掺杂TiO2的纳米多孔SiO2薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法、分子模板法及旋转涂覆法在硅衬底上制备掺杂TiO2的SiO2薄膜，并采用差热分析（DSC-TGA）、红外吸收光谱（FTIR）、X射线衍射、小角衍射（SAXS）、原子力显微镜（AFM）、台阶仪（Atomic-Profiler）以及纸擦拭法（paper-wiping method）和胶带剥离法（adhesive tpe-stripping method）对薄膜的性能进行了分析与表征，结果表明，薄膜的最佳热处理温度为400℃，所制备的掺杂TiO2的SiO2薄膜为多孔结构的无定形态，具有较好的机械性能，平均孔径随着膜层的增加而减小，一层膜和两层膜的平均孔径分别为87.4nm和62.8nm，厚度分别为538.7nm和1032.3nm。     

纯水体系SiO2纳米多孔材料的低成本制备与表征

以低成本工业级硅溶胶为硅源, 水为溶剂, 在常压条件下干燥后制备出纳米多孔SiO₂块体材料。在制备过程中, 采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)来降低水的表面张力, 减少样品在干燥过程中开裂和收缩, 避免了繁琐的溶剂替换过程。所制备的SiO₂块体密度为150~260 mg/cm³, 比表面积为91~140 m²/g, 平均孔径为15~27 nm, 其室温热导率可达0.048 W/(m·K)。该方法大大缩减了制备SiO₂纳米多孔材料的成本, 并降低了操作工艺难度和危险, 将在很大程度上推动硅纳米孔材料的工业化生产与应用。     

多孔SiO2/壳聚糖复合小球的制备研究

以工业硅溶胶为硅源，采用溶胶-凝胶技术和滴液成球法制备了多孔SiO2／壳聚糖复合小球，研究了N，N-二甲基甲酰胺的引入对复合小球性质的影响。利用FTIR、SEM和BET吸附对小球的微观结构、形貌和性质进行了研究。结果表明，多孔SiO2／壳聚糖复合小球是直径为1.93～2.61mm、密度为0.435-0.447g／cm^3的轻质多孔球体，其比表面积为134.11～174.53m^2/g，孔径分布在5～55nm。引入N，N-二甲基甲酰胺后，小球的孔径减小，比表面积增大。     

多孔竹炭/二氧化钛纳米复合材料制备及其光催化作用

本工作合成了一种具有高吸附性能和光催化性能的表面改性竹炭/二氧化钛(SMBC/TiO₂)纳米复合材料。通过湿法氧化处理廉价、天然绿色的竹炭(BC), 制备了具有良好吸附性、化学稳定性的表面改性竹炭(SMBC)。经过改性, BC表面生成大量含氧官能团, 因此SMBC粒子易分散于水中, 并且与TiO₂有较强的相互作用, 确保TiO₂均匀地负载在SMBC表面。SMBC/TiO₂比BC/TiO₂有更大的比表面积, 能提供更强的吸附性能。SMBC/TiO₂的饱和吸附容量大约是BC/TiO₂的1.6倍, 是TiO₂的12.1倍。吸附和催化的协同作用使SMBC/TiO₂复合材料降解MB具有更高的光催化活性, SMBC/TiO₂光催化降解MB的速率常数分别是BC/TiO₂ 和TiO₂的7倍和6倍。     

PI掺杂多孔SiO2薄膜的制备及性能研究进展

近年来对掺杂纳米SiO2的聚酰亚胺薄膜的各种性能进行了充分的研究,而对以少量PI掺杂的多孔SiO2薄膜的研究较少.介绍了PI掺杂多孔SiO2薄膜制备过程中影响薄膜性能及应用的两个关键因素(相分离和热处理固化成膜),理论分析了PI掺杂多孔SiO2薄膜的力学性能和绝热性能,最后讨论了目前存在的一些问题和今后的发展趋势.     

