PAM/SiO2磺甲基化改性及吸附重金属离子研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用原位溶胶-凝胶方法,合成聚丙烯酰胺/二氧化硅(PAM/SiO2)复合树脂;以甲醛和亚硫酸氢钠为磺甲基化试剂对PAM/SiO2进行磺甲基化改性,制得改性PAM/SiO2复合吸附树脂(SPAM)。考察正硅酸乙酯用量、离子浓度、树脂用量、吸附时间等因素对SPAM吸附重金属性能的影响,通过红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征SPAM的结构。结果表明,SPAM对铅离子的吸附容量为2.5mmol/g,吸附率为96.3%,对铜离子的吸附容量1.5mmol/g,吸附率为68.3%。     

吸附法原位制备Ag/ SiO2 纳米复合材料

以纳米SiO₂ 为载体, 以其富集水的表面吸附层作为纳米反应器制备了Ag 纳米粒子, 研究了水浓度对吸附和反应的影响。体系中NaOH 加入量一定的条件下, 硅胶表面NaOH 的平衡吸附量随着水浓度(0 、0105 %、0110 %、0125 %、0150 %、1. 00 %) 的增加而增加, 且存在两个突变区域(由0 增至0105 %和由0125 %增至0150 %) 。通过XRD、TEM 分析发现生成的银粒子(或氧化银) 团聚现象随水浓度的增加而逐渐减弱, 在硅胶表面分布越来越均匀, 晶粒粒径也逐渐减小。当水浓度约为0. 50 %时, 生成的Ag 或Ag₂O 粒子粒径多数在5 nm 以下, 且均匀分布在SiO₂ 表面。根据Ag + 的还原机理和吸附过程基本原理, 认为吸附水层的形成导致生成Ag 粒子的反应场所由硅胶表面转移到吸附水层中, 造成了Ag 粒子形貌的变化。      

一种新型SiO2/壳聚糖纳米颗粒的制备及吸附性能

以反应性SiO2和壳聚糖为原料,用环氧氯丙烷作交联剂,制得了一种新型的SiO2/壳聚糖纳米颗粒。产品结构经红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和X-射线能谱(EDS)表征;用制备的纳米颗粒对苯酚进行吸附性能测试。结果表明,壳聚糖与反应性SiO2通过环氧氯丙烷桥连为一个高分子聚合物,制得的新型SiO2/壳聚糖纳米颗粒的粒径为100～300nm,比壳聚糖具有更好的苯酚吸附性。     

纳米SiO2的制备及应用研究进展

简述了纳米SiO2的制备方法、制备原理以及在涂料、橡胶、纺织、陶瓷、生物和医学领域的应用情况,最后对纳米SiO2的研究方向进行了展望。     

聚乙烯醇缩丁醛/SiO2纳米复合材料的研究

采用共混法在聚乙烯醇缩丁醛材料中引入纳米SiO₂粒子制备了均匀的PVB/SiO₂复合材料。以UV-VIS,FT-IR,XRD,SEM等现代测试手段表征了材料的微观形貌、结构和光学性能。结果表明:由于纳米SiO₂粒子的引入,使PVB/SiO₂复合材料具有良好的紫外线屏蔽性能。同时,材料的韧性得到明显提高,其断裂伸长率为纯PVB材料的8倍。该材料的制备方法简便易行,具有一定的工业应用前景。     

SiO2玻璃原位反应合成Al/Al2O3复合材料

利用SiO₂玻璃具有易近成型、致密及各向同性的特点,通过SiO₂玻璃与铝熔体间的反应合成了Al/Al₂O₃复合材料,克服长期以来在合成Al/Al₂O₃复合材料时均采用颗粒反应物的局限。反应产物是一种组织均匀致密的Al 与Al₂O₃互为网络的Al/Al₂O₃陶瓷基复合材料。反应温度升高,整个反应产物中的Al的体积分数上升。Al/Al₂O₃复合组织在三维空间的真实形态中存在着Al相被Al₂O₃完全包围的形态,证明了网络状Al₂O₃组织形成的烧结机理。与合成Al/Al₂O₃的其它工艺相比,本工艺可在1000℃的较低温度进行,并具有反应速度快、断裂韧性和抗弯强度值高的特点。     

