溶胶-凝胶法制备PET/SiO2纳米复合材料及其TG、DSC分析

采用溶胶-凝胶（sol-gel）法，将正硅酸乙酯和水加入到制备聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的中间产物对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)中,在液态下均匀混合，高温下快速发生溶胶-凝胶反应，再按PET缩聚反应制得PET/SiO₂纳米复合材料。通过TEM、TG、DSC对材料进行了表征和研究。结果表明，SiO₂在PET中均匀分散，其尺寸在10～100 nm之间，PET/SiO₂纳米复合材料的热降解活化能较普通PET有明显提高，但初始降解温度和结晶性能均有所降低。     

SiO2-g-PS纳米微球的制备及其在增韧PP中的应用

采用乳液聚合方法在纳米SiO₂粒子表面接枝苯乙烯（St）单体,制备了具有核/壳结构的SiO₂-g-PS纳米微球,用FTIR、TEM、XPS和TG分析了SiO₂-g-PS的结构。结果表明,乳液聚合产物基本呈球形、SiO₂为核、PS为壳的核壳结构。通过熔融共混工艺制备聚丙烯（PP）基复合材料,并对其力学性能进行了分析,结果表明,当SiO₂-g-PS填充量较低［4%～6％（质量）］时,SiO₂-g-PS/PP复合材料的冲击强度和拉伸强度明显提高,并对PP的结晶有明显的异相成核作用。     

PVA电纺纤维后杂化反应膜的形态和保水性能

用电纺方法制备了直径为200 nm左右的PVA纳米纤维毡,采用溶胶-凝胶法将其与原硅酸四乙酯（TEOS）溶胶杂化,通过控制反应时间制得不同的杂化薄膜。FTIR表明PVA的羟基与TEOS水解物发生了缩合反应。FESEM观察发现电纺纤维杂化后直径变粗,且随着反应时间的延长杂化纤维间的空隙逐渐被SiO₂填充。力学性能测试发现,少量SiO₂的填充有利于提高薄膜的强度。保水性能测试表明杂化反应时间越长所得薄膜的保水性能越高。     

PBT /纳米SiO2非等温结晶动力学研究

熔融制备了PBT/纳米SiO₂复合材料,用DSC分别研究了SiO₂在低含量(0.3%质量分数)和高含量(3%)时的非等温结晶行为;并分析了PBT/纳米SiO₂复合材料的结晶动力学。结果表明,纳米SiO₂对PBT有异相成核作用,加入纳米SiO₂后,显著提高了PBT结晶温度,加快了其结晶速率。结晶动力学表明,莫志深法很好的吻合了PBT/纳米SiO₂复合材料体系,而Ozawa方法并不太适合。通过结晶活化能的计算,表明在低含量(0.3%)时有更好的结晶能力。     

SiO2负载铬基催化剂催化四氢萘合成α-四氢萘酮

以硝酸铬或重铬酸钾为Cr源,采用浸渍法制备了SiO₂负载的Cr基催化剂［Cr(Ⅲ)/SiO₂和Cr(Ⅵ)/SiO₂］,并用共浸渍法制备了K₂O改性的Cr(Ⅲ)/SiO₂催化剂［K-Cr(Ⅲ)/SiO₂］。分别以叔丁基过氧化氢和O₂作氧化剂,考察了三种催化剂催化四氢萘合成α-四氢萘酮的反应性能。结果表明,以叔丁基过氧化氢作氧化剂时,Cr(Ⅲ)/SiO₂表现出最高的反应活性和选择性,K-Cr(Ⅲ)/SiO₂与Cr(Ⅵ)/SiO₂活性相近。紫外可见漫反射光谱表征结果表明,Cr(Ⅲ)/_SiO2具有最高的低价Cr物种（Cr［L］）和高价Cr物种（Cr［H］）比例,K₂O的引入抑制了Cr［L］物种的生成。推测以叔丁基过氧化氢作氧化剂时,四氢萘氧化生成α-四氢萘醇是反应速率控制步骤,Cr［L］物种可能是催化该反应的活性中心。以O₂作氧化剂时,Cr(Ⅲ)/SiO₂与Cr(Ⅵ)/SiO₂催化剂性能相近,说明O₂在相界面传质和（或）在催化剂表面吸附可能是反应的控制步骤。     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。     

SiO2键合PEG钼(Ⅵ)配合物合成、表征及对环己烯环氧化催化活性

合成了SiO₂键合聚乙二醇（PEG）高分子配体,将钼（Ⅵ）合乙酰丙酮组装在该高分子配体上合成出SiO₂负载PEG钼（Ⅵ）配合物,并用元素分析、红外光谱以及X射线光电子能谱技术对其进行了结构表征.建立了SiO₂键合PEG钼（Ⅵ）配合物催化剂中Mo的化学分析新方法.实验表明：该配合物作为环己烯环氧化用催化剂,具有优良的催化活性和选择性.在叔丁基过氧化氢为0.1 mol、环己烯与叔丁基过氧化氢摩尔比为3.5∶1、溶剂10 ml、反应温度80 ℃、时间60 min条件下,环氧环己烷收率（以叔丁基过氧化氢计）在99.2%以上,质量分数≥99.5%（GC检测）.     

