SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料的结构及吸波性能

本文在SiO2/M(M=Fe,Co,i)复合气凝胶骨架上采用气相催化裂解乙炔的方法合成出SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料,用扫描电镜、比表面分析仪、激光导热仪等对材料的结构和物理性能进行了表征,并初步测试了其电磁吸波性能.结果表明,在SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料中,碳元素一般以纤维形式均匀分布于气凝胶骨架中,该材料具有低密度,低热导率().05～0.2W/mk),在2mm厚度,8-18GHz的范围内有一定的吸波性能,且吸波性能随频率升高而增加.     

SiO2／C／M气凝胶纳米复合材料的结构及吸波性能

本文在SiO2/M(M=Fe,Co,i)复合凝胶骨架上采用气相催化裂解乙炔的方法合成出SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料,用扫描电镜,比表面分析仪、激光导热仪等对材料的结构和物理性能进行了表征,并初步测试了其电磁吸波性能,结果表明,在SiO2/C/M气凝胶纳米复合材料中,碳元素一般以纤维形式均匀分布于气凝胶骨架中,该材料具有低密度,低热导率（）0．5－0．2W／mk),在2mm厚度,8－18GHz的范围内有一定的吸波性能,且吸波性能随频率升高而增加。     

Cu/SiO2纳米复合气凝胶的制备与表征

采用含铜硅酸乙酯(CuTEOS)进行溶胶-凝胶反应来制备高Cu含量的Cu/SiO2纳米复合气凝胶,复合气凝胶中的Cu含量可在小于66%(质量分数)的范围内调节.研究了水量、催化剂浓度、溶剂量及含铜硅酸乙酯的组成对溶胶-凝胶过程的影响.本研究中Cu/SiO2纳米复合气凝胶中粒子粒径大部分小于25nm,其孔径小于50nm,比表面积在400～650m2/g范围内.     

SiO2气凝胶/壳聚糖复合药物载体材料的制备和表征

采用常压干燥法制备了SiO2气凝胶,所得气凝胶为介孔结构,比表面积618.8m2/g,孔径分布5～20nm.以SiO2气凝胶为原料,通过静电吸附法制备了SiO2气凝胶/壳聚糖复合药物载体材料,采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)等对复合材料的结构形貌进行了分析,研究了复合材料对硫酸庆大霉素药物的担载和释放性能.结果表明,所得SiO2气凝胶/壳聚糖复合材料为多孔网络结构,其中,由450℃处理的SiO2气凝胶制得的气凝胶/壳聚糖复合材料对硫酸庆大霉素具有较好的药物担载和缓释性能.     

CuO(CoO,MnO)/SiO_2纳米复合气凝胶催化剂载体的溶胶-凝胶法制备与表征

以正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)、乙酸铜、乙酸钴、乙酸锰为原料,采用溶胶-凝胶法、常压干燥制备了CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶.分析了过渡金属氧化物MO与Sio2的质量比、温度和pH值对凝胶形成的影响.采用场致发射扫描电镜(FE-SEM)、BET、傅里叶变换红外分析(FTIR)、热重-差热分析(TG-DTA)、电子散射能谱分析(EDS)和化学分析等对CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶的微观结构和组成进行了研究.结果表明,纳米复合气凝胶的颗粒约在20～100nm,比表面积为344～733m2/g,孔径范围为2～22nm,而且过渡金属Cu、Co和Mn能够与氧形成部分一O-M-O-桥键连接,并与Si通过化学键形成三维网络结构;纳米复合气凝胶试样中的多元过渡金属氧化物含量可控制在3%～75%(质量分数).这种结构和组成既有利于提高催化剂负载量,又可充分发挥过渡金属氧化物的助催化作用.     

