单分散球状纳米二氧化硅的可控制备方法与机理分析

采用Stber法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、氨水为催化剂、乙醇为溶剂来制备粒径可控的纳米SiO_2粒子。研究了催化剂氨水的添加方式、正硅酸乙酯浓度和反应温度对产物单分散球状纳米SiO_2粒径的影响,采用扫描电镜,红外光谱等对产物的形貌和成分进行了表征分析。实验结果表明:在催化剂氨水总量不变的情况下,对其采用分段添加的方式会显著降低纳米SiO_2粒子的粒径;纳米SiO_2粒子的粒径随着TEOS用量的增加而逐渐增大,随着反应温度的升高而减小。在70℃时可制得最小粒径的纳米SiO_2粒子,粒径达27 nm,颗粒与颗粒之间的界限明显,粒子呈单分散状态,球形形貌好,样品纯度高。     

纳米SiO_2的溶胶-凝胶法制备及其最佳工艺条件

选用正硅酸乙酯(TEOS)有机物作为硅源,以醋酸-醋酸铵缓冲液和氨水为催化剂,采用两步催化法制备SiO_2粉体。研究了制备SiO_2的几个影响因素:水醇盐的摩尔比,催化剂的浓度及用量,反应温度和陈化温度。确定了制备SiO_2的最佳工艺条件,缩短了工艺周期,并利用X-射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)照片、傅立叶变温红外(FT-IR)图谱、综合热分析对SiO_2的结构和性能进行了表征。     

微乳液法合成纳米二氧化硅粒子

制备 Triton X- 1 0 0 /正辛醇 /环己烷 /水 (或氨水 )微乳液 ,研究了该微乳液系统稳定相行为与制备条件的关系 .在该微乳液系统稳定的条件下 ,由正硅酸乙酯受控水解反应制备 Si O2 纳米粒子 ,反应后处理简便 ,制得粒子尺度较均一的球形疏松无定型纳米 Si O2 粒子 .Si O2 粒子粒径尺寸可通过调节水与表面活度剂分子数之比 m、水与正硅酸乙酯分子数之比 n控制 .探讨了影响 Si O2 纳米粒子形貌、粒径分布的因素及制备优化条件     

核壳型碳-铝复合纳米粒子的制备及其抗氧化性能研究

纳米铝粉由于具有较小的粒径和较高的比表面积因此在含能材料中具有很大的潜在应用,但由于纳米铝粉的高化学反应活性,因而其对所处环境特别敏感,极易在空气和潮湿环境中被氧化而失去活性.碳包覆技术是近年来采用的新型纳米粒子包覆技术,是指在金属纳米粒子表面形成碳包覆层从而可有效地保护纳米粒子不受环境的影响而发生氧化反应或者其它反应,同时也为研究封闭环境中纳米材料的性质提供了一种新途径.本文采用碳弧法制备了碳包铝复合纳米粒子,研究影响其形貌的因素和室温抗氧化性能.结果表明：碳弧法制备的碳铝复合物是20～60nm之间的具核壳结构的球形纳米粒子,内核为fcc结构的Al,外壳为4～10层类石墨碳膜 碳铝比例、放电电压和反应气压都能对碳铝复合纳米粒子的包覆性能和粒径产生直接的影响.铝含量低时碳层包覆性能较好并且粒径较小,铝含量增大包覆性能会下降、纳米粒子粒径会随金属含量增加而增加 包覆性能随放电电流反应气体压强增大会有所下降,在200A时纳米粒子的粒径达到最大值 粒径随反应气压增大而增大.当金属含量为60%、电流为125A、惰性气体气压为0.06MPa时制备的碳铝纳米粒子包覆比较完整,粒径较小,通过对工艺参数调整和优化,可制备出包覆比较完整、大小均匀、粒径较小、纯度高的核壳型碳包铝纳米粒子.     

硅铝包覆钛白粉水悬浮液pH值调控规律

研究了钛白粉经过氧化硅、氧化铝包膜后的水悬浮液pH值和颗粒表面电位特性的变化。实验获得连续、均匀、致密的无机氧化物膜状包覆,膜层厚度随包覆量增加而增加。根据国家标准GB/T1706—2006中的测定方法,将包膜后钛白粉制成质量分数为10%的悬浮液,检测悬浮液pH值随包覆量的变化。结果表明:钛白粉经氧化硅和氧化铝表面包膜处理后,水悬浮液pH值偏离中性;包氧化硅后钛白粉悬浮液呈碱性,随包覆量增加,pH值增高直至pH9.7;包氧化铝后钛白粉悬浮液呈酸性,随包覆量增加,pH值降低直至pH4.4。颗粒表面包覆量对颗粒表面的ζ电位的影响与pH值相似。通过对包硅产品进行微量包铝、或对包铝产品进行微量包硅能够有效调控最终包覆产品水悬浮液的pH值。     

微乳液法合成纳米二氧化硅粒子

制备Triton X—100／正辛醇／环己烷／水(或氨水)微乳液，研究了该微乳液系统稳定相行为与制备条件的关系．在该微乳液系统稳定的条件下，由正硅酸乙酯受控水解反应制各SiO2纳米粒子，反应后处理简便，制得粒子尺度较均一的球形疏松无定型纳米SiO2粒子．SiO2粒子粒径尺寸可通过调节水与表面活度剂分子数之比m、水与正硅酸乙酯分子数之比n控制．探讨了影响SiO2纳米粒子形貌、粒径分布的因素及制备优化条件．     

