原位水热法制备高密度且均一b-轴取向MFI分子筛晶粒层

发展了一种利用原位水热法,通过采用壳聚糖/SiO_2复合涂层对载体表面修饰和改性,实现在载体表面获得密度高且均一b-轴取向MFI型分子筛晶粒层的方法。考察了复合涂层中壳聚糖/SiO2质量比、分子筛合成液配比及晶化时间对取向晶种层的影响规律。结果表明,壳聚糖与SiO_2质量比为0.15、分子筛合成液配比为1TPAOH∶0.2TEOS∶90H2O、170℃反应3h时,在玻璃载体表面得到连续、致密且高度b-轴取向的MFI型分子筛晶种层。     

碳氟基团修饰的多孔陶瓷膜润湿性、表面自由能及渗透性能的研究

以十七氟癸基三乙氧基硅烷和乙醇分别作为修饰剂和溶剂,通过后接枝法将十七氟癸基修饰到γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜表面,对碳氟基团修饰的γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜表面形貌、化学组成、亲/疏水性进行表征,并考察接枝的碳氟基团对其表面自由能和气体/纯水渗透性能的影响.结果表明,碳氟基团的引入极大地降低了γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜的表面自由能,使其表面发生从亲水到疏水的转变.接枝到γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜孔道的碳氟基团一定程度上增加了气阻,使得气体渗透率略有下降,气体分子在孔道内的输运遵循Knudsen扩散机制.压差0.35 MPa条件下,纯水不能透过修饰后的α-Al_2O_3以及修饰后的γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面Al_2O_3阻氚涂层磁控溅射-微弧氧化法制备技术研究

采用磁控溅射技术在1Cr18Ni8Ti不锈钢表面制备出铝镀层,并对其进行微弧氧化处理,获得了氧化铝阻氚涂层。采用XRD,SEM表征涂层的结构和形貌。结果表明,磁控溅射制备的铝镀层非常致密,微弧氧化得到的氧化铝涂层由外层的疏松层和内层的致密层组成,微弧区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化物陶瓷相结构。氧化铝涂层由α-Al_2O_3相和γ-Al_2O_3相组成,冷却速率大,外层形成γ-Al_2O_3相,由于外层γ-Al_2O_3包覆和热扩散阻挡作用,内层的氧化铝冷却速度小,生成稳态相α-Al_2O_3的含量增加,随着涂层厚度增加,α-Al_2O_3相含量提高。     

氟化聚乙烯醇/SiO_2超疏水薄膜的制备及性能

以亲水性高分子聚乙烯醇(PVA)为基体,二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒为无机填料,旋涂在玻璃表面后的PVA/SiO_2再经十七氟癸基三甲氧基硅烷(C_(13)H_(13)F_(17)O_3Si,FAS)修饰,制备了具有超疏水性能的PVA/SiO_2-FAS薄膜。考察了PVA与SiO_2复合的比例及FAS修饰对膜疏水性的影响。用傅里叶变换红外光谱、X射线能谱和扫描电子显微镜分别对超疏水表面进行了结构分析和形貌表征,用接触角测量仪观察了水滴在膜表面的润湿性。结果显示,当PVA/SiO_2体积比为1∶5时,氟化PVA/SiO_2膜表面具有较好的超疏水功能,静态接触角可达151.24°,滚动角约为4°。这主要是膜表面含有低表面能氟原子及具有纳米粗糙结构共同作用的结果。     

甲基官能化MCM-48分子筛的制备与表征

以甲基三甲氧基硅烷为偶联剂,用化学接枝法对MCM-48分子筛进行改性,制备了甲基官能化的MCM-48分子筛.利用FT-IR、XRD、低温N2吸附/脱附等手段对产物进行结构和性能分析.实验结果表明,硅甲基取代了MCM-48分子筛表面和孔道内羟基,成功接枝到MCM-48表面上,膜孔径、比表面积及孔体积均减小,但MCM-48保留原有立方有序结构.MCM-48分子筛甲基硅烷化改性后表面疏水性提高,水热稳定性提高.     

