原位氟化二氧化硅纳米颗粒制备超双疏涂层

通过十七氟癸基三甲氧基硅烷和正硅酸四乙酯的酸性水解及碱性共缩聚反应,对二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒进行原位氟化改性,利用双面胶在玻璃基材表面快速制备耐磨性良好的超双疏涂层。结果表明:原位氟化改性成功将碳—氟键(C—F)直接引入到SiO₂纳米颗粒表面,不仅构建了多级粗糙表面,还降低了表面能。制备的双疏涂层对水、食用油和十六烷的接触角分别为165°、155°和151°,经50圈砂纸摩擦循环测试后,水接触角仍能保持155°以上,油接触角则降至132°。该方法是一种简单、环保的制备方法。     

双亲纳米SiO2颗粒的制备及提高渗吸采收率性能

以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂,以双氧水为氧化剂,在水基环境下对亲水纳米SiO2颗粒表面进行改性,得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO2颗粒,并通过红外和热重对其化学结构和热稳定性进行分析。将双亲纳米SiO2颗粒分散在地层水中制备纳米流体,并评价纳米流体的稳定性、界面性质和渗吸效率。利用核磁共振技术探究纳米流体渗吸过程中岩心孔隙内原油运移规律。结果表明,纳米流体储存30 d未出现分层现象,表现出良好的稳定性;经纳米流体处理的岩心亲水性增强。此外,双亲纳米SiO2颗粒将油水界面张力降低至1.7 mN/m;纳米流体渗吸采收率高达22.6%,渗吸初始阶段小孔隙中的原油被动用,而在渗吸后期阶段大孔隙中的原油才被动用。     

水性环氧树脂/纳米SiO2复合疏水涂层的制备及性能研究

用氨基硅油（ APDMS）改性水性环氧树脂（ EP）得到疏水性的环氧树脂乳液（ APDMS-EP）;用 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（ FAS）与纳米 SiO₂反应得到氟改性纳米 SiO₂（F-SiO₂）。采用不同比例的 F-SiO₂与 APDMS-EP进行复配,室温固化制备疏水涂层,并对 F-SiO₂的结构进行了表征,研究了 F-SiO₂用量对涂层的接触角、铅笔硬度、附着力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。结果表明： APDMS的引入使水性环氧树脂涂层的水接触角从 47.3°提高到 97.7°;加入 F-SiO₂后涂层疏水性进一步提高,当加入 15%的 F-SiO₂时,涂层对水和丙三醇的接触角分别为 120.3°和 104.5°,F-SiO₂的加入也增强了涂层的防腐性能。     

纳米SiO2改性天然胶乳的制备及其性能研究

采用SDS先将纳米SiO2处理成20％稳定的分散体后再添加到天然胶乳中，着重研究了纳米SiO2的用量对天然胶乳的胶体性能及其硫化胶膜力学性能的影响。结果表明：纳米SiO2的用量在3－4份时可改善天然胶乳的胶体性能及其胶膜的力学性能，尤其是耐撕裂性能和耐老化性能的改善效果更为突出。     

纳米SiO2对Zn-Ni/纳米SiO2复合镀层性能的影响

先通过赫尔槽试验优化了乙酸盐体系电镀Zn-Ni合金的基础镀液配方,得到了全光亮的赫尔槽试片;再向基础镀液中添加纳米SiO_2,通过单因素试验研究了纳米SiO_2的质量浓度对Zn-Ni/纳米SiO_2复合镀层的孔隙率及耐蚀性的影响。结果表明:当纳米SiO_2的质量浓度为8g/L时,Zn-Ni/纳米SiO_2复合镀层的孔隙率最低,耐蚀性最好。     

纳米SiO2表面接枝改性研究

采用溶液聚合法在经偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)化学改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,研究了单体质量分数、引发剂用量、反应温度及反应时间对接枝率的影响,利用红外光谱和扫描电镜对改性前后的产品进行了表征。结果表明,经改性后的纳米粒子的分散性得到明显改善。最佳反应条件:w(单体)=20%,w(AIBN)=2%,反应温度70℃,反应时间7 h。在此条件下,纳米SiO2的接枝率最高(16.2%)。     

纳米颗粒SiO2和CaCO3对混凝土动力特性的影响

制备了掺量为0.2％的纳米SiO2(NS)和纳米CaCO3(NC)混凝土,之后采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置测试了养护龄期为28 d的两种混凝土在不同应变率等级下的动力特性并与普通混凝土(PC)进行对比研究.结果表明,准静态荷载下,NC比PC和NS表现出更高强度和更好的变形性能;动荷载作用下,当平均应变率为75 s-1时,NC、NS动态抗压强度为PC的112.6％和94.2％,125 s-1时分别为PC的108.8％和94.4％.从韧度的评价指标来看,纳米CaCO3颗粒可更有效发挥对混凝土的增韧优势,在应变率为75 s-1和125 s-1时,全韧度比PC增幅达到53.8％和34.0％.     

