微弧氧化表面的溶胶-凝胶涂料封孔及其耐腐蚀性研究

使用紫外光辅助溶胶 -凝胶的光化学工艺,在微弧氧化的铝合金纤维表面涂敷一层封孔层,封孔层能够有效地将多孔的微弧氧化膜封闭,显著提高铝合金纤维的耐腐蚀性能。对微弧氧化后和封孔后的铝合金纤维进行电化学分析,结果显示,封孔后铝合金纤维的腐蚀电位从 -0.651 V正移至 -0.368V。腐蚀电流密度 Icorr从 6.02×10^-6 A/cm²降低到 9.58×10^-10 A/cm²,极化电阻 R_p从 5.4×10³ Ω·cm²增加到 4.5× 10⁴Ω·cm²,紫外光处理过的封孔膜层的腐蚀速率显著降低,铝合金纤维的耐腐蚀性能显著提高。     

ZrO2/SiO2催化乙醇乙醛制备1,3-丁二烯

采用干混法、浸渍法、溶胶凝胶法3种制备方法制备ZrO₂/SiO₂,在固定床微型反应器中进行催化剂的活性评价。通过溶胶凝胶法制备的ZrO₂/SiO₂对丁二烯选择性最高,达到64.77%。采用氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段对催化剂表面酸性以及表面结构进行了表征,结果表明锆在二氧化硅表面均匀分布有利于乙醇乙醛转化率以及对1,3-丁二烯选择性的提高,同时1,3-丁二烯的生成需要合适的酸性位。以溶胶凝胶法制备的ZrO₂/SiO₂为催化剂,对其制备条件进行了优化,得出最佳制备条件为焙烧温度650℃、硝酸浓度2mol/L、混合温度30℃。     

硅烷/纳米CeO2·ZrO2复合膜层的制备及其性能研究

针对低温多效海水淡化过程中金属换热管路的腐蚀问题,采用硅烷（APS）、纳米氧化锆（Zr O₂）及纳米氧化铈（Ce O₂）在铝合金表面制备硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层,研究其抑制金属腐蚀的效果。结果表明,当纳米Zr O₂、纳米Ce O₂添加浓度为50 mg/L时,复合膜层的综合性能较好;通过动电位极化法和电化学阻抗法探究了复合膜层在不同温度下的耐蚀性能,结果表明硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的防护效果较单一硅烷膜层有明显提升。随着溶液温度的升高,硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的耐蚀性能降低较少,纳米Zr O₂、纳米Ce O₂的协同作用使得硅烷膜更能适应高温高盐环境。     

ZrO2制备方法研究进展

以ZrO₂为活性组分或载体的催化剂,在酚类定向催化转化中具有较高的研究价值。总结了ZrO₂的各种制备方法,包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、表面活性剂辅助法、静电纺丝法、热解法、多元醇还原法、反相微乳法和超临界合成法等。阐述了各种方法的反应原理,详细比较了不同制备方法的优劣,并具体分析了制备方法对催化剂结构及性能的影响。     

溶胶中Ti和Si物质的量比对TiO2-SiO2涂膜耐腐蚀性的影响

为提升20^#钢板的耐腐蚀性，采用溶胶凝胶法在20#钢板表面制备了TiO₂-SiO₂涂膜，研究了溶胶中Ti与Si物质的量比对涂膜制备及其耐腐蚀性的影响规律。通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜观察涂膜的表面微观结构，通过X射线衍射表征涂膜的晶体结构，采用能谱仪测定涂膜表面化学成分，通过紫外-可见吸收光谱表征涂膜对亚甲基蓝的降解作用等。结果表明：溶胶中Ti与Si物质的量比对20^#钢板表面润湿性、有机物降解性和耐腐蚀性的影响很大。随着TiO₂-SiO₂涂膜中SiO₂成分的增加，材料由亲水性向疏水性转变，同时其耐腐蚀性提升，当溶胶中Ti与Si物质的量比为1∶1时，制备的TiO₂-SiO₂涂膜拥有最优的耐腐蚀能力，经95℃的3.5%NaCl溶液浸泡48 h后，涂覆有TiO₂-SiO₂膜层的20#钢样品未被腐蚀，几乎保持浸泡前的形貌。     

