近红外光学带隙硅三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料硅,酸洗去除SiO2模板,获得了硅反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对硅反蛋白石三维光子晶体的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀;通过控制沉积条件,可控制硅的填充率;制备的硅反蛋白三维光子晶体在近红外区(1.4μm左右)具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应,测试的光学性能与理论计算基本吻合.     

无机材料中水分含量检测及其吸水特性研究

针对分子筛、气相SiO2中水分含量检测,采用重量法、卡尔·费休库仑法及热重分析法,测定两种无机材料中水分含量,依据检测结果分析了三种检测方法适宜性。两种状态气相 SiO2中水分含量检测结果表明,硅亚氨表面处理是降低气相SiO2吸附水分的有效方法。采用重量法对分子筛中水分含量进行检测,并就分子筛在20℃不同湿度条件下分子筛干燥剂的吸水性能进行了研究。     

有机-无机杂化非离子型水性聚氨酯/SiO_2复合材料的合成及性能

以表面接有十六烷基的新型疏水气相SiO2(R816)为改性剂,采用原位聚合法合成非离子型水性聚氨酯/SiO2杂化材料(NPU/R)。以红外分析表征了产物的结构,通过扫描电镜、原子力显微镜和动态力学分析考察了疏水气相SiO2的分散性、NPU/R膜表面形态和微相结构,研究了疏水气相SiO2含量对膜防水性、紫外光透过率、热稳定性等性能的影响。结果表明,疏水气相SiO2的引入增大了聚氨酯材料的微相分离;随着SiO2质量分数的增加,杂化膜表面粗糙度增加,紫外光透过率降低,热稳定性增强;当SiO2质量分数为1%时,其在聚氨酯中分散均匀,成膜水接触角为94.1°,溶胀率降为26.2%。     

酸碱条件对水玻璃为源制备SiO2气凝胶的影响

以廉价的工业水玻璃为凝胶前躯体,柠檬酸为凝胶促进剂,使用溶胶-凝胶与CO2超临界干燥工艺制备了块状的SiO2气凝胶,并探讨了酸性和碱性条件对所制备SiO2气凝胶结构与性能的影响.实验结果表明:水玻璃在酸性条件(pH≈4)和碱性条件(pH≈10)下均可以制备出完整、无开裂的二氧化硅气凝胶块体样品,酸性和碱性环境对水凝胶和最终SiO2气凝胶结构和性能的影响较大.酸性条件下获得的水凝胶呈透明块体,而碱性条件下所得水凝胶为白色不透明体.与碱性条件下制备的SiO2气凝胶相比,酸性条件下所得气凝胶具有更高的比表面积、较大的密度以及尺寸较小的胶体粒子.     

控制聚合与沉淀协同作用改善高铁轨道板涂料用水玻璃性能

CaO可能对水玻璃酸碱度、Zeta电位产生影响,引起调控水玻璃中硅氧聚合体的聚合度和形成沉淀的协同作用,有望改善水玻璃的力学强度和耐水性。欲提高环保型高铁轨道板涂料用水玻璃的力学强度和耐水性,本实验拟采用CaO对水玻璃进行改性,并探索改性的相关机理。实验结果表明,CaO改性水玻璃力学强度提高77%,耐水性也明显提高。Zeta电位仪、pH计、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪及固体核磁共振仪检测结果表明:添加CaO使水玻璃Zeta电位值、pH值均增大;在形成Ca²⁺的协同作用下,导致硅氧聚合体解聚、重组并限制聚合,主要以链状聚合体(Q²)存在。同时Ca²⁺与Q²结合形成耐水性较好、力学强度较高的CaO·xSiO₂·yH₂O(CSH)凝胶,而不是含大量Na⁺、耐水性差的硅氧聚合体。可以推断,CaO可产生控制聚合度和沉淀协同效应改善水玻璃性能,有望应用于高铁轨道板涂料用水玻璃。     

常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

以水玻璃为硅源,采用常压干燥制备了SiO2气凝胶。研究了老化时间、老化剂种类、干燥溶剂种类以及表面改性对SiO2气凝胶结构和性能的影响。结果表明:制得的SiO2气凝胶具有良好的疏水性,密度为0.082g/cm3,孔隙率为96.26%,比表面积达到585.4m2/g。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外分析(FT-IR)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)等对疏水型气凝胶的结构和性能进行了研究。     

单分散SiO_2胶体光子晶体的自组装制备与表征(英文)

