原位聚合制备阻燃PET/纳米SiO_2复合物及其性能研究

采用球磨分散法制得纳米二氧化硅/乙二醇分散液,再经原位聚合法制得阻燃PET/纳米SiO2复合物,研究了复合物的形态结构、特性粘数、阻燃性能及结晶性能。结果表明,采用球磨分散法可以将纳米二氧化硅均匀地分散于聚酯基体中;加入纳米SiO2对阻燃PET/纳米SiO2复合物特性粘数影响不大;与未加纳米SiO2阻燃聚酯相比,阻燃PET/纳米SiO2复合物的结晶性能和热稳定性能提高;极限氧指数变化不大。     

活性白土/壳聚糖复合物的制备及其吸附性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为修饰剂,对活性白土进行修饰改性。将改性后的活性白土与壳聚糖复合,通过溶液插层技术制备了活性白土/壳聚糖复合物。通过红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对所制备的活性白土/壳聚糖复合物进行表征。以对甲基橙的吸附行为作为模拟吸附实验,研究了活性白土/壳聚糖复合物的吸附性能,探讨了温度、复合吸附剂用量、甲基橙溶液浓度、吸附时间等条件对吸附剂吸附效果的影响。结果显示:修饰剂和壳聚糖显著提高了活性白土的片层间距,从而有利于提高活性白土的吸附性能。在吸附时间为30min、温度为25℃、吸附剂用量为0.06g的条件下,吸附剂具有较为优异的吸附效果。     

TiO_2-煤系高岭土纳米复合物的制备及其吸附性能

为改性煤系高岭土,以原矿煤系高岭土和硫酸钛为原料,采用水热法合成TiO_2-煤系高岭土纳米复合物,并研究其对有机染料的吸附性能。结果表明,当染料质量浓度为100 mg/L、吸附液体积为20mL、吸附剂用量为50mg、吸附时间为60min、溶液pH=12时,TiO_2-煤系高岭土纳米复合物对阳离子型染料次甲基蓝的吸附率达到95. 5%,对阴离子型染料刚果红在中性条件下的吸附率达到98. 0%,分别比原矿提高30%和24%;复合物对2种染料的吸附均符合准二级吸附动力学模型,同时也符合Langmuir吸附等温式,属于单分子层吸附。     

包覆型Fe/SiO_2的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以液相还原与St9ber法相结合,真空环境下,以CaCO_3为造孔剂,十六烷基三甲溴化铵(CTAB)作为结构导向剂,正硅酸四乙酯(TEOS)和FeSO4为原料,一步法制备了SiO_2包覆纳米铁复合材料(Fe/SiO_2),并采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对Fe/SiO_2的形貌结构进行了分析。使用原子吸收光谱仪(AAS)研究了Fe/SiO_2对于模拟Cr(Ⅵ)溶液的吸附性能。结果表明:制备的复合材料为类球形结构;XRD分析表明在2θ=22°和44°处分别出现了SiO_2和Fe的特征衍射峰。吸附溶液pH=3.0时,合成的包覆型Fe/SiO_2对水体中Cr(Ⅵ)的吸附容量为39.33mg/g,吸附行为符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准二级动力学方程。     

原位法制备H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化剂及其催化性能

用原位合成法制备了不同固载量的磷钨酸催化剂H3PW12O40/SiO2作催化剂,通过FT-IR、XRD等手段对催化剂进行表征。结果表明,在煅烧温度为200℃,活化时间为4h,H3PW12O40负载量为20%时,原位法制备的催化剂在载体孔壁中高度分散的磷钨酸仍然保持了Keggin特征结构,且与SiO2材料的表面羟基存在一定的化学相互作用。对苯甲醛1,2-丙二醇缩醛合成的催化性能研究表明,固定苯甲醛用量为0.2mol,在n(苯甲醛)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂的用量占反应物料总质量1.0%,环己烷用量为8mL,反应时间为60min条件下,产品收率可达88.5%。催化剂使用5次以后,催化活性仍然保持在接近51.7%。     

