氧化铝粉体在硅溶胶中分散行为的研究

利用ζ电位、沉降实验、流变学测试研究了氧化铝粉体在硅溶胶中的分散行为。研究发现，硅溶胶分散的氧化铝浆料在pH=10附近沉降量低和粘度最小，表明氧化铝在硅溶胶中分散的最佳pH条件为pH=10左右。还发现氧化铝在硅溶胶中分散受硅溶胶浓度的影响较大，其资料贴度随硅溶胶浓度的增加而减小，在其质量分数为10％－15％之间达到最低；当浓度进一步增加时，其粘度呈现微小的增加。为此，本研究指出，氧化铝在硅溶胶中分散机理为静电位阻稳定，这是由于带负电荷的氧化硅胶粒在氧化铝颗粒表面形成一包覆层，增加了颗粒间的静电斥力位能和产生的一种空间斥力位能。     

大粒径硅溶胶稳定性试验研究

本文对比了加入助剂制备的大粒径硅溶胶与普通硅溶胶的凝胶过程,重点考察了pH、胶粒粒径、温度、硅溶胶浓度、添加表面活性剂等对大粒径硅溶胶稳定性的影响,并采用TEM技术表征了大粒径硅溶胶的粒径增长方式.结果表明:加入助剂能提高大粒径硅溶胶的稳定性,而且硅溶胶的稳定性受硅溶胶粒径增长方式的影响.     

以硅溶胶为原料的纳米二氧化硅粉的制备

以硅溶胶为原料,在胶体保护剂作用下,采用反萃取剂使硅溶胶胶粒形成水凝胶,水凝胶经过沉降或过滤被分离后于烘箱中干燥,得到白色的二氧化硅粉末,将其置于马福炉中高温煅烧,既得到纯净的纳米二氧化硅粉成品.同时对影响纳米二氧化硅粉粒径的因素进行了探讨,确定了最佳原料配比,并采用激光粒度仪进行表征.     

硅溶胶熔模铸造型壳的微观结构分析

简要介绍了硅溶胶熔模铸造型壳形成过程分析中涉及到的专业术语;从胶体化学和物理化学的角度剖析了硅溶胶熔模铸造型壳形成过程中微观结构的变化,并将其分成4个阶段:溶胶-凝胶转变阶段、体积收缩干燥阶段、骨架老化阶段、表干干燥阶段;接着运用此模型分析了硅溶胶型壳与硅酸乙酯型壳、FSⅠ与FSⅢ型快干硅溶胶型壳的特点。     

正硅酸乙酯水解-聚合的工艺参数研究及纳米SiO2的合成

以正硅酸乙酯为原料,分别以盐酸、硫酸、甲酸、天冬氨酸或其混合酸为水解催化剂制备硅溶胶.研究了不同催化剂、电解质以及醇对水解和胶凝过程的影响,结果发现,以盐酸或以盐酸和天冬氨酸的混合酸为催化剂可以得到较好的硅溶胶,而单独以有机酸和天冬氨酸为催化剂得不到理想的硅溶胶.同时还发现,醇的加入可以起到稳定硅溶胶的作用,而浓度较高的Na2SO4加剧了硅溶胶的聚结.另外,用X -射线衍射和紫外-可见光反射对纳米SiO2进行了分析.     

碳化硅泡沫陶瓷中烧结助剂对莫来石生成的影响

添加几种烧结助剂如硅溶胶、氧化铝、黏土、苏州土和石英的不同组合,研究了烧结助剂对碳化硅泡沫陶瓷中莫来石相生成的影响.实验结果表明：在1 400℃烧结1 h的过程中,氧化铝、黏土和硅溶胶的组合会显著促进莫来石的生成,从而提高碳化硅泡沫陶瓷的高温强度和耐火度.莫来石相在较低温度下的大量生成主要归功于黏土产生液相,以及硅溶胶中非晶态氧化硅对氧化铝颗粒的包裹作用,从而降低了扩散距离.     

硅溶胶硅酸钾混合物微量热法研究

在25.0℃及搅拌条件下,采用等温热导微量热法研究了硅溶胶与硅酸钾的混合过程。结果表明,硅溶胶与硅酸钾混合,立刻发生了SiO2溶解和复杂的化学反应,并产生了完全不同于硅溶胶和硅酸钾的SiO2胶体粒子和化学成分以及热效应,热效应受硅溶胶所占的相对重量百分比的影响。其反应的特征是硅溶胶和硅酸钾的反应级数从低到高时刻都在快速不断交替变化;随着硅溶胶所占比例的提高,热谱曲线峰高、硅溶胶与硅酸钾的混合化学反应完全的曲线总面积(总焓变QT)和热力学焓变(ΔH)数值都表现出不断增大的趋势。     

硅溶胶的制备与应用

文章介绍了硅溶胶的主要性质和应用领域,以及国内外硅溶胶领域的发展现状,并阐述了硅溶胶制备的基本方法及其优缺点.离子交换法、单质硅水解法是目前工业化最成熟的工艺.开发新的硅溶胶制备工艺,制造高浓度、高纯度、高稳定性、特殊用途硅溶胶产品是硅溶胶制备研究的发展趋势.     

