无皂乳液聚合制备SiO_2/PMMA纳米复合胶体微球

采用半连续无皂乳液聚合方法在未经硅烷偶联剂改性的230 nm亲水性SiO2微球表面聚合甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层,制备以SiO2粒子为核、PMMA为壳层的复合胶体微球。研究微球表面形貌、组成、粒径变化规律,探索聚合反应的成核过程和PMMA进料流量对复合微球粒径的影响。结果表明,在未经硅烷偶联剂改性的纳米SiO2表面可形成稳定规整的PMMA壳层,SiO2/PMMA复合胶体微球球型度接近1.0,单分散性较好,多分散度指数(PDI)小于0.04。聚合反应受甲基丙烯酸甲酯(PMMA)单体含量控制,随着PMMA进料流量增加,乳胶粒子成核过程由均相成核过渡为胶束成核,复合微球粒径加速增大,多分散性增强,其粒径可通过调节PMMA进料流量控制。     

有序大孔二氧化硅微球的制备研究

采用乳液聚合法合成了单分散改性聚苯乙烯（PS）乳胶粒,利用PS乳胶粒自组装制得胶体晶体（“蛋白石”）微球,通过溶胶-凝胶模板法制备了有序大孔SiO2（“反蛋白石”）微球,通过SEM对改性PS乳胶粒、胶体晶体微球和有序大孔SiO2微球表面形貌进行了表征。结果表明,改性PS乳胶粒呈单分散性,粒径为317 nm;胶体晶体微球表面PS乳胶粒排列有序;有序大孔SiO2微球表面呈有序多孔,其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200 nm。     

油性介质中组装二氧化硅胶体晶体薄膜

报道厂一种由粒径大于700nm的SiO2微球组装胶体晶体薄膜的方法。以一种密度较大的疏水性有机物替代水或醇类为分散剂,通过对SiO2微球表面进行疏水性处理改善其在油性介质中的分散性,采用改进的垂直沉积法在油性分散剂中制备SiO2胶体晶体。用扫描电子显微镜、红外光谱仪和紫外－可见光谱仪对SiO2胶体晶体薄膜的形貌、结构和光学性能进行了观察测试。结果表明;较大密度的分散剂能有效降低SiO2微球的沉降速度,组装成直径在700～2000nm范围的SiO2微球的胶体晶体。获得的SiO2光子晶体具有长程有序结构,并在近红外区具有显著的光子频率带隙。     

疏水SiO2气凝胶的制备及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂,经老化、表面疏水改性,常压干燥制备了高比表面积疏水SiO2气凝胶.用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面及孔径分布仪、热重分析仪(TG-DSC)对其疏水特性及结构进行表征.结果表明:疏水SiO2气凝胶与水的接触角达145°,在空气中的热稳定温度为269 ℃;且比表面积达1035 m2/g,具有典型的气凝胶结构特征,孔径尺寸和密度分别达9.7 nm和0.129 g/cc,骨架颗粒尺寸小于30 nm.     

等温热压印法制备超疏水薄膜

以刷涂有疏水性SiO2微球的筛网作为模具,通过等温热压印的方法,在聚乙烯（PE）塑铝复合薄膜上制备出超疏水表面。对压印压力、筛网目数、SiO2微球直径等参数对制品表面微结构形貌和疏水性能的影响进行了研究。结果表明,该方法可以在PE塑铝复合薄膜表面构筑出具有良好疏水效果的二级复合微结构;在压力作用下,SiO2微球会与PE基体共混形成复合体系,使得SiO2微球与基体的连接更加稳定;增加热压印压力可以增大微米级结构的深度,但是过大的压力会导致SiO2微球被PE覆盖,合理的压印压力应在8~12 MPa之间;减小SiO2微球的粒径可以进一步提高接触角数值;制品对水的接触角达到150°,滚动角低至1°,达到了超疏水的标准。     

常压干燥法制备疏水性SiO2气凝胶

利用正硅酸乙酯做先躯体,盐酸与氨水做催化剂,通过二步法制备了二氧化硅气凝胶,并利用三甲基氯硅烷和正己烷做表面改性剂采用共沸法逐级对湿凝胶进行表面改性.测试分析了气凝胶的密度、表观、疏水性、比表面积、孔径分布和热稳定性.结果表明:气凝胶的物理特性及其疏水性受到三甲基氯硅烷与正己烷的体积比(ψ)的影响,其密度随着ψ增大而减小,当ψ=3%时,气凝胶的疏水性最好;所制得的SiO2在350℃仍具有良好的热稳定性,并且具有高比表面积(838.6 m2/g)和孔体积(2.10cm3/g).     