纳米SiO2/PS复合材料的制备及性能

以无水乙醇为溶剂,使用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2表面进行了化学改性,采用溶液聚合法在改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,然后通过熔融共混法制备了纳米SiO2/PS复合材料。利用红外光谱考察了改性前后纳米SiO2与硅烷偶联剂、苯乙烯的相互作用;利用扫描电镜观察了复合材料的断面形貌结构,研究了纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:与纯聚苯乙烯相比,纳米SiO2质量分数为4%时,复合材料的缺口冲击强度提高了7.6%、拉伸强度提高了0.98%,显示出纳米SiO2对聚苯乙烯具有同时增强增韧的效果。     

含氟聚合物纳米SiO2复合涂层的制备及性能研究

以1-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、N-甲基全氟辛基磺酰基胺基丙烯酸乙酯(MPSAEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚，然后利用原位复合技术引入纳米SiO2微粒，制备了均匀透明的SiO2纳米复合含氟聚合物材料。用红外光谱(FT—IR)、透射电镜(TEM)和电子衍射(ED)等表征了复合材料的形貌和结构。将聚合物用做涂层材料，用扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、接触角测定仪和显微硬度仪测定了涂层的形貌、涂层表面的化学成分、涂层与水的接触角随时间的变化、涂层的硬度变化，结果表明纳米复合聚合物可在玻片表面形成均匀光滑的涂层，涂层表面纳米SiO2和含氟成分共同存在，纳米SiO2复合涂层在室外放置半年以后仍保持良好的疏水性，并且纳米复合聚合物涂层的硬度随含氟单体含量的增加而增加。     

纳米SiO2水中分散性能的影响因素研究

采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,通过超声波作用对纳米SiO2粉体进行水中分散,并采用分散体系粒径分析和测定Zeta 电位及透光率的方法,研究了SDBS含量、超声分散时间等因素对分散性能的影响.结果表明,纳米SiO2的粒径随分散剂含量、超声时间的增加,表现出先减小后缓慢增大的变化趋势.在适量SDBS的条件下,纳米SiO2分散体系因静电和空间位阻的作用而表现出良好的分散稳定性.SDBS对纳米SiO2粉体的较佳分散工艺为:SDBS含量为1.6% ,超声处理时间为18 min.     

醇盐水解法制备纳米SiO2粉体的研究及其应用

综述了正硅酸乙酯水解反应原理及反应条件对纳米SiO2粒子尺寸及分布区间的影响。介绍了纳米SiO2在各个领域的应用。     

硅酸乙酯为原料反相微乳液法制备纳米二氧化硅

采用NP-5/环己烷/去离子水体系制备反相微乳液,绘制了该体系的三元相图,并以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,在碱性条件下受控水解反应制备了纳米SiO2粒子,探讨了[n(水)∶n(表面活性剂)](用R表示)和[n(水)∶n(TEOS)](用H表示)对SiO2纳米粒子粒径的影响。通过扫描电镜(SEM)和激光粒度仪对样品形貌和粒子大小和粒径分布进行了表征。结果显示:扫描电镜下观察到的SiO2粒子为无定型球形颗粒,粒径在200～500 nm的范围,激光粒度仪分析得到的平均粒径随着R和H的增大而增大。     

碳化法纳米SiO2表面结构研究

采用红外、热重、N2吸附等分析方法,研究了碳化法制备的纳米SiO2表面羟基、孔隙结构和吸油值等随陈化pH值、陈化时间及干燥温度的变化关系.实验结果表明,在不同陈化pH值下SiO2凝聚反应速率不同,陈化pH值由2升高到5,凝聚反应加快,颗粒表面羟基含量由1.54个/nm2减少到1.44个/nm2,平均孔径由11.51 nm增大到23.06 nm,吸油值由1.70 cm3/g升高到1.81 cm3/g;在不同陈化时间下SiO2颗粒间凝聚反应进程不同,陈化时间由10 min延长到90 min,颗粒表面羟基含量由1.48个/nm2减少到1.40个/nm2,平均孔径、吸油值变化不明显;在不同干燥温度下颗粒表面羟基脱除程度不同,干燥温度由100℃升高到500℃,表面羟基脱除增多,羟基含量由1.43个/nm2减少到0.70个/nm2,平均孔径由13.2 nm增加到41.07 nm,吸油值由1.82 cm3/g升高到2.00 cm3/g.     

硅灰基外墙外保温阻燃涂料的制备与表征

外墙外保温材料的阻燃设计已成为建筑安全发展的重要趋势,本文采用溶胶-凝胶法,以硅灰为原料,对比研究了NaOH(2 mol/L,3 mol/L,4 mol/L和5 mol/L),KOH(2 moL/L,3 mol/L,4 mol/L和5 moL/L)和Na2SiO3(1 mol/L,1.5 mol/L,2 mol/L和2.5 mol/L)以及它们二者混合所制备硅灰基涂料的阻燃性能.结果表明,以KOH(2 mol/L)和Na2SiO3(1 mol/L)为化学活化剂时阻燃效果最佳,其可使EPS的极限氧指数可达38.6％,燃烧性能达到UL-94 V0级别;并提出了KOH和Na2SiO3对硅灰的协同反应原理,SEM结果证实其有助于硅灰发展成结构更加致密的无定型硅质层,热重-差式量热结果表明该硅灰基涂料具有良好的热稳定性;XRD和FT-IR结果表明在碱性环境下硅灰结构发生了“解聚-重组”,所制备涂料在燃烧过程中可将EPS中有毒的Cl元素固化为NaCl.     