纳米多孔SiO2/PI杂化薄膜的制备与性能研究

采用碱催化正硅酸乙酯(TEOS)的溶胶-凝胶法与分子模板法相结合,通过旋转涂覆在硅衬底上制备了掺杂聚酰亚胺(PI)的纳米多孔SiO2薄膜,并利用差热分析(DSC-TGA)、红外吸收光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、台阶仪(Atom-ic-Profiler)等对薄膜的性能进行了分析表征.结果表明,所制备的SiO2/PI杂化多孔薄膜为多孔的无定型结构,具有较好的热稳定性及力学性能,一层膜和两层膜的平均孔径分别为68和72nm,厚度分别为917和1288nm.     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。     

PBS/SiO2纳米复合材料的制备及其结构与性能分析

以聚丁二醇丁二酸酯（PBS）为基材,经-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂（KH570）改性过的纳米SiO2和未改性的SiO2为填料,采用熔融共混法制备了PBS/SiO2纳米复合材料。研究了所得纳米复合材料的热稳定性能、力学性能和降解性能等。结果表明：当经KH570表面改性的纳米SiO2（KH570与纳米SiO2的质量之比为1：5）的添加质量分数为4%时,复合材料的维卡软化点约提高了10℃,拉伸强度约提高30%,同时复合材料的降解性能比PBS纯料的降解性能有一定的提高。     

木质素／纳米SiO2复合材料的制备及其应用

采用高沸醇（HBS）木质素制备得到了HBS木质素／纳米SiO2复合材料。对产物进行红外光谱、透射电镜分析，可以明显看出材料复合后的特征，表明木质素／无机纳米复合材料的制备是可行的。把木质素／纳米SiO2复合材料作为橡胶的补强剂应用于乙丙橡胶。实验发现，HBS木质素／纳米SiO2复合材料添加到橡胶中可提高胶料的断裂伸长率，从165％提高到229％，但拉伸强度略有降低。     

EVA/SiO2纳米复合材料的制备与性能研究

采用一步法制备出 EVA/SiO2 纳米复合材料,利用 FESEM、FTIR、SEM 等测试手段表征纳米SiO2 微粒在 EVA 基体中的分散性,并研究其力学性能及流变性能。结果表明 SiO2 微粒以 30~40nm 左右的粒径分散于EVA基体之中,并与 EVA形成化学键合结构,断裂时呈现脆韧双重断裂特征。当纳米SiO2 填充量为1%时,拉伸强度与断裂伸长率分别提高16.1%与11.7%,并以该含量处为转折点先提高后降低。纳米SiO2 微粒填充量在1%~3%范围内,复合熔体的表观粘度低于纯 EVA,熔点变化较少,加工流动性得到改善。     

纳米氧化硅/活性炭复合材料的制备及吸附性能研究

采用溶胶-凝胶法将纳米二氧化硅(SiO2)粒子负载于活性炭表面,得到一种新型的复合材料。用比表面测定(N2-BET)、X射线荧光光谱(EDXRF)等对其进行了表征。系统地研究了负载纳米SiO2的活性炭对水中2,4-二硝基酚的吸附性能。结果表明:负载纳米SiO2的活性炭对2,4-二硝基酚的吸附符合Freundlich模型,吸附过程主要受分配作用控制。由于纳米粒子的尺寸效应以及Si-OH的作用,吸附量比改性前提高了16%~92%,而接触时间和初始浓度对吸附效果具有显著影响,并且酸性条件有利于吸附的进行。     

溶胶-凝胶法合成纳米多孔SiO2-TiO2块材的化学稳定性

以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯和聚乙二醇等为主要原料，采用溶胶-凝胶法成功合成了多孔SiO2-TiO2系块状材料。500℃焙烧2h后材料呈现非晶态结构。引入较多钛量时，使材料的孔径分布变窄、平均孔径下降，但增加了比表面积。在80℃热水中浸泡72小时以后，吸附一脱附曲线的类型和形状几乎没有变化；随着Ti含量的增加，比表面积和孔容积的变化率减小。多孔材料在98℃的20％硫酸溶液中重量损失率随Ti含量变化不大，Ti引入并不能提高材料在酸液中的耐蚀性；但引入Ti使多孔材料在95℃NaOH碱液中的耐蚀性明显改善。     