疏水性光子晶体薄膜的制备及性能研究

以一步乳液聚合法制备单分散的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)乳胶微球,通过控制表面活性剂十二烷基苯磺酸钠用量来调控乳胶微球粒径的大小,采用竖直沉积法将乳胶微球组装成光子晶体薄膜,继而用疏水改性剂对光子晶体薄膜表面进行改性。利用扫描电镜、紫外-可见分光光谱仪和接触角测量仪对样品进行了表征。结果表明:合成的乳胶微球的单分散性优异;不同带隙的光子晶体薄膜的颜色可实现全可见光的覆盖;疏水性光子晶体薄膜的疏水性能良好,其接触角在130°以上。     

SiO2-P(St-EMA)纳米微球的制备及在PP中的应用

采用多步乳液聚合法在纳米SiO2表面接枝苯乙烯(St)和甲基丙烯酸乙酯(EMA),制得具有核壳结构的SiO2-P(St- EMA)纳米微球,并通过熔融共混方法制备该微球和聚丙烯(PP)基复合材料,研究其力学性能和结晶性能.研究结果表明:SiO2-P(St-EMA)纳米微球具有以SiO2为核,P(St-EMA)为壳的核壳结构,可明显改善纳米SiO2的分散性;当SiO2-P(St-EMA)的填充量达到1％时,复合材料的拉伸强度和冲击强度就有明显的提高,并可在PP中起到异相成核作用,提高PP的结晶温度和熔融温度.     

PANI/SiO2-VTEO/SiO2疏水复合膜的制备及防腐蚀性能

以硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶凝胶法制备二氧化硅(SiO2)溶胶,并以乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)对其改性,得到改性SiO2溶胶(VTEO/SiO2);同时制备磷酸掺杂聚苯胺(PANI)接枝SiO2复合粒子(PANI/SiO2)。将改性溶胶和复合粒子均匀混合后在Q235钢表面制备了PANI/SiO2-VTEO/SiO2复合膜。利用红外光谱(FTIR)分析了改性SiO2溶胶和PANI接枝SiO2的化学结构;通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合膜的形貌;利用接触角测试仪测试了复合膜的疏水性能;采用电化学阻抗谱(EIS)、开路电位(OCP)、极化曲线对制备的PANI/SiO2-VTEO/SiO2复合膜进行防腐蚀性能研究。结果表明,复合膜的水接触角为150°,表现出良好的疏水性能;复合膜具有较高的电化学阻抗(5.0×106Ω)和开路电位(-0.18 V),较低腐蚀电流密度(1.18×10-8A/cm2),腐蚀速率仅为0.000 1 mm/a,表现出了良好的防腐蚀性能。     

基于改性纳米二氧化硅构筑棉织物超疏水表面

本文以γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为改性剂,对纳米二氧化硅进行表面改性,并将其整理到棉织物上,随后利用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对织物进行修饰,通过两步法获得棉织物超疏水界面.探讨反应条件对改性纳米SiO2的影响,并对改性纳米SiO2和整理后棉织物进行测试表征.结果表明,当温度为30℃,正硅酸四乙酯(rEOS)浓度为3％和APTMS浓度为2％,氨水用量为2 mL时,制备的改性纳米SiO2溶胶平均粒径为65.88nm,PDI为0.096,分散性较好.两步法整理后的棉织物接触角为150.36°,滚动角为8°,实现了超疏水效果,并且洗涤20次后仍具有一定疏水性.     