硅溶胶在分子筛类催化剂制备中的应用研究进展

硅溶胶问世已有超过100 a的历史,其在分子筛的合成及催化剂的制备中具有广泛的应用。简要综述了硅溶胶的市场情况、制备方法和性质。重点介绍了硅溶胶在分子筛类催化剂制备中的应用,包括硅溶胶在硅源、黏结剂以及制备小晶粒分子筛等方面的应用。结合国内外的研究进展,详细论述了催化剂用硅溶胶作为硅源、黏结剂和载体在分子筛的合成和催化剂制备中所起到的作用和优势。结合硅溶胶的应用研究现状,提出硅溶胶在制备分子筛类催化剂过程中存在的一些问题：以硅溶胶为黏结剂制备的硅基催化剂耐磨性差;以硅溶胶为载体制备的催化剂活性组分分散性差;硅溶胶产品的批次质量稳定性差。指出,如何解决以上问题,以更有效地提高硅溶胶在分子筛类催化剂制备中的应用,将是以后研究的重点。最后,对硅溶胶的发展前景进行了展望,指出在硅溶胶可控合成的基础上,分子筛及其催化剂的可控合成和应用开发将会有更广阔的前景。     

大粒径硅溶胶粒径增长及其控制工艺的研究

大粒径硅溶胶在涂料、化学机械抛光、催化剂载体等工业领域中都有着极其广泛的应用。在添加适量催化剂的条件下,采用单质硅粉氧化法制备了大粒径溶胶。重点介绍了大粒径硅溶胶的分类、性质及应用,通过研究不同条件下大粒径硅溶胶的粒径增长过程分析了大粒径硅溶胶制备过程中的粒径增长机理。在添加阴离子表面活性剂的条件下,采用浓缩蒸馏实验研究了大粒径硅溶胶粒径增长与其浓度的关系,结果表明：随着大粒径硅溶胶浓度的增大,大粒径硅溶胶的粒径呈先减小后增大的趋势。最后提出了制备大粒径硅溶胶的粒径控制工艺。     

超疏水/超亲油SiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷为共前驱体制备纳米疏水SiO2溶胶,经十二烷基三甲氧基硅烷(dodecyltrimethoxysilane,DTMS)改性后,制备出SiO2粒子薄膜,用红外光谱分析SiO2粒子的化学组成,用透射电镜观察凝胶时间对SiO2粒子形貌的影响,用扫描电镜和接触角表征SiO2涂膜的表...     

正交实验法研究SiO_2溶胶稳定性

以正硅酸四乙酯(TEOS)、乙醇(EtOH)、H2O为原料,HCl为催化剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为添加剂,采用溶胶-凝胶法制备了Si O2溶胶。利用正交实验考察温度、EtOH、H2O、DMF、pH值对Si O2溶胶稳定性的影响。结果表明,对溶胶稳定性影响的强弱程度为EtOHH2O温度DMFpH值。n(EtOH)对溶胶稳定性影响最大,随着n(EtOH)增加,溶胶稳定性升高。其次是n(H2O)与温度的影响,溶胶稳定性随着n(H2O)增加而升高,随温度升高溶而降低。随n(DMF)增加,溶胶稳定性升高。在酸性条件下,溶胶稳定性随pH值增大而升高。     

前驱体对合成3DOM SiO2材料微观结构的影响

以自然沉积的聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板,分别以正硅酸乙酯(TEOS)的醇盐溶液和溶胶溶液为前驱体对PS模板进行填充,通过煅烧除去模板,得到了三维有序大孔(3DOM) SiO2材料.由SEM照片观察发现,当以TEOS的醇盐溶液为前驱体时,获得的3DOM SiO2结构不易控制,缺陷较多.而以TEOS的溶胶溶液为前驱体时获得的3DOM SiO2结构良好,孔径大小均匀,排列整齐,可以看成是PS模板的逆复制,说明前驱体溶液的选择对3DOMSiO2材料的微观结构有显著的影响.XRD分析显示,制备的3DOM SiO2孔壁为无定形结构.     