PET/SiO2纳米复合材料的非等温结晶动力学

为了研究溶胶-凝胶原位聚合法合成的PET/SiO2纳米复合材料的结晶性能,用Avrami法和莫志深法对该复合材料进行了非等温结晶动力学研究。通过研究,得出以下结论:SiO2纳米粒子对基体PET具有异相成核作用,使PET的结晶温度明显升高,SiO2纳米粒子的加入使PET的结晶速率提高;SiO2粒子改变了PET基体的成核机理和生长方式;PET/SiO2纳米复合材料非等温结晶行为适合莫志深法。     

纳米SnO_2/SiO_2复合材料的制备及其对H_2气敏性研究

采用锡粒氧化法合成纳米二氧化锡(SnO2),并以KH-550为改性剂,对纳米二氧化锡进行表面化学修饰,制得SnO2/SiO2复合材料,研究了不同条件下制得的SnO2/SiO2复合材料对H2的气敏性能。实验结果表明较佳的SnO2/SiO2复合材料制备工艺条件为:室温条件下,改性剂与纳米二氧化锡质量百分比为9%,在甲苯溶剂中反应3h。制备的SnO2/SiO2复合材料对1000ppm H2的气体灵敏度为37.506。     

预测纤维增强气凝胶复合材料热导率的研究进展

SiO2气凝胶复合材料具有纳米尺度结构和极低热导率,作为隔热保温材料在航天航空、建筑和其他工业领域具有重要的科学和应用价值。根据纤维在气凝胶基体中的不同分布方式,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的气固耦合热导率的研究进展;基于纤维和气凝胶的消光系数的不同计算方法,概述了预测 SiO2气凝胶复合材料的辐射热导率的研究进展。并提出了纤维增强气凝胶复合材料体系存在的跨尺度、多物相、分级及相互耦合等仍需进一步解决的难题,结合最新发展的格子 Boltzmann 方法(LBM),指出了预测 SiO2气凝胶复合材料等效热导率的可能发展方向。     

溶胶-凝胶法制备环氧树脂/纳米SiO2复合材料中纳米粒子的分散性研究

用溶胶-凝胶法制备环氧树脂/纳米SiO2复合材料,研究了在脱除溶剂以及反应副产物过程中温度、表面改性剂对纳米SiO2粒子的分散性、固化后样品力学性能的影响.研究表明:纳米SiO2的引入对环氧树脂的力学性能有一定的提高;随着体系溶剂脱除温度的升高纳米粒子的团聚明显;加入表面改性剂能够阻止纳米粒子的团聚,硅烷偶联剂KH550比表面活性PEG剂能够更好地阻止纳米粒子的团聚;但是表面活性剂PEG的加入会使纳米复合材料的力学性能有一定程度的下降.     

有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合材料性能的影响

同步采用无皂乳液聚合法和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料,通过TEM、力学性能、DSC、TG和XRD等检测手段研究了不同有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响.结果表明,分别采用3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)制备的纳米复合材料,力学性能随其用量的增加而同步增强增韧;TEM结果表明,采用MEMO和VTMO制备的聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料中的纳米SiO2的粒径约20nm,且分布均匀;热性能结果表明,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备的纳米复合材料的玻璃化温度(-8.1℃)和热裂解温度(350℃)最高;XRD结果表明,有机硅烷偶联剂的加入降低了纳米复合材料的结晶度.     

Ni and Cu incorporated mesoporous nanocomposite catalytic materials

Nickel and copper incorporated MCM-41-like mesoporous nanocomposite materials prepared by the direct hydrothermal synthesis and the impregnation procedures showed highly attractive pore structure and surface area results for catalytic applications. The XRD patterns showed that characteristic MCM-41 structure was preserved for the materials synthesized following an impregnation procedure before the calcination step. The surface area of the Cu impregnated material with a quite high Cu/Si atomic ratio (0.19) was 631 m2/g. Very narrow pore size distributions with an average pore diameter of about 2.7 nm were obtained as a result of plugging of some of the smaller pores by Cu nanoballs. For lower metal to Si ratios (for instance for Ni/Si = 0.06) much higher surface area values (1130 m2/g) were obtained. In the case of nanocomposite materials synthesized by the direct hydrothermal route, MCM-41 structure was not destroyed for samples containing metal to Si atomic ratios as high as 0.12. In the case of materials containing Cu/Si and Ni/Si ratios over 0.2 wider pore size distributions and some decrease of surface area were observed.     