丁酰壳聚糖树枝网络交联膜的制备及其固定酶的应用

通过丁酰壳聚糖与丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷的迈克尔加成反应合成了含有甲氧硅烷基 (Methoxysilyl )的丁酰壳聚糖 (Mos butyrylchitosan) ,Mos基团通过水解缩合成树枝网络膜 (DBCSF)。SEM测定表明 ,该膜具有微孔结构。当丁酰壳聚糖树枝网络膜固定辣根过氧化酶 (HRP)修饰金电极表面 ,采用示差脉冲极谱 (DPV )方法对过氧化氢进行监测 ,测量限度可达到 2× 10 -10 mol/L ,传感器 4℃储存 2个月以后酶的活性可保持 75 %。     

SBA-15介孔硅片胺基修饰及其CO_2吸附

以3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)和N-[3-(二甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺(TPED)为表面胺基修饰剂,通过化学接枝法制备了胺基修饰的SBA-15介孔硅片(SBA-15-EHP)吸附剂。采用SEM、全自动气体吸附仪、XRD、TGA等测试手段对胺基修饰的SBA-15-EHP进行表征,研究了胺基修饰的SBA-15-EHP的表面形貌,孔隙结构,晶体结构,SBA-15-EHP表面胺基的接枝量及CO_2的吸附特性。结果表明,在常压、35℃下,TPED修饰的SBA-15-EHP的CO_2吸附能力优于APTS修饰的SBA-15-EHP,最大的CO_2吸附容量为53.0mg/g,这是由于胺基与CO_2发生酸碱反应形成盐类的可逆化学吸附过程所致。     

Langmuir-Blodgett法制备b-轴取向MFI型分子筛膜

实验利用Langmuir-Blodgett(LB)技术大面积有序组装分子筛晶粒, 进而制备连续致密且高度b-轴取向MFI型分子筛膜。首先, 采用LB技术在表面性质不同的不锈钢载体和铂电极载体上实现了b-轴取向MFI分子筛晶粒的高度有序组装; 其次, 采用合成液预处理法对LB法制备的高度b-轴取向的MFI晶种层进行二次合成。XRD和SEM表征结果显示: 采用合成液预处理法可以有效抑制分子筛晶粒在二次生长过程中生成孪晶, 进而获得高度b-轴取向MFI分子筛膜; 最后, 电化学测试结果证实采用LB技术制备的b-轴取向MFI分子筛膜致密, 无缺陷。     

表面胶转化法合成亚微米厚度MFI型分子筛薄膜应用于快速择形分离己烷异构体

在膜分离中,薄膜超薄化对促进气体传输至关重要,而将膜厚降至亚微米级则极具挑战性.本文中,我们提出表面胶转化法来合成亚微米厚度的纯硅MFI分子筛膜.通过精细调控前驱体化学组成制备了低浸润性的黏性胶,有效防止凝胶从氧化铝载体表面渗透至空隙中.在晶种的诱导下,辅以少量水蒸气,表面凝胶经历了直接和完全晶化过程,形成了厚度为~5...     

离子溶液修饰SAPO-34分子筛膜及其H2/CO2分离性能研究

采用离子溶液修复法来对传统二次生长法制备的分子筛膜进行修饰,制备出了缺陷较少、气体分离选择性能优越的分子筛膜。以四乙基氢氧化铵为模板剂,在220℃下水热晶化24h得到SAPO-34分子筛晶种。利用二次生长法在氧化铝载体表面水热合成了SAPO-34分子筛膜,并通过离子溶液浸渍,对分子筛膜缺陷进行修饰。通过X射线衍射及扫描电子显微镜对分子筛进行表征分析。通过气体分离装置对SAPO-34分子筛膜进行气体分离性能研究。结果表明:在298K,0.1MPa下分子筛膜对H_2/CO_2的分离因子从5.27提高到了6.76。     

N-β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基聚二苯基硅氧烷的膜形貌及其XPS分析

利用八甲基环四硅氧烷D4与氨基硅烷以及二苯基二甲氧基硅烷等的聚合反应,合成了一种N-β-氨乙基-γ-氨丙基聚二甲基聚二苯基硅氧烷(PASO),用原子力显微镜AFM、光电子能谱XPS等仪器研究了PASO的成膜形态、表面相组成及膜的表面性能。结果表明,在单晶硅表面,PASO可形成略显粗糙的疏水性硅膜,在其表面有纤细尖峰存在。因此,在观察标尺为3 nm、扫描范围为2μm×2μm的条件下,PASO膜表面的均方根粗糙度达到了0.228 nm。     

