水处理用纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷的制备与性能

以硅藻土和硝酸银为主要原料,采用预先真空浸渍法和压制成型工艺,在1 050℃煅烧制备了纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷。用X射线衍射谱、扫描电子显微镜、压汞仪和电感耦合等离子体质谱仪等对材料性能进行表征,并测试了材料的抗菌性能。结果表明:纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷平均孔径为2.6μm,孔隙率为58%;银以Ag O的形式存在于材料中,Ag O颗粒分散均匀,粒径在20 nm左右,在水介质中材料能够持续稳定微量的释放出银;纳米银/硅藻土复合抗菌陶瓷对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很强的抑菌和杀菌能力,有望应用于终端水处理系统。     

植物还原纳米银/聚醚砜复合膜的制备及表征研究

采用植物还原法制备纳米银,改性制得具有抗生物污染性能的复合膜.试验结果表明:艾叶制备的纳米银含量较高,在乙醇有机溶剂中不完全聚沉,TEM表征结果显示其颗粒分散性较好,粒径在0.8～16 nm,平均粒径为4.97 nm.改性后的复合膜孔隙结构发生改变,分离层溶洞空间缩小,骨状蜂窝型筛分结构增加;平均孔径进一步缩小至12....     

氧化铋/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

将硅藻土分散在硝酸铋溶液中,经冷冻干燥后于空气中煅烧得到了Bi2O3/硅藻土质量比为0.10:1.00～0.60:1.00的一系列复合光催化剂。用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪对所制备的产物进行了结构表征。以500W氙灯为光源,亚甲基蓝为模拟污水中有机染料,评价了复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明:晶粒尺寸约31.7nm的Bi2O3较好地分散在硅藻土表面,既保留了硅藻土自身的多孔结构,又发挥了Bi2O3的可见光催化性能。负载Bi2O3的复合光催化剂能吸收波长小于520nm的可见光和紫外光,Bi2O3/硅藻土质量比为0.40:1.00时,氙灯光照2h能将20mg/L的亚甲基蓝溶液降解90%以上。     

硅藻土煅烧处理及其孔隙性能研究

硅藻土具有独特的多孔壳体结构,研究了不同温度以及添加助熔剂条件下煅烧处理对其孔隙性能的影响.通过XRD、SEM和BET等技术对材料的微观结构、颗粒孔隙形貌和孔径分布等性能进行分析.结果表明,在800℃和900℃处理下硅藻土的平均孔径增大,1000℃煅烧处理晶体结晶度增加,颗粒熔融液相产生,原始孔隙熔化缩小,比表面积和孔径分布呈现缩小趋势.硅藻土添加助熔剂煅烧处理,在950℃较低温度下材料形成熔融玻璃化产物,煅烧温度进一步提高颗粒开始严重熔融,孔隙特征损失明显.     

等离子喷涂高强陶瓷复合骨内种植体实验研究

以氮化硅陶瓷为基底材料,应用等离子喷涂技术,在其表面喷涂羟基磷灰石陶瓷涂层,制成氮化硅-羟基磷灰石陶瓷复合种植体.应用扫描电子显微镜、能谱X线、X-射线衍射仪观测种植体涂层结构和晶相结构变化情况,及Ca/P比值.结果显示羟基磷灰石呈熔和状态,颗粒较大,形成相互沟通的孔道,因而有利于骨组织的长入,喷涂前后其晶相结构及Ca/P比值无明显变化.用推出法测定的涂层结合强度(剪切强度)为23.60MPa.     

Triton X-100/正己醇/环己烷反相微乳液体系合成纳米羟基磷灰石

制备了稳定的TritonX-100/正己醇/环己烷/水四元反相微乳液体系,研究了不同比例TritonX-100、正己醇、环己烷对微乳液体系的影响,绘制了反相微乳液体系的三元相图,确定了微乳液法制取纳米羟基磷灰石的最佳条件,用“微反应器”合成了纳米羟基磷灰石粉体。通过X射线衍射仪、TEM、SEM和IR对羟基磷灰石的颗粒进行表征和分析表明:颗粒分散均匀,呈杆状,a轴尺寸为20～40nm左右,c轴尺寸为60～80nm。此方法可以有效地控制和改变HAP的分散性和粒度大小。     

载银硅藻土/PNAC复合凝胶制备及性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂制备纳米银,并将其负载于改性硅藻土;以N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基聚合法与载银硅藻土合成载银硅藻土/PNAC复合凝胶。利用紫外可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别对纳米银、复合凝胶和载银硅藻土进行表征,并对复合凝胶的pH值、温度响应性和抗菌性进行测定。扫描电镜结果表明合成的纳米银粒径为(75±10) nm,且纳米银负载于改性硅藻土表面孔洞中; FTIR表明复合凝胶制备成功;抑菌实验表明,复合凝胶能够持续缓释纳米银产生抑菌效果,对大肠杆菌的抑菌性优于金黄色葡萄球菌。     

羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖/明胶复合支架的制备及表征

采用原位共沉淀结合冷冻干燥工艺制备羟基磷灰石/羧甲基壳聚糖-明胶复合支架材料,然后利用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)检测其组成,扫描电子显微镜(SEM)观察微观结构,模拟体液浸泡法测试其降解性能,直接接触法观察其细胞毒性。结果表明:羟基磷灰石通过化学键与羧甲基壳聚糖和明胶结合;支架为相互连通的多孔结构,孔径尺寸介于100μm到300μm之间;纳米羟基磷灰石呈针状,均匀分布在支架中。与纯羟基磷灰石相比,复合支架降解性更好,更利于细胞黏附和增殖。实验结果同时表明支架材料的微观结构、降解性和细胞毒性可以通过改变明胶的含量进行调节,以满足不同修复部位的需求,是一种理想的骨组织工程用支架材料。     

碳化法纳米SiO2表面结构研究

采用红外、热重、N2吸附等分析方法,研究了碳化法制备的纳米SiO2表面羟基、孔隙结构和吸油值等随陈化pH值、陈化时间及干燥温度的变化关系.实验结果表明,在不同陈化pH值下SiO2凝聚反应速率不同,陈化pH值由2升高到5,凝聚反应加快,颗粒表面羟基含量由1.54个/nm2减少到1.44个/nm2,平均孔径由11.51 nm增大到23.06 nm,吸油值由1.70 cm3/g升高到1.81 cm3/g;在不同陈化时间下SiO2颗粒间凝聚反应进程不同,陈化时间由10 min延长到90 min,颗粒表面羟基含量由1.48个/nm2减少到1.40个/nm2,平均孔径、吸油值变化不明显;在不同干燥温度下颗粒表面羟基脱除程度不同,干燥温度由100℃升高到500℃,表面羟基脱除增多,羟基含量由1.43个/nm2减少到0.70个/nm2,平均孔径由13.2 nm增加到41.07 nm,吸油值由1.82 cm3/g升高到2.00 cm3/g.     

镁合金表面羟基磷灰石/介孔SiO_2自修复耐蚀涂层的研究

通过旋涂法,在AZ31镁合金表面制备了聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层,并将负载有缓蚀剂2-巯基苯并咪唑(MBI)的介孔SiO_2纳米颗粒掺杂到复合涂层中,以改善镁合金的耐腐蚀性能。使用SEM、TEM、XRD和BET等手段表征介孔SiO_2纳米颗粒的形貌、结构及缓蚀剂的负载情况;通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的成分和形貌进行表征;使用电化学阻抗谱(EIS)研究了不同涂层的耐蚀性能和自修复性能。结果表明,制备的二氧化硅为介孔纳米颗粒,可负载缓蚀剂。将负载有缓蚀剂MBI的介孔SiO_2纳米颗粒掺杂到聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层中,能够改善涂层的耐蚀性能,使涂层具有自修复性能。     

镁合金表面羟基磷灰石/介孔SiO_2自修复耐蚀涂层的研究

通过旋涂法,在AZ31镁合金表面制备了聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层,并将负载有缓蚀剂2-巯基苯并咪唑(MBI)的介孔SiO_2纳米颗粒掺杂到复合涂层中,以改善镁合金的耐腐蚀性能。使用SEM、TEM、XRD和BET等手段表征介孔SiO_2纳米颗粒的形貌、结构及缓蚀剂的负载情况;通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的成分和形貌进行表征;使用电化学阻抗谱(EIS)研究了不同涂层的耐蚀性能和自修复性能。结果表明,制备的二氧化硅为介孔纳米颗粒,可负载缓蚀剂。将负载有缓蚀剂MBI的介孔SiO_2纳米颗粒掺杂到聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层中,能够改善涂层的耐蚀性能,使涂层具有自修复性能。     

CTAB/正丁醇/正己烷反相微乳液体系合成纳米羟基磷灰石的工艺探讨

利用一种新型的微乳液法制备了纳米羟基磷灰石,确定了稳定的CTAB/正丁醇/正己烷/水四元反相微乳液体系,研究了影响微乳液法制取纳米羟基磷灰石的最佳pH值和煅烧温度等工艺条件.x-射线衍射仪、TEM、SEM和IR对羟基磷灰石颗粒进行表征和分析结果表明：颗粒分散均匀,呈球形,粒度为30m左右,此方法可以有效地控制和改变HAP的分散性和粒度大小.     

