.2%、39.5%、19.2%，吸湿体积膨胀率较硅酸钠改性材降低了40.0%。结论 速生杨木经过硅酸钠/聚乙二醇改性后的力学强度，相较于单独硅酸钠改性杨木的力学强度有所提升，尺寸稳定性能增强，因此在性能及应用方面，硅酸钠/聚乙二醇改性杨木更具优势。