多级孔ZrO2/TiO2/ZSM-5分子筛的合成及吸附-光催化协同性能

以碱酸改后的凹凸棒土为硅源,利用溶胶-凝胶法将 TiO₂和 ZrO₂负载于一步水热合成的多级孔 ZSM-5 分子筛表面,形成多级孔 ZrO₂/TiO₂/ZSM-5 分子筛。通过 XRD、SEM 和 N₂吸附-脱附仪等手段对样品进行表征,研究 TiO₂和 ZrO₂掺杂对多级孔 ZSM-5骨架结构、形貌及孔道的影响,并对亚甲基蓝溶液进行实验,探究其吸附-光催化协同性能。结果表明：ZrO₂负载促进了锐钛矿 TiO₂的形成,同时利用分子筛的多级孔道和比表面积提高了底物富集能力。当反应进行 20 min时,TiO₂掺杂量为 10% 的 TiO₂/ZSM-5 分子筛光催化降解效率达 73%;进一步掺杂 ZrO₂,ZrO₂/TiO₂/ZSM-5 分子筛光催化反应效率提高至 96.2%,说明 ZrO...     

纳米La2O3颗粒对建筑铝合金表面阳极氧化膜性能的影响

以建筑行业常用的6463铝合金作为基材进行阳极氧化，通过共沉积技术使纳米La₂O₃颗粒掺杂在阳极氧化膜中，进一步提高其耐蚀性。研究了纳米La₂O₃颗粒添加浓度对阳极氧化膜的形貌、孔隙率、成分、表面润湿性和耐蚀性的影响。结果表明：不加纳米La₂O₃颗粒时，阳极氧化膜不致密且孔隙率较高，表面呈亲水性，耐蚀性相对较差。适量的纳米La₂O₃颗粒参与成膜过程，使阳极氧化膜的致密性逐步提高，孔隙率降低且成分发生变化，表面由亲水性转变为疏水性，耐蚀性明显提高。当纳米La₂O₃颗粒浓度为2.2 g/L时，阳极氧化膜的孔隙率仅为14.2%,La₂O₃颗粒含量接近2.60%，表面致密且呈良好的疏水性，其腐蚀电流密度较6463铝合金降低了接近两个数量级，腐蚀失重仅为1.39 g/m²，可以为6463铝合金提供更好的防护作用。     

PVDF/TiO2@MoS2纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO₂@MoS₂微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO₂@MoS₂纤维复合膜。结果表明MoS₂的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。     

聚苯胺-TiO2复合膜对316L不锈钢耐蚀性能的影响

以苯胺单体和纳米TiO₂胶体溶液为电解液,采用电化学聚合法在316L不锈钢表面合成了聚苯胺(PANI)膜和PANI-TiO₂复合膜,并利用扫描电镜、X射线衍射等检测手段对PANI-TiO₂复合膜的316L不锈钢表面进行了表征,用循环伏安法和动电位极化曲线研究不同pH值下苯胺聚合的效果及不同TiO₂含量对316L不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明,在pH为2.5的条件下,聚苯胺的聚合效果最好;相比于单一聚苯胺膜,PANI-TiO₂复合膜对316L不锈钢具有更好的保护性能。当TiO₂添加量为1.5 g时,制备的复合膜对提高316L不锈钢的耐蚀性效果最佳,其腐蚀电位为-0.55 V。     

AZ91D镁合金复合膜层的制备及其性能研究

AZ91D镁合金试样经微弧氧化处理后,采用溶胶涂覆的方法在其表面附着硅溶胶,制备出复合膜层。通过扫描电镜、X射线衍射、能谱分析及电化学测试等手段,研究了微弧氧化膜与复合膜层的性能。结果表明:经硅溶胶封孔处理后的复合膜层的致密性有了显著的提高,氧化孔径变小;复合膜层的自腐蚀电流比微弧氧化膜的降低了一个数量级,耐蚀性提高;复合膜层中Si元素的含量比微弧氧化膜的高,说明复合膜层中SiO_2胶粒能渗透到微孔中。     