聚醚醚酮/羟基磷灰石纳米复合粉末的制备

以磷酸氢二铵、四水硝酸钙为反应物,聚乙二醇–2000为表面活性剂,采用化学沉淀法制备羟基磷灰石(HA),以浓H2SO4为磺化剂制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK),利用SPEEK对纳米HA进行表面改性,通过溶液共混法制备了聚醚醚酮(PEEK)/HA纳米复合粉末。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪、热失重分析、差示扫描量热法对产物的结构、形貌和热性能进行分析。结果表明,制备出的HA呈球状,大小均一,平均粒径为98 nm。以SPEEK为相容剂通过溶液共混法制备的PEEK/HA复合粉末分散性能和热稳定性良好,可用于选择性激光烧结工艺。     

硅藻土/白炭黑复合填料的补强性研究

为拓展硅藻土在高分子复合材料中的应用,将硅藻土/白炭黑填充到天然橡胶/丁苯橡胶/顺丁橡胶中制备了复合材料。通过RPA2000和扫描电镜分析了复合填料的Payne效应和分散性,考察了硅藻土用量对复合材料工艺性能、力学性能、耐磨耗性能影响。结果表明:少量硅藻土的加入有利于白炭黑在橡胶中的分散,能降低复合材料的门尼粘度和Payne效应,提高复合材料的硫化速度,缩短硫化时间,复合填料的补强效果较好;随着硅藻土用量的增加,复合填料容易聚集,其力学性能呈下降趋势,而磨耗性能变化不大;当硅藻土用量10~20份时,复合材料的综合性能最好。     

氮化硅/羟基磷灰石复合材料的制备研究

主要用超声分散结合滴定工艺制备了氮化硅／羟基磷灰石(Si3N4/HAp)复合粉体，并经冷压成型、冷等静压成型及无压烧结制备了氮化硅／羟基磷灰石复合材料。X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)研究发现，氮化硅的加入促进了羟基磷灰石的分解，细化了晶粒，可降低羟基磷灰石的烧结温度。     

Sr-HAP/CS复合凝胶的制备及生物矿化性能研究

采用化学沉淀法-冷冻干燥法制备含锶羟基磷灰石/壳聚糖（Sr-HAP/CS）复合凝胶,比较羟基磷灰石/壳聚糖（HAP/CS）凝胶,研究了它们的组成、结构和生物矿化性能。产物经IR、XRD和SEM分析证实：HAP/CS和Sr-HAP/CS中无新化学键生成,主要成分为HAP、Sr-HAP和CS;XRD中Sr-HAP的特征峰比HAP相应峰尖锐,晶体粒径减小;2种凝胶内部为网状孔隙结构,物相分布均匀。矿化实验结果表明,2种复合凝胶在模拟体液（SBF）中浸泡,表面发生钙的溶解和沉积现象;15 d后,凝胶表面有明显白色絮状物,主要为HAP类物质,且Sr-HAP/CS凝胶表面沉积物量较多;复合凝胶均具有诱导成骨性,Sr-HAP/CS对促进无机成骨物的生长作用较强。     

纳米银/P(AAEM-St)复合材料的原位超声合成与表征

超声原位引发乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)与苯乙烯(St)聚合,制备纳米银/P(AAEM-St)复合粒子。UV-Vis和XRD结果证明了纳米银粒子且其具有面心立方结构。TEM结果表明纳米银粒径在10～30 nm,且较均匀的分散在聚合物基体中。     

二氧化钛/羟基磷灰石纳米颗粒的制备及其性能研究

室内空气中的挥发性有机污染物(VOCs)会严重危害人类的身体健康。采用水热法制备了二氧化钛/羟基磷灰石(TiO_2/HAP)纳米复合颗粒,其粒径分布在20 nm左右。掺杂HAP不仅显著减小TiO_2纳米晶的晶粒尺寸,增大比表面积,并提高催化剂表面的吸附氧含量。结果表明:TiO_2/HAP纳米颗粒对甲苯具有良好的吸附性能和光催化降解性能,它的光催化降解效率为87.14%高于纯TiO_2纳米颗粒。因此TiO_2/HAP纳米颗粒在去除VOCs中具有广阔的应用前景。     

多孔Fe_2O_3/Al复合含能材料的制备与表征

用溶胶-凝胶法结合超临界干燥法,制备了Fe2O3/Al复合含能材料。用SEM、XRD、BET等方法对Fe2O3/Al复合含能材料的结构进行了表征。结果表明,超临界法制备的Fe2O3/Al复合含能材料呈明显的纤维网络状结构;其中Al的平均粒径为40nm;比表面积为147.9m2/g,相比空白Fe2O3气凝胶明显下降,平均孔径为8nm,孔径分布比较均匀。     

TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合材料的制备及降解甲醛性能

采用固相烧结法和低温煅烧工艺,制备了硅藻土基多孔陶瓷支承体.以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法在支承体上负载纳米TiO2复合膜.用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2复合膜/多孔陶瓷支承体的复合结构进行了表征;并以甲醛为降解对象,考察了TiO2复合膜的光催化性能.结果表明:纳米TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合膜在550℃煅烧后TiO2为锐钛矿型,平均晶粒粒径为10 nm.在紫外光照射240min后,甲醛气体初始浓度由0.463mg/m3降至0.015mg/m3,复合材料对甲醛的去除率达到96.8%.