二氧化硅气凝胶隔热复合材料的高温疏水改性及失效机制

SiO₂气凝胶隔热复合材料已经广泛应用于航空航天、石油化工等隔热保温领域,通过疏水改性可大幅拓展其应用场景。为了使SiO₂气凝胶隔热复合材料在更高温度仍保持良好的疏水性能,采用聚硅氧烷改性硅酸盐涂料对SiO₂气凝胶隔热复合材料进行表面刷涂疏水改性,然后研究了涂层厚度对裂纹扩张的影响以及涂层在高温下疏水性能的失效机制和刷涂改性前后复合材料的耐磨损性能。结果表明,当涂层厚度大约为13 μm时,所制备的涂层表面无裂纹,接触角可达(113±2)°,经450 ℃高温热处理1 800 s后接触角依然可以保持在105°左右,表现出良好的热稳定性,同时涂层显著提高了复合材料的耐磨损性能。     

硬硅钙石复合隔热涂料制备与隔热性能测试

以硬硅钙石作阻隔型填料,以金红石型二氧化钛和中空玻璃微珠为反射型功能填料,制备建筑外墙隔热涂料。研究了单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛、中空玻璃微珠以及复合添加3种填料对涂层隔热性能的影响。结果表明:单掺硬硅钙石、金红石型二氧化钛或中空玻璃微珠均可提高涂层隔热性能,硬硅钙石的适宜掺量为9%,金红石型二氧化钛的适宜掺量为30%,空心玻璃微珠的适宜掺量为20%;复合掺入硬硅钙石、金红石型二氧化钛和空心玻璃微珠可进一步提高涂层隔热性能,掺量为9%、30%和15%时,涂层的热反射率可达93.69%。按建筑行业标准JG/T235—2008《建筑反射隔热涂料》进行检测,涂料对波长为250～2 500 nm范围内的太阳反射比为0.85,半球发射率为0.87,隔热温差为13℃,符合标准要求;空心玻璃微珠、二氧化钛和硬硅钙石复合掺入后,发挥协同作用,能更加有效地提高涂层的隔热性能。     

基于气凝胶保温涂料的复合保温结构研究及应用

本文以纳米气凝胶、 TiO₂、SiO₂、SiC三种隔热粉体作为填料,氧化铝纤维和硅酸铝纤维作为增强材料,有机-无机复合胶体作为粘结剂,制备了纳米气凝胶保温涂料。考查了气凝胶用量对涂料的干密度、隔热性能和导热系数的影响。结果表明：粘结剂量为 35%、纤维总加入量为 25%（氧化铝纤维和硅酸铝纤维质量比 1∶1）、填料量为 40%（TiO₂、SiO₂、SiC粉体质量比例为 2∶1∶1且保持与气凝胶量的总和占涂料的 40%）,当气凝胶量为 15%时,涂料的导热系数为 0.04 W/m.K,干密度为 158 kg/m³,涂料的隔热性能最好。以纳米气凝胶保温涂料为基础,研究了一种适用于稠油热采蒸汽管保温的复合保温结构,将耐热纤维层、保温涂料层和金属外壳进行复合,这一复合保温结构成功应用在稠油注蒸汽管道外层保温改造项目中。与原有保温结构相比,年估算节能量约为 94.8 t标准煤,有效提高了稠油热注蒸汽管线的保温效果。     

SiO2气凝胶纤维隔热复合材料的常压制备及性能表征

SiO₂气凝胶的力学性能较差,隔热性能较强,为了使其成为良好的隔热材料,本文提出一种SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料的制备方法。以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,玻璃纤维和陶瓷纤维为增强体,硅烷偶联剂KH550和KH570为纤维处理剂,在常压条件下制备SiO₂气凝胶纤维隔热复合材料,并对材料性能进行表征。结果表明:前驱体中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)含量越高,复合材料中SiO₂气凝胶导热系数越低,低至0.028 W/(m·K);使用硅烷偶联剂KH550时,基体和纤维之间结合的紧密程度更高;纤维的加入使SiO₂气凝胶的力学性能达到很高水平;当前驱体中TEOS与CTAB摩尔比为1∶0.022时,经KH550处理的玻璃纤维/SiO₂气凝胶复合材料导热系数为0.054 W/(m·K),力学性能良好,隔热性能最优。     