四硼酸钠浓度对6061铝合金微弧氧化涂层结构及性能的影响

采用以四硼酸钠(Na_2B_4O_7·10H_2O)为主的电解液对铝合金微弧氧化可提高膜层的硬度等,但未见系统研究四硼酸钠浓度对微弧氧化膜层结构和性能影响的报道。采用恒电压模式在四硼酸钠碱性溶液中对6061铝合金进行微弧氧化,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对氧化陶瓷层的组织结构进行分析,并考察了四硼酸钠浓度对氧化涂层显微组织、硬度、耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明:制备的氧化层由疏松层和致密层组成,其中致密层占总膜厚度的75%以上,且与基体材料形成冶金结合;氧化膜层中出现了γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3两相,其中γ-Al_2O_3相较多,γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3两相的晶化程度不随着电解液里四硼酸钠浓度的变化而变化;氧化膜层具有高的显微硬度和低的表面粗糙度,二者不随电解液四硼酸钠浓度的变化而变化;微弧氧化后6061铝合金耐磨性和耐蚀性提高。     

冷轧钢表面硅锆复合膜的制备及其耐腐蚀性能

纯硅烷膜耐腐蚀性能不理想,经掺杂改性处理后可得到改善。以硝酸锆掺杂1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE),在冷轧钢基体表面制备了无机/有机复合硅烷膜。采用电化学技术及硫酸铜点滴试验对比考察了复合硅烷膜与纯硅烷膜的耐腐蚀性能。结果表明:相比于纯硅烷膜,锆盐掺杂硅烷复合膜的腐蚀电位、极化电阻明显增大,腐蚀电流密度明显降低,耐腐蚀性能提高;硝酸锆在金属表面形成了含有ZrO2+的夹杂化合物层,起到物理阻隔作用,进而提高了硅烷膜的耐腐蚀性能。     

Zein导向合成Silicalite-1担载膜及醇/水分离性能评价

以多孔α-Al_2O_3为基材,表面旋涂天然高分子蛋白Zein膜作为结构导向剂,于160℃水热条件下合成致密的Silicalite-1担载膜,并研究考察了Zein膜涂覆次数对Silicalite-1担载膜厚度、气体渗透通量、渗透蒸发工艺中乙醇提浓性能等的影响。实验结果表明:预涂Zein膜导向Silicalite-1晶体在多孔α-Al_2O_3载体上均匀生成,实现了单次水热即可制备结构致密的Silicalite-1分离膜层;Zein膜在水热合成过程中缓慢溶解于碱性合成液中,导向Silicalite-1膜层均匀生长的同时并未改变Silicalite-1晶体结构。25℃下对3%(质量分数)乙醇/水溶液的渗透蒸发实验表明:涂覆8次Zein后导向合成的Silicalite-1分离膜总的渗透通量和乙醇分离因子分别为2.75kg·m~(-2)·h~(-1)和28.27,且随Zein涂覆次数的增加有增大的趋势。     

反扩散法制备介孔MCM-48分子筛膜

采用反扩散法制备介孔MCM-48分子筛膜.首先以CTAB和P123为双模板,以TEOS为硅源,合成了MCM-48晶种.采用热浸渍法在α—Al2O3载体上预涂MCM-48晶种层.MCM-48分子筛膜的制备采用反扩散法,即通过硅源(TEOS)和模板剂(CTAB)溶液分别配制,载体管内外分开装填的工艺制备介孔MCM-48膜.利用XRD、SEM及单组分气体渗透实验对制备的样品进行表征.XRD结果表明,所合成的MCM-48晶种具有良好的长程有序性及较高的规整度.从SEM照片看,合成的MCM-48粉体具有晶形,颗粒大小均匀.能够在大孔径的α—Al2O3管状载体上形成平整、致密的晶种层.MCM-48分子筛膜的SEM照片表明,膜层很薄,并且是连续致密的.室温下,制备的MCM-48分子筛膜的H2渗透率达到10-7mol/(m2·s·Pa),压降为0.1 MPa时MCM-48膜对H2/N2的分离系数达到3.0.     

