采用溶剂抽提法制备3-巯丙基三甲氧基硅烷自组装单层膜

为提高硅烷自组装单层膜的质量,提出溶剂抽提制备的工艺.玻片在5×10-3 mol/L的巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)苯溶液浸泡反应,依次用苯、丙酮、双蒸水回流抽提,得到MPTS的自组装膜.使用接触角、俄歇电子能谱及x射线光电子能谱等方法进行表征.研究结果表明:在惰性气体保护下,连续使用非极性溶剂和极性溶剂抽提,有效清除玻璃表面硅烷的物理吸附层,有效防止巯基硅烷的氧化,获得膜厚度为0.8咖、均匀的MPTS自组装单层膜.该工艺为制备稳定的硅烷自组装单层膜提供一种新方法.     

以巯基改性聚酰胺-胺树形分子为稳定剂制备纳米银溶胶

用巯基乙酸甲酯改性3.0~5.0代聚酰胺-胺(PAMAM)树形大分子,用红外、拉曼光谱、核磁共振氢谱和元素分析对其进行了表征。借助巯基端基与银离子的配位作用,以巯基改性PAMAM为稳定剂,硼氢化钠为还原剂,还原AgNO3制备了纳米银溶胶,并用紫外-可见光谱和透射电镜对其分散性和稳定性进行了研究。结果表明:制备的纳米银具有较好的分散性和稳定性。     

硅烷自组装膜对碳钢表面的改性及缓蚀性能研究

采用分子自组装技术在碳钢表面制备了3-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜(MPTS-SAM).通过原子力显微镜(AFM)观察了碳钢表面成膜过程,并对其表面粗糙度进行了分析;利用动电位极化曲线研究了该自组装膜对碳钢的缓蚀性能.结果显示:该自组装膜对碳钢具有良好的缓蚀性能,且经MPTS自组装分子膜改性处理的碳钢表面较平滑,粗糙度明显降低;硅烷分子的水解程度对自组装有一定影响,且随着组装时间的延长,自组装膜更完整,对碳钢的缓蚀效率更高.     

改性聚偏氟乙烯膜的性能表征

用热重分析、机械强度分析和接触角测定对亲水改性后的聚偏氟乙烯膜进行了表面性能表征.利用改性膜对油浓度小于200mg/L的含油废水进行了分离,研究了改性膜对油的截流效果.结果表明,与聚偏氟乙烯膜相比,改性膜的热稳定性和机械强度均有所提高.改性膜的水接触角减小到35°以下,清水通量增加到115L/m2.h以上,油截留率大于85%,皆显著优于聚偏氟乙烯膜.     

改性钛溶胶/羟基丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的钛溶胶,通过单体预乳化方法结合半连续种子乳液聚合工艺合成了甲基丙烯酸甲酯（MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸（AA)、苯乙烯（St)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等聚合物乳液,将改性钛溶胶加入到聚合物乳液中,制得具有核壳结构的改性钛溶胶/羟基丙烯酸酯复合乳液. 考察了乳化体系、改性二氧化钛溶胶添加量、羟基单体用量对聚合反应稳定性以及乳液性能的影响,用红外光谱、DSC、GPC以及SEM对乳胶粒进行表征. 结果表明:乳胶粒具有规整的球形结构,平均粒径为200 nm左右;当选用SR-10反应性乳化剂,改性二氧化钛溶胶的添加量（质量分数）为5%,羟基单体质量分数为20%,制得的乳液具有较好的稳定性且乳胶膜的耐水性能较好.     

聚酰亚胺固相微萃取涂层的制备及表面结构的XPS研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4-二氨基二苯基醚(ODA)为单体原料,制备了聚酰亚胺固相微萃取涂层。用正硅酸乙酯和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷分别对聚酰亚胺涂层改性,制备了正硅酸乙酯改性聚酰亚胺和硅烷偶联剂改性聚酰亚胺固相微萃取涂层。采用红外光谱表征了聚酰亚胺及其改性涂层的结构;通过热重分析测试了涂层的热稳定性;通过X射线光电子能谱(XPS)对涂层的表面元素组成、化学环境进行分析,考察了涂层表面结构对吸附性能的影响,硅烷偶联剂改性PI涂层对苯的吸附量大于正硅酸乙酯改性PI涂层和PI涂层。     

硅氧烷低聚物改性EP固化机理及表面性能研究

为改善EP的表面性能,利用合成的星型端硅氧烷低聚物(TPSi)对环氧树脂(EP)改性,通过溶胶-凝胶技术固化复合体系.研究了复合体系的固化机理及表面性能.结果表明:TPSi改性EP的复合体系中,存在着3种固化机理.当TPSi含量不超过30%时,3种不同机理固化反应的发生导致体系的相容性增加.与EP-胺固化样相比,改性后试样的临界表面张力增加.偶联剂(KBE-9103)的加入,TPSi改性固化体系表面张力增大.     