CaC2O4-直接枣红B/壳聚糖复合材料的制备及对乙基紫的吸附性能

以壳聚糖（CTS）和草酸钙-直接枣红B（CaC₂O₄-DB）杂化材料为原料,采用共混原位固载法制备草酸钙-直接枣红B/壳聚糖（CaC₂O₄-DB/CTS）复合材料。利用SEM、BET和FTIR对CTS和CaC₂O₄-DB/CTS的形貌及结构等进行表征分析,CaC₂O₄-DB的固载并未改变CTS的形貌结构,仅增加其比表面积和结合位点。详细考察了吸附时间、乙基紫（Ethyl violet,EV）初始浓度、溶液pH及温度等因素对CaC₂O₄-DB/CTS吸附EV的影响,初步探讨了CaC₂O₄-DB/CTS对EV的吸附动力学和吸附热力学行为。结果表明,CaC₂O₄-DB/CTS吸附EV在3 h内达到吸附平衡,且pH=8、投加量为6 g/L时,25℃的100 mg/L EV溶液(化学需氧量（C...     

复配壳聚糖树脂对Cu2+的等温吸附及吸附动力学研究

以活性炭和壳聚糖为复配原料合成复配壳聚糖树脂,对树脂的结构进行扫描电镜和红外表征,并研究了复配壳聚糖树脂对Cu2+的等温吸附动力学特性。结果表明复配改性后的壳聚糖具有多孔结构,比表面积增大;交联反应发生在壳聚糖分子中的氨基和羟基上;复配壳聚糖树脂对Cu2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型;其吸附动力学过程符合Lagergren二级动力学方程,吸附过程容易进行。     

SiO2气凝胶基空气净化材料的研究进展

SiO₂气凝胶具有高孔隙率、良好的吸附能力和表面易改性等优异特性,在污水和空气净化等领域具有极大的应用前景。近年来,城市温室效应加剧、空气质量下降,亟待开发新一代高效空气净化材料。从温室气体吸附和气相有毒化合物吸附两个应用背景出发,总结了SiO₂气凝胶的吸附原理和改性工艺,概述了众多学者在该领域的研究成果,并对未来研究方向提出了展望。     

马来酰壳聚糖/纳米SiO2纳米微球的制备及热性能

由甲壳素脱乙酰得到壳聚糖,然后以碳酸钠催化马来酸酐酰化,得到壳聚糖酰化物钠盐。纳米二氧化硅经高分子表面活性剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)处理,其与聚合物相容性得到提高,然后利用静电作用使其与马来酰壳聚糖钠盐复合。经红外光谱(IR)、扫描电镜、热重分析分析,结果表明得到了分布均一的球形包覆物,粒径处于1 nm~100nm范围内,说明得到了复合物纳米微球,且复合后产物的热性能较马来酰壳聚糖有了显著提高。     

MWNTs-TiO2和AC-TiO2复合材料制备及其在染料吸附降解中的应用

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,分别以多壁碳纳米管和活性炭为载体,并分别在载体表面上负载纳米TiO2颗粒,制备出碳纳米管-TiO2(MWNTs-TiO2)和活性炭-TiO2(AC-TiO2)两种复合材料。采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,结果显示,经500℃热处理后,TiO2主要以锐钛矿形式存在,纳米TiO2颗粒均匀的负载于载体的表面。吸附降解的实验结果表明,MWNTs-TiO2和AC-TiO2两种复合材料对活性染料甲基橙吸附降解效果均好于纯纳米TiO2颗粒,而MWNTs-TiO2复合材料的吸附降解效果更好,更适合作为纳米TiO2光催化载体。     

SiO2/PA6辐射降温长丝及其织物的制备及性能研究

将被动式辐射冷却结构纳入个人热管理技术,可以有效地保护人类免受日益加剧的全球气候变化的影响。以SiO₂和聚酰胺6(PA6)为原料,采用工业化熔融纺丝方法制备具有被动辐射降温功能的长丝,并通过手动织布机将其编织成织物。测试了SiO₂/PA6长丝的无机粒子分散情况、纤维力学性能及其织物的室内外辐射降温性能。结果表明,无机粒子在纤维中分散均匀;当SiO₂粒径为4μm,质量占比为5%时,性能最优。同时,在模拟夜间冷却效果的实验中,与未添加SiO₂的织物相比,添加SiO₂的织物具有4℃的降温效果。     