The catalytic oxidation of aromatic hydrocarbons over supported metal oxide

The catalytic activity of metals (Cu, Mn, Fe, V, Mo, Co, Ni, Zn)/gamma-Al2O3 was investigated to bring about the complete oxidation of benzene, toluene and xylene (BTX). Among them, Cu/gamma-Al2O3 was found to be the most promising catalyst based on activity. X-ray diffraction (XRD), Brunauer Emmett Teller method (BET), electron probe X-ray micro analysis (EPMA) and temperature programmed reduction (TPR) by H2 were used to characterize a series of supported copper catalysts. Increasing the calcination temperature resulted in decreasing the specific surface areas of catalysts and, subsequently, the catalytic activity. Copper loadings on gamma-Al2O3 had a great effect on catalytic activity, and 5 wt.% Cu/gamma-Al2O3 catalyst was observed to be the most active, which might be contributed to the well-dispersed copper surface phase. Using TiO2 (anatase), TiO2 (rutile), SiO2 (I) and SiO2 (II) as support instead of gamma-Al2O3, the activity sequence of 5 wt.% Cu with respect to the support was gamma-Al2O3 > TiO2 (rutile) > TiO2 (anatase)>SiO2 (I) > SiO2 (II), and this appeared to be correlated with the distribution of copper on support rather than with the specific surface area of the catalyst. The smaller particle size of copper, due to its high dispersion on support, had a positive effect on catalytic activity. The activity of 5 wt.% Cu/gamma-Al2O3 with respect to the VOC molecule was observed to follow this sequence: toluene > xylene > benzene. Increasing the reactant concentration exerted an inhibiting effect on the catalytic activity.     

SiO2/聚合物纳米复合乳液的合成研究进展

从合成SiO2/聚合物纳米复合乳液的常用SiO2原料、合成机理和制备方法等方面综述了国内外最新的研究进展,最后介绍了SiO2/聚合物纳米复合乳液在涂料、粘接剂、塑料改性等领域的应用,并对今后的研究重点和发展方向作了展望。     

热处理温度对纳米 CoFe 2O 4/ SiO 2复合材料结构和磁性的影响

采用溶胶2凝胶法制备了纳米 Co Fe 2O 4/ SiO 2复合材料。利用 X射线衍射(XRD) 、 透射电镜( TEM) 、 振动样品磁强计(VSM)和 Mssbauer 效应研究了纳米复合材料结构、 晶粒尺寸及磁性。结果表明 , 样品中 Co Fe 2O 4的晶粒尺寸随着热处理温度的提高而增加 , 非晶态 SiO 2的存在有效地抑制了 Co Fe 2O 4晶粒的生长。VSM结果表明 , 样品的比饱和磁化强度和矫顽力随 Co Fe 2O 4晶粒尺寸的增加而变大。Mssbauer 效应结果表明 , 随着热处理温度的提高 , 样品从超顺磁和磁有序的混合状态转变为完全的磁有序状态。     

Poly(vinyl alcohol)/silica nanocomposites: morphology and thermal degradation kinetics

The morphology of self-assembled poly(vinyl alcohol)/silica (PVA/SiO2) nanocomposites is investigated with atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). It is found that the SiO2 nanoparticles are homogenously distributed throughout the PVA matrix in a form of spherical nano-cluster. The average size of the SiO2 clusters is below 50 nm at the low contents (SiO2 < or =5 5 wt%), while particle aggregations are clearly observed and their average size markedly increases to 110 nm when 10 wt% SiO2 is loaded. The thermogravimetric analysis (TGA) shows that the nanocomposite significantly outperforms the pure PVA in the thermal resistance. By using a multi-heating-rate method, the thermal degradation kinetics of the nanocomposite with a SiO2 content of 5 wt% is compared to the PVA host. The reaction activation energy (E) of the nanocomposite, similar to the pure PVA, is divided into two main stages corresponding to two degradation steps. However, at a given degradation temperature, the nanocomposite presents much lower reaction velocity constants (k), while its E is 20 kJ/mol higher than that of the PVA host.     