MPTS/MPTES复合自组装薄膜的制备及摩擦磨损特性分析

采用分子自组装技术,在单晶硅表面制备3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTES)薄膜以及MPTS/MPTES复合自组装薄膜,利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及接触角测定仪对MPTS/MPTES复合薄膜的结构进行分析,并采用DF PM型动/静摩擦系数精密测定仪评价其摩擦磨损性能.结果表明,与MPTS薄膜和MPTES薄膜相比,MPTS/MPTES复合薄膜具有优异的疏水性和摩擦磨损性能,其原因在于MPTS/MPTES复合薄膜的分子体积较大并具有可移动性和特殊的柔韧性,其基底附近呈现出类似于固体紧密排列的结构并具有一定的刚性和承载能力.     

不同金属离子改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜的研究

分别用Fe3+、Cr3+和Ca2+对羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)阳膜层进行改性,制备了Me-CMC-PVA/CS-PVA双极膜(双极膜简记为BPM,CS为壳聚糖,Me=Fe3+,Cr3+或Ca2+).研究表明,Fe-CMC-PVA阳膜亲水性强于以Cr3+或Ca2+改性的CMC-PVA阳膜,相应地,Fe-CMC-PVA/CS-PVABPM中间界面层水解离能力也较强,膜IR降和槽电压也较低.此外,Fe-CMC-PVA/CS-PVA BPM的机械性能、热稳定性也较好,其在水和酸、碱溶液中的溶胀度也较低,有效地提高了双极膜的性能.     

大豆分离蛋白/二氧化硅改性水性聚氨酯膜性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了大豆分离蛋白/二氧化硅杂化溶胶,并应用于水性聚氨酯的改性.采用流延法制备大豆分离蛋白/二氧化硅/水性聚氨酯共混膜,红外光谱研究表明大豆分离蛋白、二氧化硅和水性聚氨酯间发生了多层次的氢键作用,以膜的拉伸强度、断裂伸长率和溶失率为指标,研究了各组分混配比例对共混膜力学性能及耐溶剂性能的影响.通过接触角、热重分析、扫描电镜和原子力显微镜分析讨论了共混膜的亲水亲油性、耐热性能,以及膜表面的形态形貌.结果表明,大豆分离蛋白/二氧化硅添加量为6％（质量分数）、两者之间质量比为1∶1时,改性膜的力学性能最优,耐溶剂性随添加量增加而改善.     

硅烷改性芳基乙炔固化物的耐热性能

通过共混将Si 引入到芳基乙炔树脂中, 运用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscope,FT-IR)研究了硅烷改性芳基乙炔(arylacetylene, AA)固化物的结构, 并采用热失重分析(thermogravimetry analysis,TGA)法分析了硅烷改性芳基乙炔固化物的热稳定性以及水煮对固化物热稳定性的影响. 结果显示: 硅烷改性芳基乙炔固化物在N2 中的耐热性随着硅烷量的增加而降低; 硅烷改性芳基乙炔固化物的耐热氧性能随着硅烷量的增加而提高, 其中当芳基乙炔与乙烯基三甲氧基硅烷(vinyl trimethoxy siloxane, VTMS)的质量配比为10∶5 时,在空气氛围下800 ℃ 的残炭率为23.6%; 水煮能使固化物的耐热性能进一步提高.     

近红外光谱法定量分析亚麻油中的主要组分

用厚度为 1cm的玻璃比色皿作为吸收池 ,测定了亚麻油的近红外光谱 ,利用 70 0 0～ 6 0 0 0cm-1范围内的透波率 ,建立了主成分回归分析模型和BP人工神经网络模型 ,用二模型预测了亚麻油中油酸、亚油酸和亚麻酸的含量 ,预测结果的平均相对误差均在 2 %以内 ,并BP人工神经网络模型预测的效果较好。该法可用于亚麻油中主要组分的实时成分分析。     

深浅腔动静压轴承油膜特性

以用于某高精度数控车床主轴部件的深浅腔液体动静压轴承为研究对象,在对其进行理论建模与分析的基础上,采用计算流体力学软件对深浅腔动静压轴承油膜特性进行分析.分析不同的转速、供油压力、偏心率、油膜厚度和深腔夹角等因素对油膜承载力、进油孔流量和油膜温升的影响.结果表明:进油孔流量随主轴转速的增加先增大后减小,随主轴偏心率的增加逐渐减小;油膜温度随外部供油压力的增加逐渐减小且趋于平缓;油膜厚度在0.03mm左右时承载力和温升最合适;在深腔夹角为10°时,油膜的动压效果最明显,油膜承载能力最强.     

高性能摩阻材料用酚醛树脂

通过冲击强度、红外光谱、热分析、刹车片试验等手段研究了稀土和亚麻油对酚醛树脂的改性作用,结果表明,稀土离子将酚羟基封锁减少了酚羟基对其邻位上亚甲基的影响,提高了树脂的耐热性,亚麻渍的烷基链起到内增韧的作用,改善了树脂的脆性。通过稀土和亚麻渍的双改性,合成出高性能摩阻材料用酚醛树脂。     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J.m-2下降到39.4 J.m-2.     