模板法制备多孔超疏水SiO2/PDMS海绵及油水分离应用

以水玻璃为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了超疏水二氧化硅(SiO₂)气凝胶,将超疏水SiO₂气凝胶与聚二甲基硅氧烷(PDMS)均匀混合,并引入蔗糖和葡萄糖作为模板制备了超疏水SiO₂/PDMS海绵。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对其微观形貌和成分进行表征;利用接触角测量仪表征其润湿性能。同时,以油水混合物为模型污染物,研究了SiO₂气凝胶掺量及糖的比例对海绵吸附性能的影响。结果表明：制备的SiO₂/PDMS海绵具有超疏水亲油性,水接触角(WCA)高达152.1°,且在模拟油水吸附实验中具有良好的去除效果;对植物油和泵油的去除率分别为98%和95%,且经过20次的重复油水分离实验后,SiO₂/PDMS海绵的吸附容量和接触角均未发生明显变化,仍具有较好的疏水性能。     

SiO2气凝胶提高岩棉和玻璃棉性能的实验研究

以无水乙醇为溶剂,SiO₂气凝胶为溶质,制取SiO₂气凝胶改性溶液。采用浸润及常压干燥的方法制备岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板,研究不同质量分数的SiO₂气凝胶对复合板的短期吸水量、热导率及抗压强度的影响,并分析SiO₂气凝胶质量分数为8%时制备的岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的改性效果,进而采用扫描电镜对复合板的微观形貌进行了表征。结果表明,SiO₂气凝胶均匀附着于无机纤维上,形成了较为稳定的复合体系;随着SiO₂气凝胶质量分数的不断增加,岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水量和热导率都逐渐减小,其抗压强度有一定的提升。比较改性后的岩棉和玻璃棉,后者的防水性能和抗压强度改善更明显。当SiO₂气凝胶质量分数达到8%时,岩棉/SiO₂气凝胶复合板和玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水量较改性前分别下降了35.0%和36.2%,热导率分别下降了26.7%和18.3%,抗压强度分别提升了6.5%和102.9%。     

玻璃棉/SiO2气凝胶复合板的改性研究

通过选取无水乙醇为溶剂,以SiO₂气凝胶为溶质,制备SiO₂气凝胶改性溶液,并将其应用于改善玻璃棉的保温性能。通过浸润及常压干燥的方法制取玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板,研究SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对其性能的影响,并与溶胶-凝胶法制备的玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板相比。研究表明SiO₂气凝胶的质量分数和浸润时间对玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的性能有显著影响。当SiO₂气凝胶质量分数达到8%且浸润时间为20 min时,玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的短期吸水率、热导率分别下降了38.09%、18.32%,抗压强度上升了102.89%。与溶胶-凝胶法相比,本方法具有制备周期短、工艺较为简洁、成本低等优点,更适宜于大规模生产应用。     

水性隔热涂料的制备与研究

采用化学沉积法使TiO2以纳米粒子的形式包覆于空心玻璃微珠表面,成功制备了TiO2纳米晶/空心玻璃微珠复合填料,并以改性微珠及空心玻璃微珠作为填料制备隔热涂料,对其光反射性能、隔热效果、隔热效果的影响因素进行了研究。结果表明,TiO2在空心玻璃微珠表面包覆效果良好,且经过热处理后空心玻璃微珠破损率很低。以改性微珠作为填料制备的涂料,涂膜对太阳光主要能量波段的光反射性能得到显著提高,其隔热效果较普通外墙涂料和空心玻璃微珠涂料相比有了明显的提高,且改性微珠添加量的多少对隔热温差的影响要大于厚度和白度对隔热温差的影响。     

废弃红砖制备保温隔热水性涂料及优化

为提高建筑废弃物资源化利用效率,本研究以废弃红砖作为典型建筑废物,选择阻隔型和反射型作为研究方向,探究涂层厚度和颜料体积浓度对砖粉水性涂料保温隔热性能的影响,并加入空心玻璃微珠、粉煤灰漂珠、膨胀珍珠岩、木质纤维、海泡石和硅酸铝作为功能填料,提高砖粉水性涂料的保温隔热性能。实验结果表明:(1)当涂料层大于7 mm时砖粉水性涂料涂层发挥阻隔隔热效果,且厚度增加对隔热效果影响显著。在实验范围内,反射隔热效果受涂层厚度影响不明显。(2)砖粉填料中添加功能填料能提高阻隔隔热效果,降低隔热所需涂层厚度,其中空心玻璃微珠和粉煤灰漂珠效果最好,膨胀珍珠岩和海泡石效果次之,而木质纤维和硅酸铝的效果较差。     

工业带温设备用水性隔热涂料的制备及性能研究

以水性硅丙树脂为主体树脂,以空心玻璃微珠为隔热填料,配合着色颜料、填料以及助剂,制备了工业带温设备用水性隔热涂料。研究了主体树脂、隔热填料类型与添加量以及施工方式对涂料性能的影响。试验结果表明:当空心玻璃微珠G-2添加量为配方量的15%时,涂料的综合性能最佳且其导热系数能够降低至0.041 W/(m·K),同时,采用喷涂方式施工的涂层的隔热性能优于采用刮涂方式施工的涂层。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

