浓乳液模板法制备多孔二氧化碳吸附材料

首先通过浓乳液模板法制备了多孔二氧化硅基体,然后采用物理浸渍法将聚乙烯亚胺引入到二氧化硅基体内,制备出一种氨基功能化的多孔二氧化硅材料。采用红外光谱、扫描电镜以及比表面积测试(BET)对材料的结构与形貌进行了表征,分析了浓乳液分散相体积分数对二氧化硅多孔结构的影响。最后研究了固载聚乙烯亚胺(PEI)的二氧化硅多孔材料的二氧化碳吸附性能。结果表明,随着浓乳液分散相体积分数的增加,聚苯乙烯模板材料的泡孔直径减小,由此制得的多孔二氧化硅的平均孔径减小,负载PEI后此种材料的比表面积、孔隙率和孔径均变小,最终所制备的多孔结构固体二氧化碳吸附材料具有吸附容量大与吸附可再生性好的特点,75℃最大吸附容量为3.28 mmol/g。     

生物模板法制备多孔陶瓷的研究进展

生物模板法是依据生物矿化及仿生学原理,借助自然界一些生物的结构特异性或者催化活性来合成新型无机材料的一种工艺方法,尤其是在合成具有生物形态和纳米结构的多孔陶瓷领域显示出巨大的潜力.分别从生物模板的原料及制备、制备多孔陶瓷工艺和应用等3个方面,归纳和分析了近年来生物模板法制备多孔陶瓷材料的研究进展,提出了生物模板法制备多孔陶瓷工艺过程中存在的一些问题,并对该领域今后的研究和发展提出了一些建议.     

浓乳液方法制备结构型高吸水性聚丙烯酰胺树脂

通过浓乳液聚合方法制备了具有多孔结构的聚丙烯酰胺(PAM)聚合物,以环己烷作为分散相,丙烯酰胺单体作为连续相,聚合后制备出具有多孔结构的PAM聚合物。用扫描电镜研究了乳化剂的浓度,分散相体积分数等对多孔聚合物断面形态的影响,结果表明,不同工艺条件下可以制备出不同孔径的多孔聚合物,多孔结构的PAM较之致密的本体结构具有更强的吸水能力。     

模板改性对SnO_2遗态陶瓷孔结构及气敏性的影响

以整理改性的苎麻纤维为模板,制备获得独具苎麻形态的SnO2遗态陶瓷材料。研究了试样的物相构成、显微结构,以及比表面积和孔径分布特点,测试了试样对多种气(液)体的气敏性能。结果表明,通过纺织纤维整理改性技术,可有效调控遗态材料微观结构和性能。模板的整理改性对SnO2遗态陶瓷的晶粒尺寸影响不大,但对SnO2遗态陶瓷的比表面积、孔容及孔径分布等孔结构参数影响显著。模板经碱液改性后所制备的试样,具有更优的比表面积和吸附特性,因此表现出对HCHO、C2H5OH和Petrol等气(液)体更优的气敏性优势。     

溶液浸润法制备PS纳米管及其形成机理的初探

首次以孔径仅有200nm的阳极氧化铝(AAO)为模板，采用聚合物溶液浸润模板的物理技术，通过不同方法成功制备了常规分子量的PS纳米管及其阵列结构。SEM和TEM测试结果表明，有效地调整和控制制备方法和工艺，可制备出不同管壁厚度的聚合物纳米管．也可制备出管壁带有多孔的纳米管，还可制备出纳米线。探索了多孔模板法制备聚合物纳米管的机理。     

浸渍法制备有机改性陶瓷

利用富含高岭石的铝质岩制备多孔的铝硅酸盐聚合物基体材料,将甲基丙烯酸甲酯单体浸入到基体材料中引发聚合反应,制备有机改性陶瓷材料,采用N2吸附-脱附法对材料进行表征。结果表明:基体材料经过浸渍、固化后,孔容、比表面积和平均孔径明显减小,最可几孔径由50 nm左右缩小至20 nm左右;与铝硅酸盐聚合物相比,有机改性陶瓷具有更好的强度与韧性。     

无机盐对聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料的结构调控

实现聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料的结构调控,包括增加多孔材料的比表面积和调节孔径的大小,一直是聚合物材料研究的热点之一。采用高内相乳液模板法合成聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料,通过扫描电子显微镜、氮气吸附脱附仪和压汞仪等对材料的结构进行了表征,研究了氯化钙(CaCl2)、氯化钠(NaCl)和硫酸镁(MgSO4)3种无机盐的类型及用量对聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料比表面积、泡孔、窗孔及毛孔孔径的影响。结果表明:与采用二价无机盐CaCl2和MgSO4比较而言,采用一价无机盐NaCl制备的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料具有较大的比表面积、较小泡孔、窗孔和毛孔孔径;随着无机盐用量的增加,聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料的比表面积逐渐增大,而泡孔、窗孔和毛孔孔径逐渐减小。     