镁合金微弧氧化和溶胶-凝胶复合陶瓷膜的制备及性能研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,研究利用硅酸盐-磷酸盐电解液体在镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层,然后在微弧氧化陶瓷膜层上通过溶胶-凝胶法制备复合膜层,并采用SEM、XRD等方法分析了复合膜层的组成和结构。结果表明,复合陶瓷膜层具备双层结构,主要由含晶态Mg2SiO4和MgO的微弧氧化层和TiO2凝胶层组成。电化学测试表明,复合陶瓷膜层相对于镁合金基体,腐蚀电流密度下降了2个数量级,耐蚀性大大提高。     

改进的颗粒溶胶工艺制备高性能ZrO2-TiO2复合纳滤膜

以水为溶剂,采用改进的颗粒溶胶工艺,通过溶胶制备参数的调控优化,制备得到平均粒径为3 nm的ZrO₂-TiO₂复合颗粒溶胶。采用浸浆法,在平均孔径为5 nm的管式α-Al₂O₃底膜上,经过一次涂膜制备得到完整无缺陷的ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜。ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜的平均膜厚约为200 nm,纯水渗透率约为23 L·m^-2·h^-1·(0.1 MPa)^-1,对PEG的截留分子量为600。在pH 3,压力0.9 MPa的条件下,该膜对低浓度的Co²⁺、Sr²⁺、Cs⁺的截留率分别达到99.6 %、99.2 %和75.5 %。     

稀土盐Er(NO3)3掺杂对纯镁微弧氧化膜层耐磨性的影响

针对纯镁耐磨性较差这一问题,通过微弧氧化(MAO)技术在Na₂SiO₃-C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈电解液中对纯镁进行表面改性处理,旨在提高镁的耐磨性。在电解液中添加不同量的稀土盐Er(NO₃)₃,研究Er(NO₃)₃添加量对纯镁微弧氧化膜层的相组成、微观结构、显微硬度、临界载荷以及摩擦系数的影响。结果表明,电解液中未添加Er(NO₃)₃时,膜层中主要有Mg、MgO、Mg₂SiO₃和MgF₂相;电解液中添加Er(NO₃)₃后,膜层中检测到Er₂O₃相。电解液中添加稀土盐Er(NO₃)₃后,膜层表面的孔洞直径减小,...     

CaO/Y2O3共稳ZrO2复相陶瓷显微结构和力学性能研究

采用传统固相法制备了不同CaO和不同Y₂O₃掺杂量的ZrO₂复相陶瓷。借助XRD、SEM、EDS、维氏硬度计等测试手段研究了复相陶瓷的显微结构及力学性能。结果表明CaO/Y₂O₃共稳ZrO₂复相陶瓷的显微结构中共有大、中、小三种不同尺寸的ZrO₂晶粒。CaO的掺入在细化晶粒的同时可以降低中型t-ZrO₂晶粒内Y稳定剂含量,提高t-ZrO₂相变量;Y₂O₃能降低基体中m-ZrO₂的体积分数。当Y₂O₃掺入量为1.8 mol%,CaO掺入量为2 mol%时,获得了最高的断裂韧性(5.4±0.2 MPa·m^1/2);当Y₂O₃掺入量为2.5 mol%,CaO掺入量为1 mol%和2 mol%时,分别获得了最高的抗弯强度(78...     

