PS-b-PDMS/环氧树脂制备疏水性环氧涂层的性能

用共混法将聚苯乙烯-b-聚二甲基硅氧烷(PS-b-PDMS)嵌段共聚物与环氧树脂E-44复合制备了一种疏水性环氧涂层。研究了PS-b-PDMS的用量对涂层力学性能、表面性能及耐化学腐蚀性的影响。结果表明,随着共聚物用量的增加,涂层的冲击强度及柔韧性明显提高,表面能显著降低,接触角明显增大,当PS-b-PDMS用量为E-44的7%(质量分数)时,冲击强度和柔韧性分别为50kg.cm和0.5mm,表面能为13.8mN/m,对水接触角增大至115.9°,具有优异的疏水性及耐化学腐蚀性。     

用于分离CH4/CO2疏水性SiO2膜的制备

分别采用KH-570,KH-560和A-151代替部分TEOS作为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了疏水性SiO2气体分离膜,利用IR,BET,TG,SEM以及接触角测试仪等对其进行了表征,并对(0.8KH-570)SiO2膜进行了CH4/CO2气体渗透性能评价。结果表明,当A-151,KH-570和KH-560与TEOS的摩尔比均为0.8时,膜的接触角分别从28.6°增大到97.8,94.2°和90.7°。膜样品的疏水性增强,修饰后的膜孔径分布更加狭窄,平均孔径减小,抵抗水蒸汽的能力明显增强;膜层无开裂,表面完整。其中,KH-570修饰的膜性能较好,在n(KH-570)/n(TEOS)=0.8时,压力为30kPa的条件下,(0.8KH-570)SiO2膜对CH4/CO2的分离因子为2.13,大于纯SiO2膜的分离因子(1.58)和努森扩散理论的分离因子(1.67),分离效果较好。     

疏水性纳米SiO2填充PDMS/PET复合膜的制备及分离性能研究

采用聚酯(PET)为支撑层,以疏水性气相法纳米SiO2填充改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为皮层制备硅橡胶复合膜,用SEM、WSM-5 KN、TGA对膜改性后的物理形貌、拉伸强度及热稳定性进行分析与表征,并以乙醇/水物系为研究对象,着重考察了料液温度和浓度对改性复合膜渗透分离性能的影响.结果表明,改性膜的热稳定性显著提高,拉伸强度从空白膜的1.5 MPa增加到7.4 MPa.随着疏水气相法纳米SiO2含量的增加填充膜的分离因子极值不断增加并提前.     

二氧化钛/ZIF-8复合超疏水海绵的制备及其油水分离性能

含油废水的处理海上溢油问题及含油废水的排放对经济与环境带来了巨大的破坏。利用聚多巴胺将自制的双尺度ZIF-8/TiO₂纳米粒子黏附到聚氨酯海绵,通过十八胺改性制备出超疏水油水分离海绵,通过FTIR、XRD等对其结构进行了表征分析;利用ZIF-8和TiO₂两种纳米粒子构建双尺度粗糙结构,并深入探究了两种粒子的用量对复合涂层表面性能的影响。结果表明当纳米粒子ZIF-8和TiO₂添加摩尔比为2∶1时,接触角达到最大值153°;复合海绵有良好的油水分离性能,吸收能力是其自重的40至118倍,分离效率平均在96%以上;在808 nm激光照射下10 s内温度可升高55.9℃,有良好的光热转换性能。     

制备HDI及IPTS的新方法

采用毒性较小的固体光气(BTC)代替光气与己二胺和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷反应合成了1,6-己二异氰酸酯(HDI)以及γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(IPTS),研究了原料配比、加料温度、反应温度以及反应时间等对实验产物的影响.实验表明,-NH-和固体光气的比例为3:1,加料温度为-20℃,反应温度为60℃,反应时间为3h时能够得到目标产物.用红外光谱和质谱对产物进行了表征,结果显示合成产物具有异氰酸酯的显著特征,纯度较高.因此采用BTC代替光气合成HDI和IPTS是一条切实可行的路线.     

超疏水吸油性聚二乙烯基苯的制备及其油水分离性能

在我国,水污染已经严重破坏了自然生态环境并危害人体健康,液态油类物质是其中重要的水体污染源。为解决含油污水处理过程中最重要的油水分离问题,本文采用简单易行的溶剂热法低成本合成了具有微米和纳米级粗糙结构的超疏水吸油性多孔性聚二乙烯基苯有机固体材料并对其油水分离性能进行了研究。由于其内部的亲油基链段与油分子可发生溶剂化作用,多孔性聚二乙烯基苯具有吸油速率快、容量大、再生性好,只吸油不吸水等特点,可很好地吸附脱除水中油类有机物,在油水分离方面具有很好的应用前景。     