溶胶-凝胶法制备RDX/SiO_2薄膜

为有效阻止RDX/SiO2膜的开裂,基于溶胶-凝胶法制膜原理,通过调节SiO2溶胶的摩尔配比和陈化时间,在其凝胶点处加入一定量RDX的N,N-二甲基酰胺(DMF)溶液,同时添加适量黏结剂,手工旋涂并冷冻干燥成膜。结果表明,适当增加水与正硅酸乙酯(TEOS)的摩尔比(r),缩短溶胶恒温陈化时间,缓慢干燥的同时保证环境湿度,加入质量分数3%~5%的氟橡胶(FPM2602)或聚乙烯醇(PVA),均可以增强凝胶骨架的连接作用,在一定程度上减少RDX/SiO2膜的开裂。     

浸渍工艺及烧成温度对SiO2纳滤膜微观结构的影响

以平均粒径为10 nm和80 nm的硅溶胶为主要原料,采用浸渍提拉法在50 nm超滤支撑体上制备了SiO2纳滤膜.研究了烧成温度对膜层密度和气孔率、物相组成、热膨胀及显微结构的影响,探讨了溶胶浓度与膜厚度的关系,确定了合适的烧结温度和镀膜工艺.结果表明:随烧结温度升高至800℃以上时,SiO2纳滤膜的密度显著提高,在850℃以上会析出方石英相,导致其在200℃左右因方石英相变而出现膨胀突变;600℃和700℃分别是10 nm和80 nm硅溶胶制备的SiO2纳滤膜的合适烧结温度;以浓度为16.9wt％的10 nm硅溶胶镀膜在600℃烧成后可以形成微结构均匀、厚度约1μm的SiO2纳滤膜.     

纳米SiO2颗粒对PU树脂热稳定性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2颗粒，并以此制备了SiO2／PU复合材料，用扫描电子显微镜、红外光谱仪、量热示差扫描仪和热重法分别表征了纳米复合树脂材料的结构和形态及热稳定性。结果表明，纳米SiO2能够均匀地以纳米尺寸分散于Pu树脂中，并与PU中的基团发生了化学反应，形成了键合。SiO2对PU树脂的耐低温性能影响不大，却提高了树脂的热稳定性能，使树脂的使用温度范围变宽。     

SiO2／聚丙烯酸酯复合乳液的制备和表征

通过半连续种子乳液聚合法．在Si02溶胶存在情况下,利用有机硅单体乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）的桥接作用,制备得到Si02／丙烯酸酯共聚物杂化乳液。对有机硅单体和二氧化硅用景对复合乳液稳定性能的影响进行了研究,采用投射电镜（TEM）和热重分析（TGA）对制备得到的复合乳液的形貌和耐热性进行测试表征。结果表明：在有机硅单体乙烯基三乙氧基硅烷用量为总单体4．0wt％,SiO2溶胶用鲢为单体15wt％以内,可制备出稳定的SiO2／丙烯酸酯共聚物杂化乳液。由于有机硅单体的桥接作用,部分SiO2粒子形成与乳胶粒上,形成草莓状的复合结构,且复合乳液其有较高的耐热性。     

层间组装SiO2-TiO2粘土材料的制备与表征

以(C2H5O)4Si和Ti(OC4H9)4为硅源和钛源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2柱化剂,将原土直接加入柱化剂进行柱化反应得到SiO2-TiO2柱撑蒙脱土,对其进行结构和性能表征,考察了柱化剂中Si/Ti比、柱化剂/原土比、柱化反应条件(反应温度和超声处理)及热处理温度对其结构和性能的影响. 结果表明,SiO2-TiO2柱体成功进入蒙脱土层间,在除去未参与柱化反应的柱化剂的条件下,比表面积可达127.2 m2/g,热稳定性提高了70℃,柱化剂中Si含量增加有利于热稳定性的提高,500℃以下焙烧的SiO2-TiO2柱体中Ti以钛氧四面体和八面体形式存在,600℃焙烧可形成锐钛矿晶型.     

SiO2/聚四氟乙烯杂化超疏水涂层的制备

通过溶胶-凝胶工艺制备了超疏水涂层。用硅烷偶联剂-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对SiO2溶胶粒子表面改性,将改性后的溶胶与聚四氟乙烯乳液杂化后在玻璃上涂膜形成超疏水涂层。用红外光谱、数码显微镜、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了表征。实验结果表明-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷能提高涂层的疏水性效果,涂层表面具有纳米/微米的粗糙结构,平均静态疏水角达到156°,滚动角6°。聚四氟乙烯低的表面能和涂层特殊的表面结构是形成超疏水的原因。     

溶胶-凝胶法制备的SiO2催化生长单壁碳纳米管

溶胶-凝胶法是制备纳米粒子的一种重要方法。采用高化学活性的化合物作反应前驱体经溶胶、凝胶过程,再经热处理而生成颗粒较均一的纳米粒子。分别在酸催化和碱催化条件下以原硅酸四乙酯（TEOS）为前躯体制备出SiO2纳米颗粒,用于生长单壁碳纳米管。最后发现,此SiO2粒子作为一种非金属催化剂,其催化生长的碳纳米管密度和结构均一而且产物中无残留催化剂颗粒,扩大了碳纳米管的性能及应用。