水环境下甲烷在不同润湿性石英表面吸附行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究水环境下石英表面润湿性对甲烷在石英狭缝中吸附行为的影响。结果表明:对于亲水性较强的石英表面,水分子优先吸附于石英表面,甲烷分子在狭缝中心发生团聚;而疏水性较强的石英表面,甲烷分子优先吸附于石英表面,水分子在狭缝中心发生团聚;当石英表面为中性润湿时,石英表面对这两种分子没有表现出优先选择性吸附。水、甲烷与不同润湿性石英表面的相互作用能表明,水/固相互作用是水环境下甲烷在石英狭缝中吸附构型改变的主要驱动力。     

新型硅基纳米杂化防污防腐剂

分别利用溶胶.凝胶法和水性纳米粒子的表面改性技术研制了两种新型的醇性和水性硅基纳米杂化材料,并用IR和TEM对其进行了表征,研究了前驱体有机硅摩尔比例及硅烷偶联剂RSi(OEt)3,中的烷基R对涂膜疏水防污防腐蚀性能和硬度的影响.结果表明,适量的辛基三乙氧基硅烷改性的醇性和水性杂化材料具有较好的疏水性和硬度,探讨了它们在几种常见底材中的应用.     

二氧化硅微球气相硅烷化表面改性

本文以自制的二氧化硅微球为对象,以带氨基官能团的APTES硅烷为硅烷化试剂,对比研究了气相蒸发法和液相浸渍法两种不同方法对二氧化硅微球进行硅烷化修饰的差异,为二氧化硅微球表面硅烷化的反应控制提供了实验基础和理论依据。     

超疏水改性自发光水泥基材料的性能与微结构

借鉴稀土长余辉发光材料吸光蓄光发光特性与超疏水材料自清洁特性,以水泥基胶凝材料为主体,制备出既可以在白天吸光夜间发光,也可以在雨季排水除尘的新型超疏水改性自发光水泥基功能材料.采用正交设计方法优选出综合性能最优的材料配比进行疏水改性,研究了该材料的力学性能、发光性能和疏水性能,并使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其表面微观形貌、表面粗糙度及有机物组成进行了表征.结果表明:最优的材料配比为30%发光粉、5%反光粉和0.44的水胶比;超疏水涂层材料对自发光试件的力学性能与发光性能没有影响;氟硅烷疏水剂处理试件的疏水性能比硅烷类疏水剂处理试件更优,接触角高达159.8°,表面能低至-19.11mJ/m~2;自发光超疏水试件表面粗糙度较大,经过氟化处理后,SiO_2表面成功接入了氟链并形成低表面能的烷基链,随着反应的进行,烷基链不断延长并在基体表面形成大量的微纳米复合二级结构.     

CPB修饰聚苯乙烯树脂的除油机理研究

采用十六烷基溴化吡啶(CPB)对聚苯乙烯阳离子交换树脂进行化学修饰得到改性树脂R-CPB,并将其作为填柱材料处理含油废水;通过测量树脂表面润湿性的变化和废水中油滴的Zeta电位值论证了CPB修饰树脂的除油机理。结果表明,CPB阳离子的化学修饰改变了树脂的表面润湿性能,使其亲水性下降而亲油性提高;R-CPB树脂主要通过影响油滴在废水中的Zeta电位来达到破乳的目的;在相同操作条件下,R-CPB树脂的除油去浊能力明显高于未改性树脂的,且在除油的稳定性上好于活性炭,具有较好的应用前景。     

有机硅改性硅烷化聚氨酯密封胶的研制

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和硅烷偶联剂为原料制备出有机硅改性硅烷化聚氨酯密封胶.采用红外光谱对预聚体进行了表征,同时研究了有机硅改性硅烷化聚氨酯密封胶的力学性能.研究表明,改性后的硅烷化聚氨酯密封胶具有更优良的力学性能,当α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的添加量为8%时,硅烷化聚氨酯密封胶的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了15.5%和40.3%.     

NOM的亲疏水性及分子质量分布对超滤膜污染的影响

采用XAD-8/XAD-4型树脂将松花江水中的有机物分离出强疏水性、弱疏水性和亲水性三种有机组分,分别研究了其对PVDF超滤膜和改性PVDF超滤膜的污染性能。分别过滤强疏水、弱疏水和亲水性有机组分时,PVDF原膜的比通量分别为60.6%、70.8%和82.0%,而改性PVDF膜的比通量为75.1%、77.6%和86.0%。表明有机物的疏水性越强则对膜的污染能力越大;而膜的污染程度与对有机物的去除率并非呈正相关。此外,还研究了不同组分有机物的分子质量分布对膜污染的影响。结果表明,与分子质量相对较大的亲水性天然有机物相比,分子质量相对较小的疏水性天然有机物产生的膜污染较重。     

杂化树脂与环氧树脂共混固化物的力学性能研究

以超声波促进2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷（CG-O186）对气相二氧化硅（白炭黑）的表面接枝,合成环氧-二氧化硅杂化树脂,以万能试验机、摆锤冲击试验机分析合成杂化树脂和环氧共混固化物的性能。试验结果表明：随着环氧-二氧化硅杂化树脂添加量的增加,环氧固化物的力学性能先增加后减小,在杂化树脂填充量为5phr时,所得的固化物的拉伸强度、断裂伸长率及无缺口冲击强度均达到极大值,分别为36.8MPa、7.8%、15.3kJ·m-2,相比纯环氧树脂,环氧固化物的力学性能分别提高了120.4%,85.7%,54.5%。     

叶腊石机械化学表面改性研究

应用机械力化学理论，研究了叶腊石在机械力化学作用下实现偶联剂包覆处理的效果及其作用机理，结果表明，经处理的叶腊石粉全表面完全疏水化，所选偶联剂不仅对叶腊石具有良好的改性效果，且能发挥分散与助磨作用，改善了粉体的分解性，提高了粉磨细度和效率，叶腊石晶体在机械力化学作用下活化下，新生解理面与新面均呈高活性并有强吸水性，使表面羟基化，偶联剂分子则通过其亲水基团与羟基化的表面发生偶联反应而牢固吸附于颗粒表面。     

季铵盐双子表面活性剂自组装增黏机制研究

采用实验和粗粒化分子动力学(CGMD)模拟相结合的方法研究N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化丁二铵盐(16-4-16)自组装增黏机制;通过反向非平衡态分子动力学(RNEMD)模拟的方法研究蠕虫状胶束体系黏度。结果表明:双子表面活性剂具有较好的增黏效果,随着双子表面活性剂浓度增加,胶束尺寸逐渐增大;双子表面活性剂具有较低的胶束融合自由能,表现出更强的聚集能力,更容易聚集形成蠕虫状胶束。