TiO_2/SiO_2复合纳米纤维的GQDs改性及其对甲醛的可见光催化降解性能

采用静电纺丝法合成了TiO_2/SiO_2柔性复合纳米纤维膜,而后对其进行石墨烯量子点(GQDs)改性,制备了GQDs/TiO_2-SiO_2复合纳米纤维,其中GQDs用水热法合成。用X射线衍射仪(XRD)、电子万能材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其物相组成、力学性能、微观形貌以及光催化性能进行了表征。结果表明:尺寸在7 nm~15 nm之间的GQDs松散沉积在直径为200 nm~400 nm的TiO_2/SiO_2纳米纤维上,纤维连续性好,复合薄膜有较好的力学性能;TiO_2的结晶较好,为锐钛矿相;GQDs复合后将TiO_2的本征吸收从390 nm左右延伸到了420 nm左右,拓宽了TiO_2的吸收范围。在可见光催化降解中,初始浓度为0.32 mg/m~3的甲醛气体110 min后的降解效率达到70%。     

海藻酸辛酰胺的制备及其协同氨基SiO2纳米粒稳定液体石蜡/水乳液的研究

以辛胺为疏水改性剂,采用酰化法制得具有两亲性的海藻酸辛酰胺(ACA)。将ACA与采用修正Stber法制备的氨基二氧化硅(SiO_2-NH_2)纳米粒混合,在超声的作用下制得O/W型Pickering乳液。通过FT-IR,~1H NMR和荧光光谱对ACA的结构和性能进行表征。并采用激光粒度和Zeta电位分析仪、接触角测量仪和光学显微镜探究了ACA,SiO_2-NH_2及其协同水分散体系的胶体性能和相应的Pickering乳液的形貌。结果表明:ACA的取代度为0.29,在0.15 mol/L Na Cl水溶液中的临界聚集浓度(cac)为0.42 g/L,表现出较强的两亲性能。ACA通过静电作用力成功地吸附于SiO_2-NH_2纳米粒上,使水动力学粒径只有155 nm的SiO_2-NH_2纳米粒增长至386 nm,Zeta电位由+22.2 mV转变为-30.7 mV,在水溶液中能够表现出良好的稳定性。吸附于SiO_2-NH_2纳米粒表面的ACA可以抑制无机纳米粒的聚沉,而游离的ACA形成的胶束结构的疏水内腔能够增溶油滴,减少小油滴的聚并。光学显微镜中出现了粒径较大的Pickering乳液液滴和粒径较小的传统乳液液滴共存的现象,当ACA质量浓度在0.5 cac~1.0 cac时,2种乳液共存现象最为显著。     

RAFT与点击化学结合合成SiO2/PNIPAm杂化微球

利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合与点击化学相结合的方法,将大分子链末端含巯基的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm-SH)接枝到SiO2纳米粒子上制备了温度响应的SiO2为核、PNIPAm为壳的核-壳结构的SiO2/PNIPAm纳米杂化微球。采用FTIR、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)对SiO2/PNIPAm杂化微球进行了表征。结果表明,SiO2/PNIPAm杂化微球粒径约为286 nm,尺寸均一。热重分析表明,PNIPAm接枝率为87%(质量分数),PNIPAm分子链在SiO2粒子上的接枝密度为0.4分子链/nm2。杂化微球表现出明显的温度响应性,温度从25℃升至35℃时,杂化微球粒径从286 nm减小至268 nm,PNIPAm壳层的厚度从16 nm减小至7 nm。     

SiO2/聚氨酯纳米复合物的在位合成及其在环氧树脂中分散行为的研究

以水性阳离子聚氨酯纳米粒子为纳米微囊,利用原位水解法使正硅酸乙酯(TEOS)在囊内水解、聚合生成二氧化硅(SiO2)纳米粒子,从而合成出SiO2/聚氨酯纳米复合物的稳定水基乳液,实现纳米复合物中SiO2纳米粒子的均匀分散和良好的界面结合。并以此作为已表面改性的纳米粒子实现SiO2纳米粒子在环氧树脂的均匀分散。通过能谱扫描、透射电镜和乳液粒子粒径与分布等测试方式对含有环氧树脂的水性SiO2/聚氨酯纳米复合物进行测试。结果表明,SiO2/聚氨酯纳米复合物可以在环氧树脂中均匀分散且不团聚,同时也可促进环氧树脂在水中的分散。     

水性聚氨酯-SiO2/TiO2复合涂料的制备与研究

本文采用溶胶-凝胶法,用钛酸四丁酯与正硅酸乙酯制备了纳米级SiO2／TiO2复合微粒,将其分散在聚醚型水性聚氨酯中,制备了新型水性聚氨酯-SiO2／TiO2复合涂料。傅立叶变换红外光谱及透射电镜测试表明纳米TiO2颗粒表面成功地包覆上SiO2,在聚氨酯乳液中复合微粒粒径为60nm左右;分光光度法测试表明TiO2质量分数为20％的复合微粒在聚氨酯水乳液中具有良好的分散性能,而加入质量分数为1％的十二烷基磺酸钠后,对SiO2／TiO2纳米粉末的分散性能改善最大;力学性能测试表明加入SiO2／TiO2纳米复合微粒能有效提高水性聚氨酯的力学性能,当复合微粒质量分数为0.6％时,其力学性能达到最佳。     