高内相乳液模板法制备多孔聚合物复合材料的研究进展

高内相乳液(HIPEs)模板法可通过对乳液模板的调控来实现对多孔材料结构的预先控制。综述了基于高内相乳液制备多孔聚合物复合材料的研究进展,根据纳米组分的不同,将此类多孔材料分为无机物/聚合物体系、聚合物/聚合物体系及黏土/聚合物体系,介绍了该类材料在催化载体、电磁、吸附及生物医药等方面的应用情况,并对未来的发展前景进行了展望。     

聚硅氧烷型交联剂的制备及其在聚合物多孔材料中的应用

为了获得性能优异的聚合物多孔材料,首先,在封端剂六甲基二硅氧烷(MM)的存在下,通过硅酸钠与甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)的水解缩聚反应制备了含甲基丙烯酰氧基丙基官能基团的MTQ有机硅树脂;然后,以MTQ硅树脂为交联剂,丙烯酸异辛酯(EHA)为单体,利用高内相比乳液模板法制备了MTQ硅树脂/聚丙烯酸异辛酯(PEHA)聚合物多孔材料;最后,对该多孔材料的孔结构、压缩性能和热稳定性进行了研究。结果表明:采用MTQ硅树脂作为交联剂制备得到的MTQ硅树脂/PEHA聚合物多孔材料的泡孔孔径介于4~10μm范围内,毛孔孔径分布于0.3~2.0μm区间内;泡孔之间紧密相连,毛孔均匀分布且通道较窄。MTQ硅树脂含量对MTQ硅树脂/PEHA聚合物多孔材料的比表面积和孔容的影响较小,但可显著提高聚合物多孔材料的热稳定性和压缩强度;在氮气氛围下,聚合物多孔材料的最大热分解速率温度可达411.5℃。     

阳极氧化工艺制备氧化铝模板

多孔氧化铝模板是一种用于制作纳米结构材料的模板.为了制作出理想的模板,采用不同的阳极氧化工艺制备多孔氧化铝模板,通过改变工艺参数研究了模板孔径的变化规律,结果表明,在适宜条件下,纳米级氧化铝模板具有六方紧密堆积柱状结构,在每个六棱柱的中心有一个与膜表面垂直的圆柱孔.在一定范围内,随着氧化电压、电流密度、反应温度、铝片纯度的增加氧化铝模板的孔径也随之增加.     

密胺树脂多孔材料的制备及对二氧化碳的吸附

以三聚氰胺与甲醛为原料,二甲苯为分散相,利用浓乳液模板法合成了密胺树脂多孔材料。研究了预聚过程以及不同单体配比、分散相体积分数和乳化剂用量对密胺树脂多孔材料结构的影响。结果表明,当预聚温度为75℃,预聚时间为20min,预聚体系pH值为8时,得到的预聚物可以制备出稳定的浓乳液。当单体配比n(三聚氰胺)∶n(甲醛)=1∶3,分散相体积分数为85%,乳化剂的量为20%时,可以制备出比表面积为3.317m~2/g的密胺树脂多孔材料。所制备的多孔材料可用于吸附二氧化碳,最大吸附量为60.3mg/g。     

改进浸浆法制备氧化钛/多孔钛复合微滤膜

金属陶瓷复合膜以多孔金属为载体、多孔陶瓷为活性分离层,结合了陶瓷膜和金属膜的优点,具有良好的工业应用前景。采用改进浸浆法制备氧化钛/多孔钛复合微滤膜。将氧化钛粉体分散到氧化钛溶胶中作为制膜液,以提高制膜液在多孔金属支撑体表面的润湿性.结果表明,相同温度下溶胶的表面张力远小于水的表面张力,溶胶分散制膜液的表面张力也远小于水分散制膜液的表面张力.由此明显地改变了制膜液和支撑体的润湿性能,从而可以制备得到连续完整的膜层.由于溶胶粒子对粒径较大的氧化钛颗粒的烧结促进作用,使得膜层可以在较低的温度下烧结.在850℃下烧结的膜层平均孔径为0.31μm,且分布较窄.膜层表面完整无缺陷,与支撑体结合情况良好,膜层厚度约为17μm.膜层N2渗透通量为6.6×105L/(m2.h)(0.1 MPa).     