超疏水超亲油三聚氰胺海绵的制备及其油水分离性能

利用正十二硫醇和氯化铜反应制备十二烷基硫铜,然后将其配制成乙醇悬浮液;将表面涂覆有聚多巴胺的三聚氰胺海绵浸入上述悬浮液中成功制备出超疏水三聚氰胺海绵,并用它来分离油水混合物.采用扫描电镜观察海绵表面形貌,利用接触角测量仪表征其润湿性能,借助红外分光测油仪测定水中含油量.研究结果表明,三聚氰胺海绵表面形成了凹凸不平的微纳米结构,呈超疏水超亲油状态;测得它对水的静态接触角为152°,而油滴能在1 s内被完全吸收.该样品对油水混合物具有良好的分离能力,分离后水中菜籽油含量从约25 g/L降到15.20 mg/L;对同一大豆油水混合物连续分离五次后其含油量可从36.45 mg/L降低至5.12 mg/L.该超疏水海绵具有良好的吸附油的能力,可吸收约自身质量54～77倍的有机溶剂或油品;在重复使用100次后仍能保持145°的接触角和达自身质量68.6倍的吸油能力;在海水中浸泡36 h后仍保持约147°的接触角和73.4倍的吸油能力.     

亲油疏水型沙柳纤维状活性炭的制备及性能研究

以沙柳纤维为原料,通过磷酸氢二铵活化制备沙柳纤维状活性炭(沙柳ACF),按特定比例与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备亲油疏水型沙柳纤维状活性炭(ACF_PDMS)材料,利用单因素实验对制备工艺进行优化,研究了PDMS溶液质量分数、浸渍比、浸渍时间对ACF_PDMS接触角、油水分离率的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、界面张力测定仪分别测定了ACF_PDMS的表面形貌、官能团、晶体结构及接触角并分析其疏水性能。结果表明：在PDMS溶液质量分数为45%、浸渍比为1∶2.5、浸渍时间为12h条件下ACF_PDMS疏水效果最好,接触角可达152.4°;在PDMS溶液质量分数为45%,浸渍比为1∶2,浸渍时间为12h时,ACF_PDMS的油水分离率达89.4%,分离效果明显。     

超疏水复合海绵材料的制备及在油水分离的应用

含油污水的治理已经成为世界性的难题,如何有效分离油水混合物成为亟待解决的问题。本研究通过绿色环保、简单浸蘸的表面修饰法,以三聚氰胺海绵(MS)作为基底材料,选择氧化石墨烯溶液(GO)与聚四氟乙烯浓缩分散液(PTFE)的混合液对MS改性,成功制备出性能优异的超疏水材料(GPMS)。采用X射线衍射仪(XRD),热重分析仪(TG)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的GPMS进行结构、形貌和组分分析,并对其表面浸润性、压缩循环性、选择吸附性能以及连续油水乳浊液分离性能进行了系统研究。结果表明,制备的GPMS具有超疏水性(疏水角可达168°);机械性能优越,可以完成50次压缩循环实验;能够选择性地吸附水上浮油与水下重油,还可对油水乳浊液实现高效分离,是一种具有实际应用价值的含油污水治理材料。     

超浸润性可逆切换的超双疏复合海绵材料的制备及油水分离应用

通过简单的溶胶-凝胶法制备了全氟癸基三甲氧基硅烷(PFDMS)-正癸酸(DA)-TiO2溶液,经浸泡后得到PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵.PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵在质量分数为25wt％～28wt％的氨气诱导下,表面浸润性由超双疏切换为超亲水-空气中超疏油.利用FTIR和SEM对改性前后PFDMS-DA...     

Ag掺杂APS改性的TiO2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

聚乳酸/二氧化硅有机无机杂化材料的制备和表征

以聚乳酸(PLA)、正硅酸乙酯(TEO S)为原料,活性单体3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为偶联剂,采用两步法制备PLA/S iO2杂化材料。采用FT-IR、DSC和TEM等技术对杂化材料进行表征。研究结果表明,杂化材料中有机组分和无机组分通过APTES发生了化学键合;材料的玻璃化转变温度(Tg)随着二氧化硅含量的增大而提高;随APTES加入量增大、酰胺化反应温度升高,反应时间延长,杂化材料的溶胶分数减小。     

静电纺丝法制备PLA/rGO纳米纤维膜及其在油水分离中的应用

使用改进的hummers法制备了氧化石墨烯,并用抗坏血酸还原了氧化石墨烯制备了具有疏水性能的rGO.使用静电纺丝的方法制备了PLA/rGO纳米纤维膜,探究了rGO的加量对PLA纳米纤维膜疏水性的影响.PLA/rGO纳米纤维膜的红外光谱与拉曼光谱图表明PLA与rGO为物理混合,在静电纺丝的过程中没有发生化学变化.研究发现...     