使用Stber法化学合成了粒径在200-350nm之间的单分散SiO2,采用垂直沉积技术自组装制备了胶体晶体薄膜。通过扫描电镜与分光光度计对样品的微观结构与透过光谱进行了表征,结果表明,组成胶体晶体的SiO2微球呈面心立方结构,膜层的厚度可以通过胶体溶液的浓度加以控制,胶体膜层透射光谱中出现的峰值位置取决于SiO2微球的大小,并且与布拉格定律理论计算的结果相一致,透射光谱中光学阻带的深度可以通过改变胶体悬浮液中SiO2颗粒的体积分数来调控。     

高纯电子级 SiF4 中氟硅醚阻聚剂的设计及其性能

在高纯电子级四氟化硅生产与纯化中,很容易产生氟硅醚杂质,甚至可以与四氟化硅进一步聚合生成氟硅醚高聚物。该高聚物可从胶体迅速聚集成颗粒,很容易堵塞管道和吸附剂,极易发生安全事故。根据硅醚键氟化断裂的化学性质,设计了一系列基于金属氟化物组成的氟硅醚阻聚剂。结果显示,Ag F2阻聚剂具有阻聚热力学效率高、动力学速率快的特点,可以使氟硅醚杂质有效控制浓度在20×10-6以下。四氟化硅重复50次(每次用量10kg)通过Ag F2阻聚剂仍然具有优秀的阻聚性能,故该阻聚剂具有良好的长期稳定性。     

微米二氧化硅微球的制备研究进展

以聚合诱导胶体凝聚法、种子生长法、模板法和反相乳液法等制备方法为主线,综述制备微米二氧化硅微球的最新研究进展,同时以所得微球的性能为考察重点,对各种方法进行评价与展望;提出通过硅酸钠等低成本硅原料取代硅酸酯制备高性能硅微球是未来研究重点;改变种子生长法中溶剂的种类、制备粒径更大的单分散微球并进行理论探究成为种子生长法的研究方向;采用模板法对聚合诱导胶体凝聚法制备的微球孔结构进行重组完善,得到纯度较高、机械强度和比表面积较大的微米有序介孔二氧化硅微球,进而用于高性能色谱柱的制备以及生物催化等领域,发展前景可观。     

常压制备SiO_2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结、构成纳米多孔网络结构,并在空隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。常压干燥制备气凝胶一直是近年来的研究热点。本文综述了常压制备SiO2气凝胶的原辅料及制备工艺的研究新进展。着重介绍了硅源、酸碱催化剂种类及制备过程中水解时间、陈化、溶剂置换、表面改性、常压干燥等工艺的优化机理及发展现状。     

离子液体聚合胶体晶体的制备及性能

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,先通过光引发聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶内嵌聚苯乙烯胶体晶体的聚合胶体晶体(PCC),再将PCC与氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体进行溶剂置换,制备了离子液体聚合胶体晶体(ILPCC)。采用反射光谱研究了制备过程中聚合胶体晶体结构的变化,考察了ILPCC的压力响应性和压缩性能。研究表明,离子液体使胶体晶体的带隙先蓝移后红移,达到平衡时带隙红移220 nm以上。离子液体显著改善了聚合胶体晶体的存储稳定性和压缩性能,为制备干态光子晶体提供了新途径。     

二氧化硅胶体球的制备、改性及其胶体晶体的组装

采用改进的St(O)ber法制备了单分散性较好、表面光滑的SiO2球形颗粒,将丁二酸化学键合于SiO2胶体球表面以提高其Zeta电势,再采用垂直沉积法在水溶液中制备出SiO2胶体晶体.通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)和Zeta电位粒度仪对颗粒和胶体晶体的晶型、显微形貌、电学性能进行测试分析.结果表明:所...     

SiO2/CdS光子晶体的制备及其光学性能

用化学浴沉淀法(CBD)在SiO2胶体晶体中生长了CdS半导体材料, 并用UV-VIS-NIR光谱仪和荧光光分度计测试了其光学性能.测试结果表明,在SiO2胶体晶体中随着CdS填充量的增加,光子带隙向长波段方向移动且变宽;当发射出的光与基体材料的光子带隙相匹配时,可控制半导体材料的光致发光,同时,可通过控制SiO2胶体颗粒粒经的大小来调节CdS的光致发光性能.     

双基片垂直沉降法自组装二氧化硅胶体晶体

采用St(o)ber法制备了适于自组装的单分散性的SiO2球体颗粒,再采用双基片垂直沉积法在无水乙醇中制备出SiO2胶体晶体.通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜(SEM)对胶体晶体的晶型和显微形貌进行测试分析.结果表明:所得SiO2球体颗粒为无定形态,粒径为70～380nm,粒径随着氨水浓度的增大而增大;随着双基片间距增大,胶体晶体周期性排列越紧密有序,相同基片间距下,双尺寸胶体晶体更难以获得.     

