SiO2/含硅氟苯丙乳液超疏水涂层制备与热稳定性研究

用乳液聚合方法合成了含硅氟苯丙乳液,用sol-gel法制备出不同尺寸的纳米、微米SiO₂,并用氨基硅烷偶联剂(KH550)对SiO₂粒子进行表面改性,改性后的SiO₂粒子加入含硅氟苯丙乳液中制得复合涂层。使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角(WCA)测试,研究了含硅氟苯丙乳液合成和SiO₂表面改性的机理,考察了涂层表面的微观形貌与润湿状态的关系,结果表明涂层水接触角153°,为超疏水表面,而且能在-10～90℃的冷、热处理后保持超疏水性能。热重分析(TGA)显示,复合涂层热稳定性良好。     

Janus微球的制备及其性能

以Pickering乳液为基础,设计了一种制备非球形单分散Janus颗粒的方法,对一端镶嵌在石蜡上的纳米二氧化硅微球进行不对称刻蚀,通过控制刻蚀时间,得到不同性质的Janus微球. 首先,利用凝胶-溶胶法,在水醇体系中,以正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源、氨水作为催化剂,合成SiO₂微球. 然后,利用硅烷偶联剂3-胺丙基三乙氧基硅烷（AMPTS）对SiO₂胶体表面进行-NH2修饰,于石蜡水界面制备一端被石蜡包裹的Pickering粒子. 利用不同质量分数的NH4F溶液对pickering粒子暴露端进行刻蚀,去掉表面的氨基修饰成分. 对石蜡保护端用酰氯修饰,并与NIPAM进行接枝聚合,最终得到兼有有机/无机性质并具有温敏性的聚合物PNIPAM/SiO₂ Janus微球. 对其进行乳化性能及温敏性测试, 结果表明,与原始Janus微球相比,接枝改性后的PNIPAM/SiO₂ Janus微球作为乳化剂得到的乳液体系更稳定.     

溶胶-凝胶法制备SiO2 无机膜的影响因素

以正硅酸乙酯为先驱体, 乙醇为溶剂, 用溶胶-凝胶法在Al₂O₃ 基体上制备了SiO₂ 无机膜, 就pH 、化学添加剂、热处理过程中升温速率、正硅酸乙酯和乙醇的摩尔比对无机膜质量的影响进行了研究。结果表明, pH 影响正硅酸乙酯的聚合速度, 从而直接关系到膜层的质量, pH 为1 .8 时, 凝胶时间最长;加入化学添加剂N , N -二甲基甲酰胺能够防止膜层龟裂;在后续加热过程中, 升温速率是影响膜层质量的主要因素, 控制升温速率应该分为两个阶段, 在210 ℃之前应控制升温速率在0 .5 ℃/ min , 在210 ～ 600 ℃应控制在1 ℃/ min;正硅酸乙酯和乙醇的摩尔比为1∶6.08 时的涂膜周期比1∶13.64 时的涂膜周期短。     

硼掺杂SiO2纳米颗粒的制备及其红外辐射性能

为提高二氧化硅(SiO₂)纳米颗粒在大气窗口波段的红外辐射性能,以正硅酸乙酯为硅源、硼酸为掺杂源,采用改进St9ber法制备了硼掺杂SiO₂纳米颗粒,并分析硅源加入方式、硼摩尔掺量、烧结温度等对SiO₂纳米颗粒的结晶性能、化学成分、微观结构和红外发射率的影响。结果表明：硅源加入方式显著影响纳米颗粒的尺寸和形貌,连续滴加法制备的纯SiO₂和硼掺杂SiO₂纳米颗粒粒径更大且形状更规则;硼掺杂可诱发SiO₂在高温下生成石英晶体相,形成B—O-Si键,并导致SiO₂纳米颗粒的尺寸、平均孔径、比表面积增大;硼掺杂可显著提高SiO₂纳米颗粒的红外辐射性能,硼摩尔掺量为0.40且经过550℃烧结的样品在8～13μm波段的平均发射率高达0.982。硼掺杂SiO₂纳米颗粒具有耐高温和高红外辐射特性,在耐高温节能涂层、辐射制冷等领域具有广阔应用前景。     

纳米(Ca0.7Mg0.3)SiO3粉体的低温合成与微波介电性能研究

以硝酸锂、偏钒酸铵、硝酸钙、硝酸镁、正硅酸乙酯为先驱体，采用溶胶 凝胶法低温合成纳米(Ca_0.7Mg_0.3)SiO₃微波介质陶瓷粉体，研究了不同粒径粉体的烧结行为及微波介电性能.结果表明，通过在钙镁硅溶胶中添加锂钒烧结助剂可大大降低陶瓷粉体的晶相合成温度，干凝胶在800 ℃煅烧后可获得晶相组成为CaSiO₃和CaMgSi₂O₆、粒径为100～400 nm的陶瓷粉体，可满足超薄流延陶瓷膜片的制备要求；该粉体在890 ℃烧结后获得致密结构的陶瓷，具有良好的微波介电性能，介电常数为7.13，品质因子为23 913 GHz，可用于制备与银电极共烧的微型多层微波器件.     