基于环糊精的纳米功能组装体的研究进展

通过分子自组装形成稳定和结构可控的材料是现在功能材料学、生物学的焦点,构筑纳米尺寸的功能性分子自组装体更是接近生命现象和过程的本质。基于环糊精的超分子组装以其选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。本文就近十年来基于环糊精的纳米尺寸的功能组装体的研究进展进行简要综述,包括修饰环糊精的软连接自组装,环糊精轮烷、聚轮烷、纳米线、纳米管、纳米笼的设计、构筑及其更高级组装,以及环糊精与纳米粒子的分子组装和基于环糊精的分子机器。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

考登钢表面涂搪瓷的研究

考登钢作为一种高耐候结构钢,广泛应用于各个领域。在火力发电方面,考登钢主要应用在工作环境比较恶劣的烟气加热器和空气预热器中。考登钢表面涂搪的目的就是进一步提高其耐腐蚀性能,延长使用寿命。为了提高考登钢元件的使用寿命,对考登钢表面涂搪瓷的可行性、密着性能、瓷釉、工艺控制、质量保证等方面进行了研究。     

Micro-viscometer based on electrowetting on dielectric

A viscometer used to measure the viscosity of 10 μl of a liquid, must be miniaturized down, and the liquid velocity gradient in the channel used to determine the viscosity coefficient. Two major factors that affect the liquid velocity are the mechanical forces exerted by the mechanical motors and electromagnetic forces. In this study, electrowetting on dielectric (EWOD) is adopted to drive liquids. Variously sized electrodes on a chip, and two shapes of channel are employed to measure the velocity gradient to determine the viscosity coefficient. The device is fabricated by microelectromechanical system (MEMS) technology. The dielectric layer used in EWOD has a high dielectric constant, BST (Ba_0.7Sr_0.3TiO₃), to reduce the required applied voltage; its surface is coated with hydrophobic polymer, polytetrafluoro-ethylene (PTFE, Teflon^® AF DuPont). Experimental results demonstrate that liquids can be pulled at 660 μm/s in linear channels by applying a voltage of 15 V.     

漆酶用于木质纤维板结合的研究

研究了温度和pH值对漆酶酶活以及漆酶处理纤维压制纤维板性能的影响。结果表明,pH较低、温度较高时漆酶酶活较高,压制的纤维板强度性能较好。但温度太高(60～80℃),延长加热时间,漆酶稳定性变差,酶活明显降低,压制纤维板的强度下降。     

Reflection on medium effects on photochemical reactivity

In reexamining medium effects on photochemical reactions, we have emphasized those on unequilibrated excited species such as the Franck-Condon species. Despite recent advances in femtochemistry, such a discussion in molecular photochemistry is uncommon, and the problem remains challenging on account of the extremely short-lived excited species. However, in such cases, a small perturbation resulting from, for example, weak guest-host interactions could turn into a determining factor in dictating the course of a photochemical channel of deactivation. Examples of medium-directed diabatic processes have been examined with this idea in mind. A modified view on rhodopsin photoisomerization is presented along with the consideration that confinement does not necessarily lead to inhibition of reactions of the trapped substrate.     

脱硫石膏压块造粒处理试验研究

以煅烧脱硫石膏为胶结剂,通过掺加一定量煅烧脱硫石膏探索研究脱硫石膏压块造粒处理的可行性。结果表明：掺加一定量煅烧脱硫石膏能有效实现脱硫石膏的压块造粒处理;从技术参数和节约能耗综合考虑,煅烧脱硫石膏适宜煅烧温度为160℃。掺加30％煅烧脱硫石膏,脱硫石膏试件强度可达到约4MPa;提高成型压力可进一步提高脱硫石膏试件强度。     

表面活性剂对钙指示剂影响的研究

由于钙指示剂（又称NN指示剂）的水溶液不稳定,通常将其配制成固体指示剂使用,但是存在着生成的络合物不够稳定、终点变色不敏锐、准确度不高等问题。研究了固体钙指示剂的最佳使用条件,以及表面活性剂对钙指示剂稳定性、灵敏度的影响等问题。实验结果表明：固体钙指示剂的最佳配比是钙指示剂与氯化钠的质量比为1∶100、液体钙指示剂中钙指示剂-十二烷基硫酸钠,以及钙指示剂-乳化剂OP-10-苦味酸效果最佳,终点变色更加敏锐,精密度以及准确度都有显著提高,体系稳定性好。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。