磺化聚酰亚胺/SiO2复合膜的制备及其质子交换性能研究

制备了具有不同硅含量的磺化聚酰亚胺/二氧化硅(SPI/SiO2)复合膜,研究了SiO2的引入对复合膜的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性以及抗氧化和耐水解稳定性的影响规律,并对其质子传导率和甲醇渗透率进行了评价。结果表明,与商业化的Nafion115膜相比,复合膜表现出更优异的阻醇特性和选择透过性,其中SPI/SiO2-2复合膜具有更突出的高温质子传导特性。     

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

改性纳米SiO2/环氧树脂涂料的制备及其性能

为提高纳米SiO2在环氧树脂中的分散程度,充分发挥纳米SiO2的力学性能和耐热性,采用乙烯基三乙氧基硅烷与丙烯酸对纳米SiO2表面进行接枝改性,利用红外光谱对改性纳米SiO2的结构进行了表征;将改性纳米SiO2添加到环氧树脂中混合固化,得到改性纳米SiO2/环氧树脂复合涂料(SAE),并通过附着力、吸水率、电化学试验等方法对SAE涂层的耐蚀性能进行了评价。结果表明:改性后的纳米SiO2出现新的吸收峰;SAE具有附着力高、抗渗透性强、极化电流小等优良的耐腐蚀性能。     

Ag/SiO2抗菌材料的制备及抗菌性能研究

以甲基三乙氧基硅烷为疏水性前驱物,采用溶胶-凝胶法制备单质银掺杂的疏水性二氧化硅(Ag/SiO2)材料。通过XRD、紫外-可见光谱和红外光谱分析,对Ag/SiO2材料的物相和化学结构进行了表征,并研究了其对大肠杆菌和地表水样的抗菌性能。结果表明,Ag/SiO2材料中的银元素以单质形式存在,具有疏水性Si-CH3基团,单质银的掺杂对Ag/SiO2材料的化学结构影响不明显。随着银含量的增加,Ag/SiO2材料的抑菌性明显增强,银含量nAg=0.15时,其对大肠杆菌抑菌率达91.86%,对地表水样的抑菌率达92.38%,具有较好的抑菌广谱性。     

纳米SiO2的制备与表面改性

以正硅酸乙酯为硅源,用反相微乳液法制备了单分散SiO2微球。为改善SiO2微球在有机介质中的分散性和相容性,用硅烷偶联剂KH-570对其进行了表面改性。采用FT-IR、TEM、亲油化度及亲油性测定对产物的结构、形貌和性能进行了表征。结果表明:改性SiO2亲油性增加,在有机介质中的分散性明显提高。最佳的改性条件是:改性剂用量为6%,反应温度91℃,反应时间为5h。在此条件下,改性SiO2的亲油化度为21%。     

P(AA/IA/MA)凝胶的制备及对铜离子吸附性能研究

通过以丙烯酸(AA),衣康酸(IA),马来酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合制备了三元共聚P(AA/IA/MA)水凝胶,并采用FTIR对凝胶结构进行表征。针对不同组成凝胶的溶胀动力学、平衡吸附能力及铜离子饱和吸附容量的研究,结果表明:最佳投料比为n(AA):n(IA):n(MA)=6:3:1,其最大饱和吸附容量可达到224.5mg/g,P(AA/IA/MA)凝胶材料的等温吸附动力学可归属为准二级动力学。考察了体系pH值及吸附材料用量对Cu2+吸附性能的影响,结果表明:P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料的Cu2+饱和吸附容量强烈依赖于体系pH值和吸附材料用量。当P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料添加量为0.5g/50mL时,体系内Cu2+去除率接近100%。     

模板法制备SiO2/Au复合微球及其催化性能评价

采用脲醛树脂为模板,金胶体为前体的新方法,制备了具有较大比表面积的SiO2/Au复合微球。该方法通过将金胶体与硅溶胶混合,加入尿素、甲醛溶液并在酸性条件下引发聚合反应,得到脲醛树脂(UF)/SiO2/Au复合微球;经高温煅烧除去UF模板,得到中孔SiO2/Au复合微球。采用紫外可见吸收光谱、高分辨透射电镜、原子吸收分光光度计和氮气吸附-脱附等手段对金纳米粒子在载体中的分散性、金负载量及材料比表面积和孔径分布进行了表征。该复合微球在硼氢化钠还原对硝基苯胺的反应中显示了良好的催化活性。