含纳米SiO2锂基润滑脂流变学与摩擦学性能

利用SG65三辊研磨机制备了含不同粒径和不同质量浓度SiO₂纳米颗粒的锂基润滑脂. 通过MRS-1J机械式四球长时抗磨损试验机及安东帕MCR301流变仪研究了SiO₂纳米颗粒作润滑脂添加剂的摩擦学性能和流变学性能. 结果表明,SiO₂纳米颗粒粒径为30 nm、质量浓度为4%时润滑脂摩擦学系数最小,抗磨减摩性能最好. 在中低剪切速率下对流变试验数据进行拟合,提出了含纳米颗粒质量浓度参数的润滑脂改进型流变模型. SiO₂纳米添加剂可改善锂基润滑脂触变性,提高润滑脂抗剪切能力和热稳定性能.     

荧光多孔二氧化硅纳米微球对Hg+离子的选择性检测和去除

为制备兼具识别和去除重金属离子的功能材料,首先采用常规St?ber法制备二氧化硅（SiO₂）微球,通过调节正硅酸乙酯（TEOS）与氨水的比例,得到四种不同粒径的起始微球,然后用NaOH溶液刻蚀以获得多孔SiO₂微球。进而将-CH₂CH₂CH₂NH₂基团（氨丙基）引入到多孔微球,通过席夫碱生成反应,将以氟硼二吡咯（BODIPY）为荧光体的荧光小分子探针接枝到多孔微球上,最终获得4种尺寸且具有优良荧光和传感性能的多孔荧光微球SiO₂-NH₂-BODIPY-Aldehyde［SiNBPA600; SiNBPA100;SiNBPA60;SiNBPA10（数字表示微球粒径,单位为nm）］。SiNBPA对Hg⁺具有单一选择性识别能力,在自然光照射下,Hg⁺会导致明显的颜色变化。当SiNBPA多孔微球结合Hg⁺离子时,SiNBPA600,SiNBPA100,SiNBPA60,SiNBPA10的荧光强度分别猝灭到原来的1/14,1/15,1/25,1/16,每克SiNBPA微球对Hg⁺的吸附效率分别达1.29,1.43,1.54 g和1.36 g。实验结果表明:同等条件下比较,SiNBP60在检测识别和吸附去除Hg⁺性能方面最优良。     

湿法混炼制备高性能轿车胎胎面胶及其结构与性能

采用无粉尘污染的湿法混炼工艺将溶聚丁苯橡胶(SSBR)和白炭黑制备成湿法混炼胶M-SSBR/SiO₂,再与顺丁橡胶(BR)通过机械混炼制备成轿车轮胎胎面混炼胶M-SSBR/BR/SiO₂,并对其进行结构与性能研究。结果表明：与传统机械混炼制备的胎面混炼胶SSBR/BR/SiO₂相比,M-SSBR/BR/SiO₂的结合胶含量提高27%;并且Payne效应大幅度降低,说明填料分散性显著改善;M-SSBR/BR/SiO₂硫化胶的300%定伸模量提高17%,回弹性能提高16%,表征滚动阻力的60℃的tan δ降低24%,压缩生热降低30%。     

单分散二氧化硅微球合成中时间控制方法研究

采用正硅酸乙酯、氨水和丙醇为原料,合成了单分散二氧化硅微球,用扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行了分析,结果表明样品粒子粒径可控,单分散性良好,表面非常平整光滑;此外着重研究了在实验温度、氨水浓度、正硅酸乙酯的用量以及加水量一定的条件下反应时间对样品粒径的影响,结合对所合成产物的扫描电镜表征,确定了制备不同粒径、均匀的单分散二氧化硅微球适宜的时间条件.     

PVA/PVP/SiO2复合膜过滤器的制备及油水分离性能

以钢丝网为基底,采用浸涂法制备油水分离膜过滤器。首先,将聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米二氧化硅(SiO₂)制备聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅(PVA/PVP/SiO₂)复合材料;再将其浸涂在钢丝网上,置于戊二醛蒸汽中进一步交联,得到超亲水/水下超疏油的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器。利用热失重表征了PVA/PVP/SiO₂复合材料的热性能;探究了PVP和SiO₂含量对膜过滤器表面润湿性的影响;同时,测试了复合膜过滤器的油水分离效率和重复利用率。结果表明：PVP和纳米SiO₂的加入提高了复合膜的热稳定性和水下疏油性,当SiO₂、PVP与PVA的质量比为0.5∶0.4∶1,PVA溶液的质量分数为10%时,所制备的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器对油水混合物表现出优异的分离性能,初次油水分离效率最高可达到99.5%,分离通量可达到7 083.41 L/(h·m²)...     