MFI型分子筛膜的制备及气体渗透特性

采用原位水热合成和无模板剂二次生长合成的方法,在α-Al2O3基膜上合成了MFI型分子筛膜,用XRD,SEM和气体渗透实验等方法进行表征,表明合成在α-Al2O3基膜的物质为MFI型分子筛.原位合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298K和473K时分别为97和52;二次生长合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298K和473K时分别为497和370,远大于它们Knudsen扩散5.34的比值,表明气体是通过MFI型分子筛的孔道透过.SF6分子动力学直径大于分子筛膜孔径,H2/SF6分离因子远大于Knudsen扩散值,几乎不透过分子筛膜.原位合成分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298K和473K时分别为24和17;二次生长分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298K和473K时分别为77和74.气体渗透分离实验结果表明,两种分子筛膜对气体分离是由分子筛分占主导,分子筛膜完整没有缺陷.     

β″-Al_2O_3在钠硫电池钠电极中表面退化的交流阻抗研究

钠硫电池中 Na/β″-Al_2O_3界面上的极化可以出现电阻增加、非欧姆电池电阻、不对称电池电阻以及瞬态高电池电阻。应用低频交流法测量了电池阻抗对频率的依从性,研究了电池充放电过程中阻抗膜在 Na/β″-Al_2O_3界面上的形成过程。实验结果表明在电池放电中电阻的增加、瞬态的高电阻与β″-Al_2O_3管的内表面富钠以及β″-Al_2O_3在钠电极中的表面退化有关。β″-Al_2O_3的表面退化,因形成局部高的充电电流密度,导致固体电解质钠沉积的贯穿而损坏。提山了各种机理解释了β″-Al_2O_3表面退化现象。     

MFI型分子筛膜的制备及气体渗透性能研究

采用原位水热合成和无模板剂二次生长合成的方法在α-Al2O3基膜上合成了MFI型分子筛膜,并用XRD,SEM和气体渗透实验等方法进行表征,结果表明合成在α-Al2O3基膜的物质为MFI型分子筛.对于水热合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298 K和473 K时分别为97和52;对于二次生长合成的分子筛膜,氢/异丁烷的理想分离系数在298 K和473 K时分别为497和370,远大于它们Knudsen扩散5.34的比值.表明气体是通过MFI型分子筛的孔道透过.水热合成分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298 K和473 K时分别为22和13;二次生长分子筛膜的正/异丁烷理想分离系数在298 K和473 K时分别为77和70,气体分离数据表明,两种分子筛膜对气体分离是由分子筛分占主导,同时分子筛膜没有裂缺.     

在α-Al2O3陶瓷管内表面动态合成NaA分子筛膜

采用动态水热法在α-Al2O3陶瓷管载体内表面合成出致密的N矾分子筛膜．利用SEM、XRD和单组分气体渗透等方法对NaA分子筛膜表征．由XRD确定合成出的为N矾分子筛膜;由SEM照片观察到分子筛膜表面平整,分子筛晶粒均匀,膜厚约为20μm;通过单组分气体渗率测得H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别为3．38和4．87,达到了Knudsen扩散机制的水平．     

Cu-Zn/α-Al_2O_3中空纤维抗菌膜的制备与性能研究

本工作将Cu-Zn合金粉末与α-Al_2O_3粉末共混,采用相转化烧结技术制备了Cu-Zn/α-Al_2O_3中空纤维膜其烧结温度为1 300℃。运用电子扫描显微镜(SEM)对中空纤维膜的横截面以及外表面进行了分析,并研究了Cu-Zn合金添加量对膜性能的影响以及膜的抗菌性能。结果表明,制备的Cu-Zn/α-Al_2O_3中空纤维膜的平均孔径范围为0.314～0.438μm,最佳Cu-Zn合金添加量为3%(质量分数,下同),此时纯水通量为2 462.11 L/(m~2·h),抗弯强度为8.11 MPa过滤除菌率为99.99%,抗菌率为73.1%。