CaO-SiO_2-P_2O_5-H_2O系统中CBC材料的溶胶凝胶过程研究 Ⅰ溶胶的形成及溶胶凝胶转变过程

以溶胶凝胶方法制备ＣａＯＳｉＯ２Ｐ２Ｏ５Ｈ２Ｏ系统中ＣＢＣ材料的工艺流程为基础，利用ＸＲＤ，ＩＲ及固体核磁共振（２９Ｓｉ，３１ＰＮＭＲ）等测试方法研究了溶胶的形成及溶胶凝胶转变过程中的物相变化及物相间发生的化学反应。结果表明：在多组分溶胶的形成过程中，由Ｃａ（ＮＯ３）２·４Ｈ２Ｏ和Ｈ３ＰＯ４反应生成Ｃａ２Ｐ２Ｏ７和Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２（羟基磷灰石，简写为ＯＨＡｐ，下同），两者均在硅溶胶颗粒的表面上析晶长大；在多组分溶胶凝胶的转变过程中，发生失水，减少电解质，改变ｐＨ值等一系列现象。     

丙烯腈催化剂用硅溶胶的制备及其性能研究

采用常压粒子增长工艺合成丙烯腈催化剂载体专用硅溶胶,研究了硅溶胶的粒径、pH、稳定剂对丙烯腈催化剂性能的影响。结果表明:当硅溶胶粒径分布集中、平均粒径23～25nm、pH9.0～9.5、适量加入氢氧化钠和氨水混合溶液作为稳定剂和加入少量助剂时,丙烯腈单程收率接近80%。     

水体系下两步法SiO2纳米多孔材料的制备与表征

以去离子水为溶剂,低成本工业硅溶胶为硅源,在纯水体系下制备低成本的SiO₂纳米多孔材料,使用酸碱两步法催化,添加表面活性剂来降低溶剂的表面张力,从而减少样品在干燥过程中的开裂。最后经过常压老化干燥制备得到 SiO₂纳米多孔材料。制备得到的SiO₂块体密度为150~400mg/cm₃,室内热导率约为0.04~0.07W/(m.K)。这种方法制备的SiO₂纳米多孔材料大幅缩减制备成本,采用HCl作为酸性催化剂提高了工业生产安全,将很大程度上推动纳米多孔材料的工业化生产和应用。     

胶体干燥工艺对制备CaMnO3粉末的影响

以金属硝酸盐为初始原料,利用溶胶凝胶法制备了溶胶,在不同干燥工艺条件下得到各类干凝胶前驱物,后经煅烧得到CaMnO3多晶粉末。本文研究了不同干燥工艺对制备CaMnO3粉末的影响,并利用XRD、SEM、TEM、激光粒度分析仪等表征手段分析了所得粉末。结果表明,多温区连续升温干燥工艺有利于得到完全脱水的干凝胶前驱物,其中90℃+120℃+140℃+160℃连续加热干燥工艺方式最佳,所得干凝胶前驱物经950℃煅烧后能够得到结晶性良好,颗粒较为均匀且形貌规则的CaMnO3多晶粉末,多晶颗粒体由单晶区域组成,各单晶取向不同。     

ZrO_2负载Cu催化剂对CO低温催化氧化研究

用溶胶-凝胶-超临界干燥法制备了纳米氧化锆。采用沉淀法制备氧化锆负载铜催化剂。制备的催化剂用X-ray射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),比表面积(BET)和H2-TPR等进行了表征。研究了催化剂的焙烧温度和负载比例对CO转化效率的影响,其最佳焙烧温度为650℃,Zr与Cu的最佳物质的量比是10:8。获得催化剂在温度为68℃具有催化活性,176℃时CO的转化率达到50%,较好地实现了ZrO2负载Cu在较低温度下对CO的催化。     

酸量和温度对拟薄水铝石胶溶过程的影响

利用Zetasizer Nano ZS电位-粒度仪和Turbiscan红外分散稳定仪等实验仪器考察了拟薄水铝石酸胶溶过程中溶胶的Zeta电位、电导率、胶粒粒径的变化规律以及胶溶温度变化对胶溶过程的影响。结果表明,拟薄水铝石胶体溶液Zeta电位大于30 mV,得到稳定的拟薄水铝石胶体;最佳酸铝比在0.15～0.25时,拟薄水铝石溶胶粒径约70 nm;提高胶溶温度有利于胶溶反应的进行。     

SiCf/SiO2复合材料的制备及界面层对其力学性能的影响

以碳化硅(SiC)纤维为增强体,采用真空浸渍法制备了2.5维连续SiC纤维增韧的SiO2基(SiCf/SiO2)复合材料,研究了SiC纤维编织体上不同的界面层对SiCf/SiO2复合材料力学性能的影响.化学气相渗透(CVI)法制备的热解碳(PyC)和PyC/SiC双层界面层分别使材料的抗弯强度由无界面层的52.2 MPa提高至67.4 MPa和180.3 MPa,但均使材料的韧性降低.用扫描电镜观察了材料的断口形貌,结果表明,PyC和PyC/SiC层不仅提高了材料的抗弯强度,而且增加了基体同纤维间的结合力,使基体有效地将载荷传递给纤维.PyC/SiC层能有效地保护SiC纤维,防止烧结过程中释放出的结晶水对纤维的损伤,有助于提高材料的力学性能.     

马来松香/SiO2杂化材料的研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯（TEOS）为原料,制备硅溶胶;松香与马来酸酐熔融加成反应,生成马来松香;在对甲苯磺酸催化作用下,硅溶胶与马来松香发生酯化反应,生成马来松香／SiO2杂化材料。产物酸值较松香明显降低;FT-IR结果表明,其组份间以Si-O-C键键合;XRD结果表明,其为非晶态;DSC结果表明,其玻璃化转变温度㈣随着SiO2含量的增大而上升。     

Effects of particle size in silica sol on the mechanical and thermal properties of SiO2f/SiO2 composites

In this paper, quartz fiber-reinforced silica matrix SiO_2f/SiO₂ composites were prepared by the precursor impregnation-heat treatment method using quartz fiber needle felt as the reinforcement and silica sol as the precursor. The effects of particle size in silica sol (10, 50, and 100 nm) on the density, apparent porosity, mechanical properties, and thermal properties of SiO_2f/SiO₂ composites were investigated. The phase composition and microstructure of the composites were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, respectively. The thermal expansion coefficient and thermal conductivity of composites were measured by a push rod method and the laser method. The results show that the density, apparent porosity, and mechanical strength of the specimens firstly increase and then decrease with the increase in the particle size in silica sol. The sample using silica sol with particle size 50 nm has the optimum overall performances (i.e., the flexural strength of 13.7 MPa and the compressive strength of 59.8 MPa), and shows a ductile fracture behavior. At 300°C–700°C, the average thermal expansion coefficient of the optimal sample is .783 × 10⁻⁶/°C. And the thermal conductivity of the samples increases with the increase in temperature, and it reached the highest value of .810 W/(m·K) at 700°C. The SiO_2f/SiO₂ composites show obvious advantages in the application of load-bearing and thermal insulation integration, and they are expected to meet the demanding requirements of hot-pressing sintering and non-ferrous metallurgy industries.