纳米多孔SiO2功能薄膜制备方法的研究进展

纳米多孔SiO2薄膜的各种优异性能，使其在众多领域中占有极大的应用潜力。对一些新的制备纳米多孔SiO2薄膜的方法如自组装法、酸碱两步催化法、微波合成法进行了概括和总结，并分析了其原理、方法和特点。     

纳米多孔SiO2薄膜疏水性的研究进展

超低介电常数纳米多孔SiO2薄膜在未来超大规模集成电路(ULSI)中有着广阔的应用前景,但其疏水性能的好坏是决定其能否在ULSI中应用的重要因素之一.介绍了国内外有关纳米多孔SiO2薄膜疏水性的原理、工艺以及表征方法.     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiO2作为增强材料，制备纳米复合材料，研究了不同的纳米SiO2含量对纳米复合材料性能的影响，采用透射电镜对纳米SiO2粒子的分布进行了表征，采用正电子湮没技术（PALS）测试了自由体积的尺寸及浓度。结果表明，当纳米粒子SiO2含量为3％时，自由体积浓度最小，纳米复合材料的性能最佳。     

TiO2-SiO2纳米多孔材料常压干燥制备

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得了TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅(TMCS)/乙醇(EtOH)/己烷(Hexane)溶液对湿凝胶进行改性,再经常压干燥制备了TiO2-SiO2纳米多孔材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)和N2吸附/解吸法对纳米多孔材料的形貌和性质进行了分析.结果表明,所制备的TiO2-SiO2纳米多孔材料为轻质块状固体,具有连续多孔结构,密度为0.14～O.25g/cm3,孔隙率为88.6%～93.6%,比表面积为716.8～802.7m2/g.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,n(Ti):n(Si)=1:3的样品吸附率最高,20h时达到86%,n(Ti):n(Si)=1:2的样品光催化降解率最高,10h时可达到94%.     

氮掺杂多孔碳材料的制备及其吸附性能研究

采用细乳液聚合法制备了聚丙烯腈(PAN)微球,以其作为氮掺杂多孔碳材料(NPC)的前驱体,经ZnCl_2溶液浸渍后,分别在450℃、600℃和700℃这3个不同温度下碳化制得多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPCH700。采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_2吸附-脱附等方法对样品进行表征。研究了NPC对CO_2和Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:所制备的多孔碳材料NPC-H450、NPC-H600和NPC-H700的比表面积大,分别为1114m~2/g、1644m~2/g和931m~2/g;氮含量高,质量分数分别为11.33%、12.12%和13.35%。制备的NPC对CO_2及Cu~(2+)均有良好吸附的性能。在0℃、1atm条件下,NPC-H450对CO_2的吸附量为3.40mmol/g,NPC-H700在常温下对Cu~(2+)24h的吸附量可达62.88mg/g。     

纳米多孔SiO2功能薄膜制备方法的研究进展

纳米多孔SiO2薄膜的各种优异性能,使其在众多领域中占有极大的应用潜力.对一些新的制备纳米多孔SiO2薄膜的方法如自组装法、酸碱两步催化法、微波合成法进行了概括和总结,并分析了其原理、方法和特点.     

多孔SiO2与TiO2复合纳米材料的制备及光催化性能

在溶胶水热法所合成的锐钛矿相TiO₂纳米晶基础上,利用模板剂调制的SiO₂溶胶进一步合成了多孔SiO₂与TiO₂复合纳米粒子,重点研究了复合SiO₂对纳米锐钛矿相TiO₂热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,复合SiO₂提高了纳米锐钛矿相TiO₂的热稳定性,经过900℃热处理后的TiO₂仍然具有以锐钛矿相为主的相组成.在光催化降解罗丹明B实验过程中,经过高温热处理的复合纳米材料表现出优于Degussa P25 TiO₂的活性,这主要与其锐钛矿相结晶度提高和具有较大比表面积等有关.