纳米多孔二氧化硅薄膜的制备与表征

以正硅酸乙酯为原料,采用酸/碱两步溶胶 凝胶法、结合匀胶和超临界干燥等工艺在硅片上成功制备了纳米多孔二氧化硅薄膜。适合匀胶的二氧化硅溶胶的粘度范围为 9~15mPa·s;多孔二氧化硅薄膜表面均匀平整,其厚度为400~1000nm;折射率为1.09~1.24;介电常数为1.5~2.5。该多孔二氧化硅薄膜具有三维网络结构,二氧化硅微粒直径为10~20nm。     

表面疏水纳米碳酸钙制备及表征

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、3-巯丙基三乙氧基硅烷（MPTES）、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）3种硅烷偶联剂,对纳米碳酸钙进行表面改性,制备了具有表面疏水性能的纳米碳酸钙。采用红外光谱仪器与接触角测定仪对玫性前后的纳米碳酸钙进行了表征与比较,结果表明：硅烷偶联剂能成功连接到纳米碳酸钙表面;3种硅烷改性剂中,KH570改性后的接触角最大,改性效果最好;表面疏水改性有助于提高纳米碳酸钙在亲油相和在有机相中的分散性能。     

基于纳米Si02的透明疏水表面制备与抑霜性能研究

在自然对流条件下对竖直放置的透明超疏水表面和无修饰玻璃表面可视化结霜研究.结果表明,纳米二氧化硅在表面形成了几百纳米的纳米聚集团,使得表面凹凸不平,这种结构与荷叶表面的均有类似的微纳粗糙结构,制备出的表面最大接触角为153.1°,表面具有超疏水特性;在不同粒径下研究发现随着纳米二氧化硅粒径的降低其接触角是逐渐增大的;涂...     

纳米多孔二氧化硅薄膜的制备及性能

以N(C_8H_(15))_4~+OH~-为催化剂,用正硅酸乙脂(TEOS)溶胶-凝胶工艺制备出纳米多孔二氧化硅薄膜。体系的H_2O/TEOS>25,强碱催化使二氧化硅的溶解度增大并使二氧化硅胶粒带负电荷,抑制了二氧化硅的聚合。丙三醇与TEOS的水解中间体Si(OC_2H_5)_4-x(OH)_x及二氧化硅胶粒Si_xO_y(OH)_z~(+n)表面Si-OH形成氢键,抑制了二氧化硅的聚沉。聚乙烯醇(PVA)使粒状二氧化硅溶胶具有网状结构,易于成膜。薄膜由致密结构转化为均匀纳米多孔结构是构成薄膜的二氧化硅胶粒在热处理时聚集和塑性形变的结果。多孔二氧化硅薄膜的折射率为1.27～1.42,介电常数为1.578～2.016,热导率为0.2W/(m·K)。     

钴/SiO2纳米复合气凝胶的制备及表征

采用含钴硅酸乙酯为原料,通过溶胶－凝胶过程首次制备了高钴含量的比表面积为380-935m^2/g的钴／SiO2纳米复合气凝胶,并研究了其形貌、胶粒粒径及其分布和孔隙分布。     

纳米二氧化硅的制备及表征

以水玻璃为原料,采用微乳液法和正丁醇共沸蒸馏法制备纳米级二氧化硅粉体.并通过扫描电镜,红外光谱分析,X射线衍射等手段对制备的纳米二氧化硅进行了表征.     

SiO2包覆纳米SiC的制备及表征

采用正硅酸乙酯水解法在SiC表面包覆SiO2,并通过实验探讨了TEOS用量、总体系CTEOS等因素对包覆效果影响。实验确定了制备包覆粒子的优化工艺条件：SiC／TEOS的最佳物质量比值为5：1,最佳总体系CTEOS为0．2mol／L。采用ZETA、IR、XRD等测试手段对SiO2改性的碳化硅粉体进行了表征。沉降实验表明：碳化硅表面改性后,在硅溶胶中浆料的稳定悬浮性提高。     

纳米二氧化硅的制备与表征

以碱性硅溶胶和无机酸为原料，以水和甲醇为反应介质，加入适宜的分散剂，反应体系在适宜的反应温度和pH值下反应一定时间，经过真空脱水干燥和超细筛分得到稳定的纳米二氧化硅粉体。该方法的最佳工艺条件是：反应温度为50℃、pH=7.5～8．0、反应体系的浓度为10-20％、反应时间为45min。实验结果表明：制得纳米SiO2粉体的粒径为20～40nm，比表面积大、分散性好，纯度在99％以上。该方法工艺简单、实用性强，适宜工业化生产。     

苯甲酸改性纳米氧化锌的制备及表征

利用苯甲酸对纳米氧化锌进行表面改性,用亲油化度和吸水率表征改性效果,确定其最佳改性工艺为:苯甲酸质量分数为15%,改性温度为100~105℃,改性时间为2 h。通过X射线衍射、红外光谱、透射电镜、沉降实验和接触角测试,对改性前后的样品进行表征。结果表明,苯甲酸对纳米氧化锌的改性属于化学改性,苯甲酸的羧基与纳米氧化锌表面的羟基发生键合反应,从而改变了纳米氧化锌的性能;改性后的纳米氧化锌样品结晶度高,分散性好,疏水性明显提高。     

纳米二氧化硅的制备及应用

以Na2SiO3.9H2O为原料,浓H2SO4为酸试剂,采用化学沉淀法制备纳米二氧化硅,讨论Na2SiO3浓度、搅拌速度、pH值、分散剂Na2SO4和表面活性剂聚乙二醇等因素对产物特性的影响,并用红外光谱、透射电镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段对二氧化硅纳米颗粒进行结构和形貌表征。利用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯-纳米二氧化硅复合材料,研究纳米二氧化硅颗粒对聚甲基丙烯酸甲酯材料力学性能的增强作用以及透光度的影响。结果表明:二氧化硅纳米粒子呈球形,粒径在50~100 nm范围内、分布均匀、呈无定形;填充纳米二氧化硅的复合材料的冲击强度和弯曲强度明显提高。     