影响油田采出液油水界面膜稳定性因素的研究

油田三次采油中二元复合驱(一般是石油磺酸盐和聚丙烯酰胺)技术的使用,在提高采出液中含油量的同时,也使油井采出液的破乳脱水变得复杂,而破乳脱水的效率与油水界面膜的稳定性密切相关,探索影响油水界面膜稳定性的因素对于三次采油生产中的破乳脱水具有重要理论指导意义.本文中利用Langmuir技术研究了油相中的石油磺酸盐以及水相中的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、pH值、无机盐对油水界面膜稳定性的影响.结果表明,随着油相中石油磺酸盐浓度的增大,界面膜稳定性增大;水相中部分水解HPAM在较高浓度时,界面膜稳定性下降,进一步升高浓度,界面膜稳定性不变;而水相的pH值偏高或偏低以及无机盐的存在都会使界面膜的稳定性增大.     

热裂解气相色质谱应用于古代壁画中油类黏合剂的分析

采用热裂解气相色质谱分析方法，研究了古代壁画中常见的亚麻油、核桃油、罂粟油和桐油4种天然干性油类黏合剂．通过标准干性油老化膜的分析，建立了一种快速、方便的适合于真正古代壁画中油类样品分析的指纹特征峰图谱，并对采自不同年代及不同地区的古代壁画样品进行分析测试，以评估指纹特征峰图谱的可行性．分析时采用了热裂解与甲基化同时进行的技术．分析结果显示，4种干性油的不饱和脂肪酸在成膜后的甲基化产物均为壬二酸二甲酯，离子质量与离子电荷量比值为217，是干性油的特征检测峰．4种油中不同含量的软脂酸和硬脂酸在干性油成膜前后的比值不变，为干性油的甄别提供了可能性．这一研究为国内古代壁画中干性油及其种类的鉴别提供了一种有效的方法．     

数控车床的液体动静压轴承油膜压力特性

以某高精度数控车床主轴部件为研究对象,研究建立动静压轴承油膜压力的理论模型和仿真分析模型的方法.首先将雷诺方程和油膜承载力方程转化为无量纲的形式,然后采用数值法求解得到轴承油膜的无量纲压力分布图和不同区域的压力值及分布规律.采用流体动力学软件求解轴承油膜仿真模型,获得轴承油膜压力分布,以及在不同供油压力和主轴转速情况下油膜压力变化规律,对进一步研究动静压轴承的承载能力和动静压轴承的设计提供重要的参考.将理论分析和仿真分析结果进行对比,验证了所采用的理论模型和仿真分析方法的正确性和可行性.     

Binder-free heterostructure(g-C_3N_4/PPy) based thin film on semi-flexible nickel foam via hybrid spray technique for energy storage application

A semi-flexible binder-free graphitic carbon nitride(g-C_3N_4) intercalated polypyrrole(PPy) nanocomposite thin film was prepared via hybrid electrospray technique. A homogeneous thin film was achieved by the controlled spray process. A deposited thin film illustrated the amorphous nature of composite with high surface purity and good chemical composition. The surface analysis confirmed the smoother surface with well-defined distinct phases of g-C_3N_4 and PPy matrix in the composite thin film. The electrochemical studies exhibited that a maximum areal capacity of the thin film was achieved to be 289.6 mF/cm~2 at a current density of 0.4 mA/cm~2,which is higher than that of pristine PPy(194.8 mF/cm~2). The heterostructure electrode illustrated that the life cycles of 99% could be up to 10,000 cycles with low resistance due to the synergetic effect of g-C_3N_4 and PPy matrix with strong material adhesion(hybrid spray process) on the surface. A binder-free heterostructure thin film will play a significant role in the energy storage application.     

Immobilization of cross-linked In-doped Mo(O,S)2 on cellulose nanofiber for effective organic-compound degradation under visible light illumination

Relatively small amounts of In-doped Mo(O,S)₂ (IMS) catalysts (10%, 20%, and 30%) were deposited on cellulose nanofiber (CNF) by cross-linking them with functional groups of siloxane and epoxy to form CNF-IMS hybrid composites. The as-prepared hybrid composites were characterized and tested their performances toward the photo degradations of cationic (MB and RhB) and anionic (MO) dyes. As indium was doped into Mo(O,S)₂ lattice to form solid-solution, the charge transfer and photocarrier separation during the catalytic reaction were simultaneously enhanced as probed with electrochemical impedance spectroscopy and photoluminescence measurements, respectively. To ensure the catalyst on CNF was well deposited and recyclable, the hybrid composite was evaluated with a reusability experiment to show the stability performance in degrading organic dyes. It was found the environmentally friendly CNF-IMS hybrid composite was relatively stable during the reusability experiment, indicating no catalyst powder was leached out during the photocatalytic reaction. The photoreaction mechanism was convinced by radical-scavenging experiments to show that hydroxyl and superoxide played essential roles for the organic dye degradations in visible-light illuminated conditions. The cross-linked organic/inorganic hybrid catalyst showed a prospective visible light active material not only to solve the environmental issue due to the leaching of nanoparticles but also to lower the post-treatment/recycling cost of photocatalyst in industrial application.