制备工艺条件对SiO2气凝胶微球粒径及其均匀性的影响

为拓展SiO2气凝胶的应用范围,克服SiO2气凝胶微球制备技术中的不足,采用搅拌成球工艺以水玻璃为硅源在单一油相中制备了直径为2～1500μm的SiO2气凝胶微球,并研究了制备工艺条件对其粒径大小及均匀性的影响.研究结果表明,各个工艺条件之间互相关联和影响,成胶时间起着关键作用.当成胶时间适中或较长时,工艺条件中只有搅拌速度对粒径大小影响显著,同时所有工艺条件都对粒径的均匀性无明显影响;而成胶时间较短时,任一工艺条件的改变都会使粒径大小及均匀性发生变化.     

工业水玻璃制备疏水性SiO2气凝胶

以工业水玻璃为硅源,稀H2SO4为催化剂,三甲基氯硅烷(TMCS)为表面改性剂,无水乙醇和正己烷为溶剂,在常温常压下通过"两步法"成功地制备出轻质疏水性SiO2气凝胶。通过BET、FTIR、接触角测试以及SEM、EDS和TG等手段证实,所得SiO2气凝胶的比表面积为512.44~737.19m2/g,平均孔径为15.19~19.09nm,且凝胶表面-OH基团已被-OSiCH3取代,接触角高达137°,呈现出明显的疏水性和良好的热稳定性。     

单分散SiO2胶体球制备及其胶体晶体组装

运用胶体化学法在乙醇介质中合成SiO2胶体球,将制得的样品在30℃下用双氧水浸泡处理48h.用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-TR)、Zeta电位仪和标准氢氧化钠滴定法对其形貌、结构和表面电学性质进行分析.结果表明样品平均粒径为292nm,平均标准偏差小于5%;经双氧水浸泡处理后,SiO2胶体球表面羟基数目增多,在水溶液中的Zeta电位从-55.72mV提高到-63.26mV,表面电荷密度从0.19μC/cm2提高到0.28μC/cm2.通过垂直沉积法,在40℃和60%相对湿度条件下制备出有序性较好、密排结构的SiO2胶体晶体.在SEM下,观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构,其(111)晶面平行于基底.透射光谱表明,所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的不完全带隙性质.     

SiO2/十八烷酸相变微胶囊的制备与表征

以水玻璃和十八烷酸为基本原料,利用两者反应生成表面活性剂十八烷酸钠来促进十八烷酸在水中的分散与形成胶束,并使由水玻璃提供的硅氧四面体[SiO4]完成对胶束的包裹,然后再通过调整pH值,使十八烷酸钠还原为具有相变性能的十八烷酸,通过上述方法制得的以[SiO4]结构为囊壁、十八烷酸为囊芯的相变微胶囊.SEM、DSC、XRD、FTIR等对其表面形貌、热性能、囊壁和囊芯结构的表征结果表明,其粒度均匀,为在0.40～0.6靘,表面光滑,相变焓为78.2J/g.该方法较好的解决了相变微胶囊制备过程相变材料的分散问题,既使辅助材料的品种简化,又提高了微胶囊中相变材料的有效含量.     

水玻璃法SiO_2气凝胶的制备及其疏水改性

以水玻璃为硅源,水为溶剂,采用冷冻干燥法制备了纳米多孔SiO_2气凝胶材料。采用三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅胺烷(HMDS)进行疏水改性,以减少样品在使用过程中的收缩和坍塌。结果表明,TMCS疏水改性SiO2气凝胶的表观密度为0.1682g/cm3,比表面积为363m2/g,HMDS疏水改性SiO_2气凝胶的表观密度为0.2536g/cm3,比表面积为336m2/g。SEM测试结果表明,所得产品具有非晶纳米介孔结构。接触角测定分析表明,TMCS疏水改性SiO2气凝胶与水的接触角为149°,表现出良好的疏水性。     

分子筛的合成及粒径和比表面积的测量

分子筛是一类重要的无机微孔材料,具有优异的择形催化、酸碱催化、吸附分离和离子交换能力,在许多工业过程包括催化、吸附和离子交换等有广泛的应用。本文实验中所制备的分子筛,采用四丙基溴化铵（TPABr）作为模板剂,以水玻璃作为硅源,并按照氧化钠（Na2O）：二氧化硅（SiO2）：三氧化二铝（Al2O3）：