不同硅源对水热合成Zn2SiO4:Mn荧光材料形貌及性能的影响

分别以晶态和非晶态SiO2为硅源,在高压釜中采用水热法合成Zn2SiO4:Mn荧光粉,并对其晶体结构、形貌、光吸收及光致发光性能进行表征. 结果表明,在220℃下反应6 d,以晶态SiO2合成的Zn2SiO4:Mn纳米颗粒呈六棱柱状,具有单晶结构,颗粒长约5~8 mm,平均直径约1 mm;以非晶SiO2合成的Zn2SiO4:Mn纳米颗粒呈多晶结构,平均长约500 nm,平均直径约100 nm. 2种硅源所制样品在250 nm以下的紫外光区具有强吸收,且非晶SiO2所制样品在250~350 nm具有良好的紫外光吸收能力. 以不同硅源低温制备的Zn2SiO4:Mn样品在波长215和250 nm的紫外光激发下均能产生520 nm的绿色荧光,且在相同反应时间下非晶硅源制备的样品发光较强.     

单分散、小粒径纳米ZnO的制备及其表面包覆

以ZnSO4·7H2O和NaOH为原料,采用微乳法制备了单分散、小粒径ZnO纳米颗粒,并用Na2SiO3水解生成的SiO2对其进行表面包覆改性.用IR(红外光谱)、XRD(X射线衍射)、UV-vis(紫外可见光谱)等表征手段对制得的颗粒进行了袁征.结果表明:ZnO表面存在Si-O-Zn键,显示了SiO2的很好的包覆.室...     

PMMA/SiO_2纳米复合膜表面性能的研究

采用有机硅处理剂对纳米SiO2进行化学修饰,得到表面官能团化的纳米SiO2,然后再通过溶液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅(PMMA/SiO2)纳米复合膜.利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、水接触角仪(WCA)对其进行表征.结果表明,经有机硅处理剂官能团化的纳米SiO2能很好地分散于PMMA基体中,SiO2有富集到聚甲基丙烯酸甲酯表面的趋势,加入纳米SiO2降低了聚甲基丙烯酸甲酯表面自由能,提高了膜表面的水接触角.经四氢呋喃溶剂刻蚀后,膜表面的水接触角显著提高,得到憎水型PMMA/SiO2纳米复合膜.     

近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球的制备及漆酶固定化

以自制近单分散、平均粒径约为250 nm的SiO2亚微球为核心,采用液相沉积法得到β-FeOOH/SiO2微球,再通过溶胶-凝胶法以β-FeOOH/SiO2微球为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应,焙烧后得到近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球,以复合微球为载体,对漆酶进行固定。结果表明,近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2复合微球的介孔层厚约40 nm,具有较大的饱和磁化强度(14.715 emu/g),较小的剩余矫顽力(约为109Oe),其比表面积为391.067 m2/g,孔容为0.53 cm3/g,孔径分别在5.43 nm和20～80 nm,呈现双孔径分布。复合微球吸附漆酶后,介孔材料的比表面积与孔容分别减小为103 m2/g和0.37 cm3/g,复合微球对漆酶的吸附量为202.6 mg/g。     

小晶粒NaX沸石膜的制备与表征

分别以硅溶胶和异丙醇铝为硅源和铝源,采用预涂晶种的方式,用水热合成法在氧化铝载体上合成出小晶粒NaX分子筛膜. 各组分配比为：SiO2:Al2O3=3.85~4.2, Na2O:SiO2=1.2~1.5, H2O:Na2O=40~60,用扫描电镜、Ｘ射线衍射等手段对沸石膜进行了表征,可以看到分子筛膜生长的晶粒细小,沸石晶体的大小在500~800 nm,生长致密良好,覆盖完全,膜厚约为10 mm. 小晶粒NaX沸石膜的H2渗透率为 2.45′10-6 mol×m2/(s×Pa),H2/N2的理想分离系数达到4.21,H2/C3H8的理想分离系数达到7.56,超过对应的努森扩散值3.74和4.69.