纳米SiO_2材料的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SiO2,样品在800℃下煅烧2h。X-射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,该材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为90~100nm。该样品在紫外灯照射下发出强烈的黄绿色可见光;对样品进行荧光光谱分析表明,该材料可以发射出较强的490nm的蓝绿光和弱的520nm的绿光。     

溶胶-凝胶法制备Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备石英砂负载Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2光催化材料,研究负载对Bi_4Ti_3O_(12)的物理性质和光催化活性的影响。结果表明,负载后的层状钙钛矿结构Bi_4Ti_3O_(12)包覆在非晶态石英砂球体表面,Bi_4Ti_3O_(12)中各元素的电子结合能没有发生改变。活性艳红X-3B在纯Bi_4Ti_3O_(12)和不同负载量x Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2上的吸附率不超过3%。负载后Bi_4Ti_3O_(12)的光催化活性均有提高,其中质量分数为50%负载量的Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2具有最高的活性。在Bi_4Ti_3O_(12)和质量分数为50%负载量的Bi_4Ti_3O_(12)/SiO_2上的光催化反应速率常数分别为0.021 s-1和0.027 s-1。     

立体复合聚乳酸/SiO_2复合物的性能研究

采用溶液共混法制备了不同SiO2含量的立体复合聚乳酸/纳米SiO2复合物。DSC研究表明,纳米SiO2含量低于5%(wt,质量分数,下同)时,其对聚乳酸立体复合物的结晶有促进作用,并且在纳米SiO2添加量为1%时促进作用最为明显。随着添加量增加,材料的热稳定性明显增加,但团聚现象变得明显。XRD和FT-IR研究表明立体复合物结构并未因纳米粒子加入发生改变。     

铁离子印迹材料IIP-PMAA/SiO_2的制备及吸附性能研究

利用表面接枝印迹法,以硅胶为载体,甲基丙烯酸为配体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,成功制备了Fe~(3+)表面印迹材料IIP-PMAA/SiO_2,考察了IIP-PMAA/SiO_2对Fe~(3+)的吸附性能和选择识别能力。实验结果表明,该印迹材料的饱和吸附量为26.80mg/g,最佳吸附pH值为2,吸附平衡时间为2h,对Fe~(3+)离子具有很强的识别能力;同时材料的再生吸附性能也很稳定,重复使用10次吸附性能依然稳定。     

PW_(12)/MoS_2复合材料的制备及其光催化性能

首先采用水热法合成了球花状硫化钼(MoS_2),并将其与磷钨杂多酸(PW_(12))复合,采用SEM、XRD、EDS、FT-IR和UV-DRS等手段对复合材料(PW_(12)/MoS_2)进行了表征和分析。以刚果红为目标降解物,对PW_(12)/MoS_2的光催化性能进行研究,探究了催化剂用量对复合材料光催化降解性能的影响。研究结果证明:PW_(12)/MoS_2复合材料的带隙宽度为2.46 eV。与单独MoS_2相比,MoS_2和PW_(12)复合后,增强了光生电子-空穴的分离,光催化活性有明显提高。经过120min的光照后,对刚果红的降解效率为由38.70%提高到69.76%。此外,样品二次使用时,其光催化活性仍然能够保持63.87%。     

聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO2复合材料的制备及其性能研究

纳米材料因其独特的性能而广泛应用于聚丙烯(PP)等高分子材料的改性.本文用纳米二氧化硅与PP共混进行改性,利用双螺杆共混方法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料,研究了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的力学性能,采用熔融流变仪、XRD、SEM对熔体流动速率、PP物相情况等进行了研究.实验结果表明,2%含量的纳米二氧化硅聚丙烯纳米复合材料综合性能最佳,提高了PP的综合力学性能.在本文中对纳米SiO2改性PP的机理进行了初步探讨,利用X射线衍射图谱分析,结果表明纳米SiO2的加入对PP中β晶型的产生有诱导作用.     