Fe3O4/聚二甲基硅氧烷改性胶原海绵及其油水分离性能

为发展一种原料丰富、绿色环保、易于在复杂环境中操控使用、循环使用性好的多功能油水分离用海绵材料,采用浸渍法对胶原海绵进行聚二甲基硅氧烷(PDMS)/四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米颗粒复合改性,制备了超疏水胶原基复合海绵(Fe₃O₄/PDMS-COL),表征了改性后化学结构与微观结构的变化,研究了油水分离性能。通过接触角测量可知：当胶原(COL)浓度为10 mg/mL、PDMS浓度为15vol%时,复合海绵的水接触角为150.3°。FTIR、XPS、XRD及TG测试结果表明Fe₃O₄/PDMS与胶原海绵成功发生复合,FE-SEM观察结果表明Fe₃O₄纳米粒子的加入可有效构造表面粗糙结构。海绵可吸附多种不同类型的油相如苯、正己烷、乙酸乙酯、真空泵油、花生油等,其中对乙酸乙酯的吸附量达47 g/g,且对不同油相的分离效率在99%以上。以苯为吸附物,连续循环使用20次后,海绵的接触角与磁性均未发生明显下降。海绵还可有效分离...     

疏水性空心SiO2/TiO2光催化剂的制备及性能研究

选取TiO_2为原料,经过空心化、SiO_2包覆、疏水性改性,制备了疏水性空心SiO_2/TiO_2光催化剂,并利用TEM和FTIR对其进行表征,对比研究了改性前后的催化剂。TEM图像显示制备的催化剂具有核-壳空心结构,且其表面均匀包覆一层物质;FTIR图谱分析可知,其表面包覆层是SiO_2,且硅烷偶联剂KH-570与其成功产生化学键合;吸附实验时改性光催化剂漂浮在废水表面,提高了光照效率。以甲基橙模拟染料废水的降解率考察改性光催化剂的活性,初始甲基橙浓度为10mg/L、pH值为4时,对甲基橙的脱色率最佳,并且Langmuir和Freundlich等温模型均能较好地描述吸附过程。经动力学的一次拟合,说明该吸附是一个以化学吸附为主导作用的多因素控制过程。     

一种大分子偶联剂的制备与应用研究

采用溶液聚合法合成了苯乙烯(St)-马来酸酐(MAH)-丙烯酸丁酯(BA)三元共聚物P(St-BA-MAH),再与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)反应制备了一种新型大分子偶联剂(NDCZ)。用红外光谱(IR)、核磁共振(1 H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对产物结构和分子量及其分布进行了表征。将合成的NDCZ对滑石粉表面改性,用于制备滑石粉增强聚丙烯复合材料,采用接触角、力学性能测试研究了滑石粉改性效果及NDCZ对复合材料力学性能的影响。结果表明:滑石粉经NDCZ改性后较改性前表面接触角从42.2°提高到101.3°;添加经NDCZ改性滑石粉的聚丙烯复合材料与添加未改性滑石粉(20份)对照样相比,复合材料拉伸强度提高了45.2%,弹性模量提高了56.7%,断裂伸长率提高了183.5%,冲击强度提高了62.5%。     

疏水可拉伸碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合薄膜的性能

基于化学气相沉积制备三维多孔多壁碳纳米管(MWNTs)海绵,在其内均匀填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备出碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合薄膜。复合PDMS的碳纳米管海绵保持着自身的三维结构,成为导电网络和力学骨架;均匀填充的PDMS使复合薄膜具有较高的拉伸性能。碳纳米管与聚二甲基硅氧烷之间的协同作用,使MWNTs/PDMS复合薄膜具有良好的力学强度(3.7 MPa)、拉伸性(207%)和弹性。MWNTs/PDMS复合薄膜对应变有稳定可靠的响应,应变为10%、20%、50%、80%和100%时电阻变化率(△R/R₀)分别为0.9%、1.4%、2.3%、3.5%和4.6%,灵敏因子(GF)为别为0.09、0.07、0.046、0.044和0.046。MWNTs/PDMS复合薄膜的性能具有良好的稳定性,不受拉伸速度和循环次数影响。同时,MWNTs/PDMS复合薄膜还保持了碳纳米管和PDMS的疏水能力。     

接枝聚合法制备PANI/CeO_2-APTMS复合材料及其电化学性能

对氧化铈(CeO_2)进行3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰得到改性氧化铈(CeO_2-APTMS),并与苯胺(An)发生接枝聚合,制备出CeO_2-APTMS为载体,负载聚苯胺(PANI)的复合材料PANI/CeO_2-APTMS。采用红外光谱、X射线衍射、热重分析及旋转圆盘电化学测试技术,将PANI/CeO_2-APTMS复合材料同未经改性PANI/CeO_2复合材料、纯PANI电化学性能进行比较。结果表明,PANI/CeO_2-APTMS中PANI接枝效果最好,而且CeO_2-APTMS表面接枝PANI与纯PANI结构相同;经过APTMS修饰CeO_2与PANI之间通过价键接枝成PANI/CeO_2-APTMS的起始分解温度在242℃左右,且在200~600℃内的分解速率最慢,PANI/CeO_2-APTMS表现出很好的热稳定性;PANI/CeO_2-APTMS复合材料修饰电极在65g/L Zn~(2+),150 g/L H_2SO_4的硫酸锌体系中,通过循环伏安测试其具有良好峰对称性以及最高阳极峰电流,极化曲线测试对比3类修饰电极时发现在不同转速下PANI/CeO_2-APTMS/GC修饰电极的析氧电位值均偏低,体现出良好的稳定性及析氧电催化活性。