紫外光固化二氧化硅/丙烯酸酯亲水杂化薄膜

紫外光照射下制备了用于改善玻璃表面亲水性的二氧化硅/丙烯酸酯透明杂化薄膜,其水接触角小于5°,具有优异的亲水性。讨论了反应时间、反应温度、丙烯酸羟丙酯用量和正丙醇用量与薄膜亲水性的关系。通过SEM对薄膜表面形貌进行了研究,发现薄膜具有多孔结构,SiO₂溶胶粒子均匀分布在膜层中。研究表明,以硅溶胶（ml）与丙烯酸羟丙酯（mol）配比为50∶0.15在40℃时反应1 h制备杂化溶胶,且涂膜液用20%（质量）正丙醇稀释时所制备的杂化薄膜亲水性最好。     

硅烷偶联剂对聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅纳米复合材料结构与性能的影响

采用乙烯基三乙氧基硅烷(WD-20)作为偶联剂,通过溶胶-凝胶法合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/二氧化硅(SiO₂)纳米复合材料,采用紫外-可见光谱、红外光谱、扫描电子显微镜和热机械分析等研究了材料的结构和性能.结果表明,WD-20的加入对纳米复合材料透明性、耐热性能和微观形态结构有较大影响,随着WD-20用量的增加,纳米复合材料透明性增加,SiO₂分散相尺寸变小,玻璃化转变温度增加.当WD-20与四乙基原硅酸盐（TEOS）之比为0.2时,所制备的纳米复合材料的溶胶分数为6%、玻璃化转变温度为250 ℃以上、可见光透过率在80％以上、SiO₂分散相尺寸小于100 nm.     

接枝微粒材料PMAA/SiO_2对碱性氨基酸(精氨酸)的吸附性能

采用接枝法将甲基丙烯酸(MAA)接枝于微米级硅胶表面,制得了接枝有甲基丙烯酸的接枝微粒PMAA/SiO2,采用红外光谱(FTIR)对其化学结构进行了表征,用金相显微镜观察了接枝微粒的形貌。采用静态法研究了功能微粒PMAA/SiO2对碱性氨基酸精氨酸吸附性能,考察了介质pH、离子强度及温度对其吸附性能的影响,探索了吸附机理。研究结果表明,在较大的pH范围内,接枝微粒PMAA/SiO2对碱性氨基酸精氨酸表现出很强的吸附能力,而对酸性氨基酸的吸附能力则很弱;随着介质pH值的增大,PMAA/SiO2对精氨酸的吸附能力呈现先增强后减弱的规律,在pH=7处,吸附容量可以达到239mg.g-1;温度升高,吸附容量减小;盐度增大,吸附容量降低。     

铜铁尾矿制酸烧渣制备纳米Fe/SiO2核壳复合粒子的微波吸收性能

以铜铁尾矿制酸烧渣为原料,经熟化、酸浸、还原和净化等步骤制备亚铁离子;在乙醇-水液相体系中,以NaBH₄作为还原剂,反应生成纳米Fe粒子;最后通过正硅酸四已酯（TEOS）水解包覆制得纳米Fe/SiO₂核壳复合粒子。产物分别采用XRD、TEM、IR等手段进行表征。进一步地,使用矢量网络分析仪在2.0 ~ 18.0 GHz波段内来研究样品的吸波性能。结果表明,IR光谱上在1389 cm^-1和878 cm^-1分别出现对应于四配位Si—O键和Si—O—Fe键的特征吸收峰,说明在Fe粒子表面包覆有SiO₂。通过测试计算得知,当吸波样品厚度为4.5 mm时,其微波吸收性能在17.2 GHz处达到最小值-39.0 dB。由此可见,以铜铁尾矿制酸烧渣为原料,可制得吸波性能优良的纳米Fe/SiO₂核壳复合粒子微波吸收材料。     

溶胶-凝胶法制备H3PW12O40/SiO2及催化合成三羟甲基丙烷三庚酸酯

H3PW12O40/SiO2 (PW/SiO2) was prepared by the sol-gel method and trimethylolpropane triheptanoate (TMH) was synthesized by trimethylolpropane (TMP) and heptylic acid (HA) in the presence of H3PW12O40/SiO2. The results showed that the catalyst with 50% (mass) PW had good activity and stability. The optimal esterification conditions were as follows: nTNP：nHA = 1：4, 2%(mass) PW/SiO2, reaction temperature 120-200℃ and 3 h. The structure of TMH was characterized by GC, IR, ^1HNMR spectra and the rate of esterification was up to 95%.     