憎水二氧化硅膜的制备、表征及水热稳定性研究

用甲基三乙氧基硅烷(MTES)代替部分正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱物,通过共水解缩聚反应可制得甲基修饰的二氧化硅膜.通过TGA、FTIR以及气体渗透等测试手段对甲基修饰的SiO₂膜进行研究,发现随着MTES/TEOS摩尔比例的增大,二氧化硅膜的憎水性能逐渐增强,当MTES/TEOS达到0.8时,二氧化硅膜的孔表面几乎不再吸附水气.氢气在MTES/TEOS为1的支撑体二氧化硅膜的输运受温度的控制,200℃时H₂的渗透率达到6.0×10^-7mol·m^-2.Pa^-1·s^-1,H₂/CO₂分离系数达到6.0,于200℃以及水蒸气压力为3564Pa的环境中陈化近110h后H2渗透率基本保持不变,H₂/CO₂分离系数有所增大,说明经过甲基修饰的二氧化硅膜比纯二氧化硅膜具有更好的水热稳定性.     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

疏水型介孔氧化硅薄膜的制备与研究

报道了一种新型疏水型介孔氧化硅薄膜的制备方法.用红外光谱、小角XRD、原子力显微镜对样品进行了表征,并采用椭偏仪和阻抗分析仪测量薄膜的折射率和介电常数.该薄膜具有很低的介电常数和较好的机械强度,是一种可用于微电子工业、极富应用前景的低介电常数材料.     

疏水SiO2气凝胶的制备研究

采用正硅酸四乙酯、去离子水为原料,甲基三乙氧基硅烷为改性剂,乙醇为溶剂,氨水为催化剂,通过原位聚合法结合超临界干燥工艺制备出接触角为165°的疏水型SiO2气凝胶.根据乙醇用量、水用量和pH值对凝胶时间和气凝胶密度的影响关系,确定最佳工艺条件为:TEOS:H2O;EtOH摩尔比为1:4:16,pH为8.0.     

高流动性、强疏水性淀粉的制备及性能

采用干法改性处理技术对玉米淀粉进行改性处理,制备得到具有高流动性及强疏水性的玉米淀粉。通过活化指数、接触角、流动时间及休止角等指标,对改性前后玉米淀粉的流动性及疏水性进行评价。结果表明,经过改性处理,玉米淀粉由亲水性表面转变为强疏水性表面,并且改性后的玉米淀粉具有了良好的流动性。X射线衍射(XRD)测试结果表明,改性处理并没有改变玉米淀粉的结晶结构,只是改变玉米淀粉的表面性质。     

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。     

疏水性增透聚酯薄膜的制备及应用

以聚苯乙烯为大分子引发剂,丙烯酸聚硅氧烷酯为单体,通过原子转移自由基聚合制备苯乙烯-丙烯酸聚二甲基硅氧烷酯共聚物。将所得聚合物旋涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面,研究共聚物中不同硅氧烷含量对聚酯薄膜性能的影响。通过核磁共振和红外光谱表征了丙烯酸聚硅氧烷酯单体及与苯乙烯共聚产物的结构,结果表明实验成功制备出了苯乙烯共聚物;凝胶渗透色谱结果表明聚合物的相对分子质量与设计相对分子质量相接近,并且相对分子质量分布系数均小于1.4,说明反应具有一定可控性;紫外-可见光分光光度计结果表明聚合物的折射率随着嵌段聚合物中硅氧烷含量的降低而增加;通过场发射扫描电镜(FE-SEM)对改性前后的聚酯薄膜进行观察,结果显示聚酯薄膜表面形成了蜂窝状多孔结构,从而有效改善了薄膜的透光性。总体研究结果表明,随着共聚物中硅氧烷含量的增加,聚酯薄膜的水接触角和透光率均呈先增后减的趋势。当共聚物中硅氧烷含量为19.6%时,PS-PDMS嵌段共聚物折射率为1.38,涂覆在PET表面后薄膜透光率达到92.6%,水接触角为120°。     

有机改性硅溶胶及疏水膜的制备

以硅酸钠为原料,经水解制得了硅酸低聚体(PS),再以六甲基二硅氮烷(HMDS)与PS反应引入硅三甲基,制得了有机改性硅溶胶(PSH),并采用浸提法在玻璃上涂胶制备了疏水膜.本文采用FT-IR、1H-NMR和TG-DTA对硅溶胶进行了分析表征.研究结果表明:聚硅酸中羟基被硅三甲基取代,制得的PSH热稳定性较好,涂膜玻璃具有疏水性且疏水性随着HMDS投料量的增加而增强.     

复合纤维增强疏水SiO2气凝胶的制备及其性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,复合纤维为增强相,采用溶胶-凝胶法和常压干燥技术制备了纤维增强疏水SiO_2气凝胶复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪等手段对气凝胶的化学组成、形貌及结构等进行了分析,并且测量了样品的密度和抗折强度。结果表明:经常压干燥制备的SiO_2气凝胶复合材料加工成块性较好,密度在0.27g/cm~3左右,比表面积达到878.544m~2/g;随着复合纤维的掺入,凝胶填充了纤维之间的大部分微米空隙,并与纤维形成了比较密实的结构,复合材料的抗折强度提高到了1.53 MPa,使得材料有较好的韧性,适用于不规则形状的隔热。