P123对多孔TiN粉体孔结构及电化学性能的影响

以四氯化钛为钛源,P123为模板剂,氰胺为稳定剂,采用溶胶-凝胶法制备多孔TiO 2粉体,再经900℃氨气还原氮化得到多孔TiN粉体。通过XRD,SEM,BET,TEM和SAXD等表征粉体物相组成与微观结构,并采用循环伏安法、交流阻抗法和恒流充放电法测试其电化学性能。结果表明:合成粉体颗粒近似球形,为立方TiN相。相比之下,引入P123时所合成粉体中孔径尺寸为10~50nm的介孔数量增加,并存在孔径大小为2~3nm的微小孔道,同时孔道结构有序性有所提高,这有助于提升TiN粉体的电化学性能。因此,未加入P123合成TiN粉体的比电容仅为81F·g -1 ,内阻 R 1为1.1Ω,离子扩散阻抗 W 1为2.5Ω。引入P123合成TiN粉体的比电容提升到95F·g -1 , R 1和 W 1均有所减小,分别为0.9Ω和0.06Ω。     

Co-continuous monolithic titania prepared by organic polymer monolith as pore template

We achieved preparation of co-continuous titania based monolithic materials using several organic polymer monoliths as pore templates. Firstly, the organic polymer monoliths that had well controlled structures were prepared, and filled the pores of polymer monolith with tetra-n-butyl titanate (titan monomer). The following hydrolysis of the titan monomer resulted in titanium dioxide. The polymer monolith was removed by calcination at elevated temperature. We carefully studied the utility of polymer monolithic template, filling method of the titan monomer, and calcination conditions to realize co-continuous titania monolith. In addition, by the change of domain size (size of a skeleton + size of through a pore) of template, we were able to control domain size of the resulting titania monoliths.     

Fabrication of mesoporous titanium oxide nanotubes based on layer-by-layer assembly

Titanium oxide (TiO2)/polyacrylic acid (PAA) composite nanotubes were firstly fabricated through the sol-gel process of titanium alkoxide in the inner pores of alumina template followed layer-by-layer assembly with polyacrylic acid (PAA). Mesoporous TiO2 nanotubes could be obtained after the removal of PAA component by calcination and etching of the template with concentrated sodium hydroxide aqueous solution. The surface area of as-prepared porous TiO2 nanotubes was measured as twice larger than that of the conventional TiO2 nanotubes and the pore diameter in the wall of the tubes is several nanometers. Such assembled mesoporous nanotubes can serve as carriers for catalysis release and biomolecules.     

氮掺杂二氧化钛纳米管制备与光催化性能

以多孔氧化铝为模板,采用溶胶凝胶法制备出二氧化钛纳米管,在氨气气氛下进行了氮掺杂。用TEM、XRD、DRS等对其进行了表征,并通过降解碱性藏花红溶液研究了其光催化的性能。结果表明,用模板法制备的二氧化钛纳米管管径均匀、可控且排向一致,从DRS光谱可以推测出氮掺杂后的二氧化钛纳米管在可见光区有较强的吸收,并且与二氧化钛纳米管相比氮掺杂的二氧化钛纳米管的降解碱性藏花红溶液的效率更高。     

Environment-friendly biomimetic synthesis of TiO₂ nanomaterials for photocatalytic application

We have demonstrated an environment-friendly biomimetic synthesis method for the preparation of TiO(2) nanomaterials with different crystal phases and morphologies. This is the first time that it has been found that the crystal phase of TiO(2) can be controlled just by using different biotemplates, and cannot be changed by calcination up to 750?°C. In our experiment, anatase TiO(2) was obtained by using yeast and albumen templates, while rutile TiO(2) was formed by using dandelion pollen as the template.     

Ceramic Foams with Controlled Geometries Through 3D-Printed Sacrificial Templates

Powder-based 3D printing was combined with sacrificial templating to realize highly porous yttria-stabilized ZrO₂ (YSZ) ceramic foam objects with well-defined geometries. The porous sacrificial template is 3D printed using poly(methyl methacrylate) powder. Various methods are evaluated to optimize ceramic slurry infiltration into the 3D-printed template and subsequent burn-out. The optimized method yields ceramic foam objects with an open porosity of >66% and replicates the geometry of the 3D-printed template with high fidelity.     

复合模板剂自组装制备混晶纳米TiO2介孔材料及其性能研究

采用TiCh为原料,以十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、聚乙二醇（PEG400、PEG6000）及十二烷基苯磺酸钠（SDBS）两两组合为复合模板和结构导向剂,利用常压液相-水热合成两步反应制备了纳米混晶TiO2介孔材料。XRD分析结果表明,产品为金红石-锐钛矿的混晶结构;TEM观察,样品是由均匀球形颗粒组装成的无序介孔材料,一次粒径约为10～15nm;N2吸附-脱附等温曲线形状为Langmuir Ⅳ型,是典型的介孔结构吸附-脱附等温线,最可及孔径约为11nm。光催化性能实验表明,在40W目光灯照射60min后,该系列介孔材料可有效的降解工业废水中的有毒氰根含量和有机染料。研究结果还表明,采用CTAB-SDBS作为复合模板和结构导向剂时制得的介孔材料的孔结构和光催化降解性能较好。