偶联剂对PI/SiO2 纳米复合材料形态结构及性能的影响——Ι

用溶胶2凝胶法成功地合成了PI/SiO₂ 纳米复合材料, 并用紫外-可见光谱、红外光谱、扫描电子显微镜等手段对硅烷偶联剂对其微观形态结构以及密度、溶解性等性能的影响进行了研究。研究结果表明, 偶联剂的加入对两相间起到很好的增容作用, 使得二氧化硅无机粒子的粒径大大减小, 分散更加均匀, 在宏观上表现为透明性提高, 所得P I/SiO₂ 纳米复合材料的溶解性有明显改善, 而且随偶联剂加入量的增加, 效果更加显著。另外, PI/SiO₂ 纳米复合材料的密度也随偶联剂量的增加而增大。     

超临界流体干燥法制备TiO2/ Fe2O3 和TiO2/ Fe2O3/ SiO2 复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl₄ 、Fe (NO₃ )₃·9H₂O 和Na₂SiO₃19H₂O 为原料, 采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO₂/ Fe₂O₃ 和TiO₂/ Fe₂O₃/ SiO₂ 复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明, 纳米TiO₂/ Fe₂O₃ 复合粒子与单组分TiO₂ 比较, 复合粒子光催化活性高于单组分的TiO₂, 6h 苯酚降解率高达95.9 %。SiO₂ 的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变, 增强TiO₂ 纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe₂O₃ 最佳掺入量为0.06 %, SiO₂ 最佳掺入量为10 %(摩尔分数) 。并用XRD、TEM 和FTIR 等手段进行了表征。TiO₂ 以锐钛矿型形式存在, SiO₂ 以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO₂/ Fe₂O₃ 复合光催化剂, 得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。     

二氧化硅/聚合物纳米复合材料的研究进展

目的总结二氧化硅(SiO2)/聚合物纳米复合材料的制备方法以及应用等最新研究进展。方法分别从物理法、化学法两大类对国内外SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法优缺点进行阐述总结,并结合SiO2的特点对其应用现状进行详细描述。结果两大方法中,化学法所制备的SiO2/聚合物纳米复合材料分散性好、功能多样、性能高,是目前制备SiO2/聚合物纳米复合材料的最常用方法。SiO2/聚合物纳米复合材料在多功能涂料涂层以及生物医学和环境等领域具有重要应用。结论SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法日趋完善,但在其制备过程中依然存在部分问题尚未解决;对SiO2颗粒进行化学接枝和表面改性,改善其在聚合物材料中的分散,可以进一步改善和拓宽SiO2/聚合物纳米复合材料的应用范围,这也是未来SiO2研究的重要发展方向之一。     

Thermal degradation kinetics and morphology of natural rubber/silica nanocomposites

A novel natural rubber/silica (NR/SiO2) nanocomposite with a SiO2 loading of 4 wt% is developed by incorporating latex compounding with self-assembly techniques. The SiO2 nanoparticles are homogenously distributed throughout the NR matrix as spherical nano-clusters with an average size of 75 nm. In comparison with the host NR, the thermal resistance of the nanocomposite is significantly improved. The degradation temperatures (T), reaction activation energy (E), and reaction order (n) of the nanocomposite are markedly higher than those of the pure NR, due to significant retardant effect of the SiO2 nanoparticles.