低渗透油气藏用阳离子型乳液表面活性和润湿性研究

以自制的一种长链阳离子表面活性剂(SFC111)和低界面能物质(SFC115)构建出阳离子型乳液,研究其作为低渗透油气藏用表面活性剂性能。通过粒度仪考察乳液在水中的分散性,通过接触角测定仪考察经乳液处理前后岩心的接触角,通过旋转滴界面张力仪测试表面张力;通过计算得到乳液在20、70 ℃的热力学参数。结果表明,质量分数为0.5%的乳液在20 ℃时D₅₀=420.8 nm,70 ℃时D₅₀=728.0 nm;清水在岩心表面上的接触角从10°最大可增至120°;70 ℃下乳液可将清水的表面张力降至24 mN/m,表现出良好的防水锁性能。乳液符合langmuir吸附理论,其热力学结果表明,随着温度的升高,乳液表面吸附量降低,乳液表面分子所占面积减小,吸附层厚度降低。     

聚合物包裹纳米颗粒封堵剂的制备及其封堵性能

页岩水化和分散导致井壁失稳一直是油气钻井工程中的难题,通过纳米封堵剂物理封堵页岩中的孔隙和微裂缝,是提高页岩地层稳定性最好的方法。采用硅烷偶联剂KH560对高浓度的硅溶胶进行改性处理,运用无皂乳液聚合原理,在改性SiO₂粒子表面接枝丙烯酸（AA）和苯乙烯（St）单体,成功研制出一种聚合物包裹纳米颗粒的新型弹性承压封堵剂。通过Zeta电位及粒度分析仪和透射电子显微镜证明所制备的STA?1封堵剂粒径中值为45.3 nm。以中压滤失量为评价指标得到最佳合成条件：反应温度为60 ℃,反应时间为3.0 h,m（St）/m（AA）=3∶2,分散搅拌时间为10.0 min,单体质量分数为6.67%,引发剂质量分数为0.40%。最后,利用岩心驱替实验模拟页岩考察STA?1的实际封堵效果。结果表明,质量分数为1.00%的STA?1对渗透率小于2 000 mD的填砂管表现出良好的堵水能力,封堵率大于85%。     

超临界CO2 处理对乳状液稳定性的影响机理研究

超临界CO₂(scCO₂)混相驱在提高原油采收率的同时,也显著改变采出原油乳液的性质。利用自主研发的CO₂-原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行混相处理,分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后长庆原油及其W/O 乳液的流变性、稳定性和微观形貌。实验结果表明,scCO₂ 处理改变了长庆原油的组成,破坏了沥青质溶剂化层结构,使得失去保护的沥青质胶粒更易吸附于油水界面;scCO₂ 处理也使得析出的蜡晶尺寸更加细小,数量增加,这将导致乳液黏度显著增大。上述变化导致scCO₂ 处理后W/O 原油乳液的水滴粒径变小、分布更加均匀,宏观表现为乳液体系的流动性恶化、稳定性增强。     

新型污油泥破乳剂的制备及应用研究

利用乳液聚合共聚法制备了一种新型破乳剂DW1,并对其进行了FT-IR、GPC、1H-NMR、13C-NMR等结构表征以及粒径分析.以新疆污油泥为目标处理物,进行以DW1为破乳体系的破乳处理实验,并用扫描电镜对处理前后的污油泥颗粒进行对比分析.结果表明,合成的破乳剂DW1的重均相对分子质量(Mw)为13.9×105,数均...     

壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜抗菌及物理性能分析

本文研究纳米TiO₂粒径、超声时间与功率、吐温80添加量4个因素对壳聚糖/纳米TiO₂复合涂膜抗菌性能的影响;并对不同纳米TiO₂添加量制备的复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)观察和热重分析(TG)。单因素抗菌结果表明:当纳米TiO₂粒径为30 nm、超声时间为50 min、超声功率为80 W、吐温80添加量为0.5%时,复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。SEM分析表明纳米TiO₂均能包埋于壳聚糖载体中,但有少许团聚。TG分析表明复合膜有较好的热稳定性。     

二氧化硅/聚四氟乙烯疏水海绵的制备

通过溶液浸渍法,用硅烷偶联剂γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷对纳米级SiO₂溶胶表面改性,再利用其作为媒介与聚四氟乙烯（PTFE）粒子均匀结合在三聚氰胺海绵（MS）骨架上,热处理后构造微观粗糙疏水结构。用红外光谱、扫描电子显微镜、水接触角对海绵进行了表征。结果表明:SiO₂/PTFE粗糙结构能提高MS的疏水吸油效果,平均静态疏水角达到141°,对柴油、甲苯、四氯化碳等多种油都有较好的吸收效果,其中对四氯化碳的吸收量最高为136 g/g。用改性SiO₂/PTFE-MS吸取水面浮油和水下油滴,油相被改性SiO₂/PTFE-MS快速吸收,容器中水量不变。     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。     

Preparation and upconversion luminescence properties of LaF3∶[KG-*2]Yb3+,Er3+／SiO2 nanocomposites with core／shell structure

LaF3:Yb3 +,Er3 + nanoparticles were successfully synthesized using solvothermal treatment,and LaF3:Yb3 +,Er3 +/SiO2 core/shell nanoparticles were also prepared with reverse microemulsion technique.The...