原子转移自由基聚合法合成PS-g-PMMA

以氯乙酰化聚苯乙烯微球（PS-acyl-Cl）为大分子引发剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体,CuCl/CuCl₂及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺（TMEDA）为催化体系的原子转移自由基聚合反应,成功在PS-acyl-Cl表面接枝上PMMA分子链而获得聚苯乙烯 接枝 聚甲基丙烯酸甲酯（PS-g-PMMA）。考察了催化剂、反应温度、溶剂用量等条件对接枝反应的影响,优化的反应条件下,使用氯乙酰基担载量3.44 mmol.g^-1的PS-acyl-Cl,15 h可获得增重率687% 的PS-g-PMMA,且反应表现出一级动力学特征（k=513×10^-5 s^-1）。通过改变反应条件,可得到不同PMMA接枝链长的PS-g-PMMA。反应得到的PS-g-PMMA经水解后有望作为高担载量弱酸型离子交换树脂或进一步功能化后作为酶的柔性固定化载体。     

聚天冬氨酸衍生物的合成及阻垢性能

利用天冬氨酸热缩聚产物聚琥珀酰亚胺（PSI）和天冬氨酸（ASP）合成了一种聚天冬氨酸衍生物。研究了聚琥珀酰亚胺与天冬氨酸不同比例时的接枝率,考察了聚天冬氨酸衍生物的阻垢性能。利用红外光谱对聚天冬氨酸衍生物的结构进行了表征,利用扫描电子显微镜对CaCO₃晶形进行了观察和分析。实验结果表明：当PSI与ASP的摩尔比为1∶1.8时,产物的接枝率最高,达到了66.45％,其阻垢效果也最好。当Ca²⁺质量浓度为400 mg•L^-1、HCO^-₃质量浓度为800 mg•L^-1、聚天冬氨酸衍生物用量为6 mg•L^-1时,阻垢率达到100％。聚天冬氨酸衍生物对CaCO₃有晶格扭曲和分散作用。     

Ti/CeO_2-PTFE-PbO_2电极的制备及其电催化氧化性能

采用热分解-电镀法制备了聚四氟乙烯(PTFE)掺杂PbO2电极(Ti/PTFE-PbO2)和PTFE、CeO2共掺杂PbO2电极(Ti/CeO2-PTFE-PbO2),考察了电流密度、温度、搅拌速率、CeO2浓度等工艺条件对电极寿命的影响。对Ti/CeO2-PTFE-PbO2的电催化氧化性能进行了初步研究。结果表明,在电流密度为30mA.cm-2、温度80℃、搅拌速率为1300r.min-1和CeO2为3g.L-1等较优条件下,Ti/CeO2-PTFE-PbO2电极在9mol.L-1H2SO4溶液中的强化电解寿命(1A.cm-2)达983h。SEM和EDX的分析结果表明,PTFE、CeO2共掺杂使得Ti/CeO2-PTFE-PbO2表面的晶粒排布更均匀致密,电解过程镀层的铅氧计量比也具有较高的稳定性。由于具有更高的析氧电位,与Ti/PTFE-PbO2电极相比,Ti/CeO2-PTFE-PbO2电极对对氯苯酚的降解显示了更好的电催化活性。     

熔盐法从铁尾矿中制取高纯白炭黑

以铁尾矿和NaOH为原料、NaNO₃为熔盐,在500℃下煅烧3 h,使铁尾矿中的惰性SiO₂转变成活性的硅酸钠相。以浸取硅酸钠溶液作为硅源,利用化学沉淀法成功制备了无定形白炭黑。用X射线衍射仪、红外光谱仪、透射电镜和X射线荧光光谱仪对制取白炭黑的物相结构、粒度形貌和成分含量进行分析。结果表明：白炭黑产品中的SiO₂纯度为99.3%,化学结构为无定形的水合二氧化硅,形貌近似为球状粒子,粒径在100 nm左右。白炭黑的比表面积 (BET)为152 m² •g^-1。     

聚合物中纳米粒子气泡膨胀分散方法

提出了一种聚合物中纳米粒子气泡膨胀分散方法,并应用该方法制备了环氧树脂/SiO₂纳米复合材料。该方法将纳米粒子团聚体和压缩气体一同注射到聚合物熔体（溶液）中,形成内含纳米粒子的微气泡,并利用气泡急速膨胀时引起的高速拉伸作用实现纳米粒子在聚合物中的均匀分散。在对分散机理进行分析的基础上,通过数值仿真计算对其分散能力进行了分析。对气泡膨胀分散法制备的环氧树脂/SiO₂纳米复合材料进行了透射电镜（TEM）分析和DSC分析,结果表明,样品中SiO₂粒子粒径在15～30 nm之间,其玻璃化温度比高速搅拌法制备的对比样品高18℃。     

聚乙烯蜡溶液接枝马来酸酐工艺优化的研究

以BPO为引发剂、聚乙烯蜡（PEW）和马来酸酐（MAH）为反应物，采用溶液法合成聚乙烯蜡接枝马来酸酐（PEW-g-MAH），使用L。（3。）正交实验表考察不同反应温度、时间、MAH和BPO用量对PEW-g-MAH接枝率的影响。红外分析表明MAH已经接枝到PEW分子链上；在PEW用量为10g、MAH为1．40g、BPO为0-10g、温度100℃、反应时间60min条件下，可得到接枝率为2．95％的PEW—g—MAH。