Pd-CeO2/SiC催化剂的制备及其在CO和C3H6氧化反应中的催化性能

分别以蔗糖和硅酸钠为碳源和硅源,硫酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法和碳热还原法合成SiC;以其为载体,Pd为活性组分,CeO₂为助剂,采用浸渍法制备Pd-CeO₂/SiC催化剂。考察催化剂制备方法、助剂CeO₂添加量和还原温度等对催化剂在CO和C₃H₆氧化反应中活性的影响。结果表明, 采用分步浸渍法制备的催化剂具有较高活性, CeO₂添加质量分数2%时制备的0.5%Pd-2%CeO₂/SiC催化剂经200 ℃预还原后,对CO和C₃H₆氧的最低完全转化温度分别为210 ℃和215 ℃,CeO₂助剂可显著提高金属Pd在催化剂表面分散度,与Pd产生相互作用,使Pd还原峰向低温移动,提高了催化剂活性。     

制备方法对Co-Pd/TiO2催化剂催化CH4-CO2梯阶转化的影响

以钴、钯为活性金属, 分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法制备了Co-Pd/TiO₂催化剂, 考察了不同制备方法制备的Co-Pd/TiO₂催化剂对CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物的影响。利用XRD、XPS和N₂-吸附-脱附对催化剂进行了表征。结果表明:两种方法制备的催化剂反应前与反应后表面织构都存在较大变化, 且催化剂中均存在CoTiO₃物种, 这是活性金属Co与载体TiO₂之间发生强相互作用, CO²⁺替代TiO₂晶格中的Ti⁴⁺的结果;CoO和金属Pd可能是该反应的活性中心;反应前与反应后溶胶-凝胶法制备的催化剂的表面Co含量均低于浸渍法制备的催化剂, 而表面Pd含量则均高于浸渍法制备的催化剂, 且溶胶-凝胶法制备的催化剂各种产物的生成速率均高于浸渍法制备的催化剂, 因此, 与浸渍法制备的催化剂相比, 溶胶-凝胶法制备的催化剂具有更好的催化活性。     

化学镀镍层封孔新工艺的研究

利用溶胶-凝胶法在化学镀镍层表面制备出TiO2、TiO2、-SiO2膜，研究了热处理温度和涂覆次数对涂层表面成分及其耐蚀性、抗氧化性和耐磨性的影响，结果表明，经四次涂覆后，TiO2、TiO2-SiO2溶胶-凝膜层具有很好的耐蚀性和抗高温氧化性，少量钼、铬元素的加入可提高TiO2溶胶-凝胶膜的耐磨性。     

溶胶—凝胶法制备TiO2薄膜的工艺研究

以钛酸四丁酯为原料，乙醇为溶剂，采用溶胶—凝胶法制备TiO₂薄膜，利用旋转粘度计、光学显微镜和扫描电子显微镜研究了浓度、加水量、TiO₂溶胶黏度、水解抑制剂种类及用量对镀膜效果的影响。在此基础上，采用浸渍—提拉法经过三次镀膜在载玻片上成功制备出均匀、致密的TiO₂薄膜。     

铝微弧氧化膜层中α-Al2O3相调控机制及表面形貌演变

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度仪对1060纯铝微弧氧化膜的表面形貌、物相构成和显微硬度进行分析,研究了不同电流密度下氧化膜中α-Al₂O₃相的形成及其表面组织结构的演变规律。结果表明,随着电流密度由2.5 A/dm²增大至20 A/dm²,α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃在膜层中的X射线衍射特征峰强度逐渐上升,α-Al₂O₃相对于γ-Al₂O₃的质量分数呈上升趋势,氧化膜表面孔径增大,孔洞先增多后减少,熔融堆积物增多,裂纹横向生长加快。当电流密度为20 A/dm²时,α-Al₂O₃相的生成速率比γ-Al₂O₃相的生成速率高,α-Al₂O₃的结晶程度较好...     

TiO2薄膜的制备、改性及光催化性能的研究

以铝片为基底,采用阳极氧化法制备氧化铝薄膜作为TiO₂的固定载体。用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶,通过在氧化铝薄膜载体上浸渍提拉得到TiO₂膜。通过交流电沉积的方法对其掺杂贵金属改性,得到M/TiO₂复合膜。利用紫外-可见光谱法对复合膜进行表征。实验结果表明,利用Al₂O₃可以很好的负载TiO₂溶胶,500 ℃焙烧有利于形成催化能力较好的锐钛矿型TiO₂,掺杂贵金属Ag和Au的TiO₂试样对甲基橙的光催化效果明显优于未掺杂金属的TiO₂试样。