P(AM PS+AM)/SiO_2高吸水性杂化材料的制备及性能

研究了以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM PS)和丙烯酰胺(AM)共聚物为有机相,通过正硅酸乙酯(TEO S)引入S iO2无机相,采用溶胶-凝胶法制得了P(AM PS+AM)/S iO2高吸水性杂化材料,并着重研究了不同用量的TEO S对材料结构和性能的影响。采用傅立叶红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等检测方法对材料进行了表征,同时对材料的透光性、吸液性能、热稳定性等进行了评价。结果表明,TEO S用量为5%(相对单体质量百分含量)左右制得的高吸水性杂化材料较为理想。     

P(GMA-co-HEMA)/SiO_2大孔复合材料的制备及其在固定化脂肪酶中的应用

以块体SiO2大孔材料为基质,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为功能单体,通过原位聚合和溶剂蒸发制备P(GMA-co-HEMA)/SiO2大孔复合材料,用SEM、EDS、BET、FTIR和TGDTA对样品进行表征,并将其用于固定褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)。结果表明:SiO2大孔材料很强的毛细管作用使共聚物均匀地涂敷在其孔壁上,形成P(GMA-co-HEMA)/SiO2复合纳米薄膜。共聚物的负载量和亲疏水性可分别通过改变单体浓度和体积比进行调控,当单体体积浓度为10%、GMA和HEMA的体积比为9∶1时大孔复合材料固定化脂肪酶比酶活达到最高,为3 886.9U/g,与底物反应重复操作8批次后剩余酶活率为68.7%。     

复合催化剂SiO_2/CNI的制备及其光催化性能研究

以碘化铵和二氰二胺为原料,采用水浴-锻烧法制备了SiO_2/碘氮化碳(CNI)复合光催化剂。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对催化剂进行了表征。以亚甲基蓝、甲基橙分别为光催化反应模型化合物,评价了SiO_2/CNI的可见光催化活性。研究结果表明,与纯CNI相比,CNI/SiO_2复合光催化剂具有更高的催化活性,当SiO_2与CNI的质量比为1∶15时,光催化剂的降解率达到最高点,在该优化条件下,可见光照射40min,SiO_2/CNI光催化降解亚甲基蓝的降解率达到66.8%,光催化降解甲基橙的降解率达到23.7%。     

(PTMO+PDMS)/SiO_2杂化材料的制备与表征

以羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,加入一定质量的功能化聚四氢呋喃(PTMO),通过溶胶-凝胶法制备出均匀透明的(PTMO+PDMS)/Si O2杂化材料。采用红外吸收光谱、紫外-可见光透过光谱以及扫描电子显微镜对制备的材料进行了表征。结果表明,所制得的杂化材料以化学键相结合,两相分散均匀,可见光区透光率高,相容性好。     

Zr_2P_2WO_(12)/Fe-Ni复合材料的制备及其热膨胀性能研究

使用水热法成功制备Zr_2P_2WO_(12)粉末,采用真空热压烧结方法制备接近致密的Zr_2P_2WO_(12)/Fe-Ni复合材料。使用X射线衍射、扫描电镜及热膨胀测试仪对制备的Zr_2P_2WO_(12)及其Fe-Ni复合材料进行性能测试和表征,使用维氏硬度计测试复合材料的硬度,使用排水法表征复合材料的密度。结果表明:水热法制备的Zr_2P_2WO_(12)粉为高纯度的单相Zr_2P_2WO_(12),颗粒规则,晶粒尺寸约为50nm;随Zr_2P_2WO_(12)含量的增加,Zr_2P_2WO_(12)/Fe-Ni复合材料的硬度增加,而密度和致密度则降低,在25~800℃区间内平均热膨胀系数从13.5×10~(-6)/℃降低到8.6×10~(-6)/℃。     