Preparation of Raspberry-Like Adsorbed Silica Nanoparticles via Miniemulsion Polymerization Using a Glycerol-Functionalized Silica Sol

A series of polymer/SiO₂ organic-inorganic composite microspheres were successfully prepared through miniemulsion polymerization. A TEM study indicated that the composite microspheres had raspberry-like morphology and silica particles were successfully deposited onto the surfaces of organic polymer microspheres. The average particle size and the silica content of composite microspheres could range from 180 nm to 240 nm and 15 ～ 35 wt%, respectively. The influence of reaction conditions such as the amount of emulsifier, the sonification frequency and sonification time, the amount of silica sol, butyl acrylate (BA) on the particle size, silica content and morphology of composite microspheres have been studied.     

溶剂稳定的钯金属纳米颗粒的制备与催化性能

用三缩四乙二醇作溶剂,制备了溶剂稳定的钯金属纳米颗粒,得到了分布均匀、粒径在2～3nm范国内的钯金属纳米颗粒。所得到的钯金属纳米颗粒用于环已烯的催化加氢反应,其催化活性较传统的钯／碳催化剂约高2倍。     

厘米级SiO2气凝胶球体的制备及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步催化溶胶-凝胶法和CO2超临界干燥技术成功制备出完整的厘米级SiO2气凝胶球体.当配比条件为TEOS∶ EtOH∶ H2O=1∶10∶4时制备的SiO2气凝胶球体具有典型的纳米多孔网络结构.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、孔径分布及比表面积测试仪(BET)、纳压痕技术对SiO2气凝胶球体的表面形貌、内部结构、化学成分、比表面积、孔径分布及力学性能进行研究分析.研究表明:低温有利于制备出完整的厘米级SiO2气凝胶球体.随着凝胶温度的增加,SiO2气凝胶球体样品的收缩率逐渐增加,而孔隙率和比表面积逐渐减小.当凝胶温度为-5℃时,厘米级SiO2气凝胶球体样品的平均孔径为24.8 nm,孔体积为4.9 m3/g,比表面积高达1004.38 m2/g,密度为0.104g/cm3,收缩率约为16.2％,孔隙率约为95.3％,弹性模量和硬度最大分别为8.79 MPa与5.24 MPa.     

Synthesis of Gold-Platinum Core-Shell Nanoparticles Assembled on a Silica Template and Their Peroxidase Nanozyme Properties

Bimetallic nanoparticles are important materials for synthesizing multifunctional nanozymes. A technique for preparing gold-platinum nanoparticles (NPs) on a silica core template (SiO₂@Au@Pt) using seed-mediated growth is reported in this study. The SiO₂@Au@Pt exhibits peroxidase-like nanozyme activity has several advantages over gold assembled silica core templates (SiO₂@Au@Au), such as stability and catalytic performance. The maximum reaction velocity (V_max) and the Michaelis–Menten constants (K_m) were and 2.1 × 10⁻¹⁰ M⁻¹∙s⁻¹ and 417 µM, respectively. Factors affecting the peroxidase activity, including the quantity of NPs, solution pH, reaction time, and concentration of tetramethyl benzidine, are also investigated in this study. The optimization of SiO₂@Au@Pt NPs for H₂O₂ detection obtained in 0.5 mM TMB; using 5 µg SiO₂@Au@Pt, at pH 4.0 for 15 min incubation. H₂O₂ can be detected in the dynamic liner range of 1.0 to 100 mM with the detection limit of 1.0 mM. This study presents a novel method for controlling the properties of bimetallic NPs assembled on a silica template and increases the understanding of the activity and potential applications of highly efficient multifunctional NP-based nanozymes.     

介孔二氧化硅接枝2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸杂化材料的制备与表征

采用反相乳液法制备了介孔二氧化硅接枝2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPs）杂化材料。探讨了最佳反应条件,用红外光谱（FT—IR）,元素分析,透射电镜（TEM）,热重分析（TG）对杂化材料进行了表征。实验结果表明：在反应温度50℃,油水比2：3,烷基化介孔SiO2用量8％,乳化剂Span80用量5％,单体质量分数为30％,引发剂浓度为0．00885mol/L时,杂化材料上AMPS的接枝率可达到45％。     

以沉淀法白炭黑作补强填料的硅橡胶混炼胶制备工艺及性能

比较了用国产与进口沉淀法白炭黑制备的硅橡胶混炼胶的性能，选择适当的工艺可以制备供压出用的混炼胶。提出了按键专用型耐疲劳混炼胶的参考配方，比较了沉淀法白炭黑的处理方法对性能的影响