SiO_2/PDMS复合膜的制备及其渗透汽化性能研究

以PVDF为支撑层,制备了疏水性二氧化硅(SiO2)填充聚二甲基硅氧烷(SiO2/PDMS)复合膜,通过扫描电镜、接触角测试和热失重分析对复合膜微观形貌、表面疏水性和热性能进行了表征。研究发现,SiO2的加入,可以有效提高PDMS膜的表面疏水性和热稳定性。疏水性SiO2与PDMS基体结合紧密,当SiO2填充低于3%(wt,质量分数,下同)时,纳米粒子在PDMS基体中分散均匀,未发现明显团聚。将复合膜用于渗透汽化乙醇/水体系的分离,发现SiO2的加入,在填充量为1.5%时,SiO2/PDMS复合膜综合分离性能优于纯PDMS膜,尤其是操作温度升高时,与纯PDMS膜相比,复合膜分离因子下降幅度较小,而渗透通量增加较快,表现出较好的综合分离性能。     

氧化石墨烯/SiO_2复合材料对Cd(Ⅱ)的吸附

以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,合成了GO/SiO_2复合材料。通过静态吸附试验,探讨了pH、GO/SiO_2投加量、吸附时间和Cd(Ⅱ)初始浓度对GO/SiO_2吸附Cd(Ⅱ)的影响,采用了FTIR、XRD、SEM和EDS对GO/SiO_2吸附Cd(Ⅱ)进行表征分析,并探讨了其对Cd(Ⅱ)的吸附机制。结果表明,当溶液pH为8.5,投加量为0.25g/L,吸附时间为100min时,GO/SiO_2吸附Cd(Ⅱ)效果最佳。吸附过程较好的拟合了准二级动力学模型(R~2≈1)和Freundlich等温吸附模型(R~2≈1)。XRD表明SiO_2与GO成功复合;FTIR、SEM等结果表明,GO/SiO_2吸附Cd(Ⅱ)前后自身结构并未发生变化,其对Cd(Ⅱ)具有很好的吸附效果,对Cd(Ⅱ)的吸附机制以—OH、—COOH的离子交换作用为主,Si—OH的络合反应并存。     

席夫碱桥联介孔SiO_2的合成及其对Cu~(2+)吸附性能的研究

采用水热法,以十二胺为模板剂,苯基桥链硅氧烷为有机硅源的共缩聚法合成桥链双亚胺席夫碱功能介孔二氧化硅(PMOs),并利用FT-IR,XRD,N_2吸附/脱附及TEM对合成的样品进行表征,考察了桥联有机硅源量对PMOs材料结晶和介孔结构特性的影响。结果显示,通过苯基桥链硅氧烷为有机硅源可实现介孔二氧化硅的席夫碱功能化,样品的孔径为2.65~2.96nm的介孔结构范围。但随着桥联有机硅源量的增加,受有机结构的影响,PMOs材料的晶型有序度和介孔规整度下降。吸附性能显示,PMOs材料对Cu~(2+)具有较好的吸附性能,对铜离子(Cu~(2+))的最高吸附率达到90.35%。     

P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料的制备及其对Pb2+的吸附行为

采用原位聚合法,制备出了一种具有交联结构的P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料,通过FT-IR、XRD、TG和SEM对其结构进行了表征,并研究了P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料对水体中Pb~(2+)的吸附行为。试验结果发现,MMT的引入,不仅能够提高P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料的热稳定性能;而且还增大了复合材料的比表面积和吸附位点。在吸附试验中发现,当P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料用量为0.1 g、吸附时间为150 min、pH值=5.0、Pb~(2+)溶液的初始浓度为0.01 mol/L时,其对Pb~(2+)的饱和吸附容量为247.8 mg/g,且吸附过程更适合用Langmuir等温吸附模型描述。热力学研究发现,P(AA-SSS-DMAPS)/MMT复合材料对Pb~(2+)的吸附过程的ΔG0,说明吸附过程可自发进行。