SiO_2包覆花环状Co_3O_4负极材料的合成及电化学性能研究

利用溶剂热法制备了花环状Co_3O_4材料,并通过低温水解正硅酸乙酯工艺在Co_3O_4表面沉积SiO_2纳米层.采用XRD、FTIR、SEM、EDS、BET技术对材料的结构和形貌进行表征;应用充放电测试、循环伏安法和电化学阻抗对材料的电化学性能进行细致研究.结果表明,SiO_2颗粒均匀包覆在花环状Co_3O_4表面,SiO_2包覆显著改善了Co_3O_4复合材料的循环稳定性.循环稳定性的改善主要归因于SiO_2包覆可以有效缓解锂离子嵌入脱出过程中Co_3O_4的体积膨胀,进而改善了锂离子的扩散动力学行为.     

核壳结构γ-Fe2O3/SiO2纳米复合材料的合成与分析

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,通过TEOS的水解和缩合制备核壳结构γ-Fe2O3/SiO2的纳米复合材料.利用正交试验与单因素实验,研究了γ-Fe2O3、TEOS、氨水的用量、醇水比、反应时间、反应温度和搅拌速率对纳米复合材料合成的影响,并且对合成产品进行TEM、XRD、DSC、FTIR、粒径分析仪等表征分析.结果发现,对纳米复合材料合成效果影响最大的因素是TEOS的用量,最佳工艺方案为γ-Fe2O3用量为0.06 g、TEOS 0.5 mL、氨水2 mL、醇水体积比为5∶1、反应时间为8h、反应温度为30 ℃、搅拌速率为150r/min;以最佳合成方案合成的核壳结构γ-Fe2O3/SiO2与y-Fe2O3相比,平均粒径减少34.1％,颗粒尺寸分布较为均匀,具有较好的分散性.     

二氧化硅包覆活性氧化铝粉体的制备及高温相变行为研究

γ-Al2O3具备高分散度、高比表面积和良好的吸附性,是催化剂领域应用最广泛的载体之一,但其高温相变引发性能大幅降低的问题成为推广应用的制约因素.采用新型旋转化学气相沉积(RCVD)技术,以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4,TEOS)为原料,用氧气加速热分解的方式实现了非晶SiO2纳米层在γ-Al2O3粉体表面厚度可控的均匀包覆,具有工艺简单、应用方便等优点.研究了不同温度煅烧条件下对SiO2包覆层的形貌和厚度的影响,结合微观形貌、相成分以及傅立叶红外光谱分析等测试结果,阐明了SiO2纳米层在γ-Al2O3粉体表面包覆行为.结果表明,通过控制TEOS的流量,在γ-Al2O3表面均匀包覆了厚度在3～24 nm的非晶SiO2纳米层,并将γ-Al2O3晶格重构转变温度从1200℃提升至1400℃.处于悬浮状态的γ-Al2O3基体和SiO2包覆物之间通过化学反应产生的牢固化学键形成均匀致密的包覆层,而SiO2包覆层能够阻滞Al-O键的移动使包覆后的γ-Al2O3开始相变温度提升了200℃.机理分析表明,由于在γ-Al2O3表面包覆的非晶SiO2能够对过渡态氧化铝表面阳离子空位进行有效填充,抑制了离子扩散,从而提高了γ-Al2O3的稳定性.     

二氧化钛包覆水性铝颜料的制备及表征

以钛酸丁酯为原料,采用二氧化钛包覆法制备了水性铝颜料,研究了制备条件对包覆效果的影响规律,并借助X线衍射和傅里叶红外光谱对包覆机理进行了探索.扫描电子显微镜、光学显微镜、多角度分光光度和耐腐蚀性能测试表明,包覆介质的水含量及pH对WBAP性能影响很大,包覆介质水含量在12mL左右,pH为6.5左右时,钛酸丁酯的水解产物可均匀的包覆到铝粉表面,形成致密的包覆层,对铝粉起到保护作用.     

聚丙烯酸酯/SiO2双重包覆对铝颜料在涂层中应用性能的影响

为了增强铝颜料的耐腐蚀性和与树脂相容性,先后以溶胶-凝胶法和原位聚合法在铝颜料表面包覆了SiO2和聚丙烯酸酯（PA）。分析了SiO2和PA包覆铝颜料的理论基础,运用FTIR、XPS和SEM等表征了铝颜料的表面形貌和结构,并考察了原位聚合条件对包覆铝颜料涂膜性能的影响。研究表明：在实验条件下,单体用量0.7g、聚合温度85℃、聚合时间4-5h时,制备的双重包覆铝颜料在树脂中分散性和附着力明显提高,涂层具有良好的涂膜外观、光泽度和耐酸性。     

乙酰水杨酸合成方法改进

以水杨酸和乙酸酐为原料,以弱酸硫酸铝钾作催化剂可以方便的合成乙酰水杨酸,实验结果表明:反应温度、反应时间、催化剂用量、水杨酸与乙酸酐的比例等因素均有影响,最佳反应条件是:催化剂的用量为0.6g,n(水杨酸)n(乙酸酐)=1.0 2.0,恒温70℃,反应时间为30min,在优化的反应条件下,乙酰水杨酸的产率为77.8%。结果还表明,硫酸铝钾作为催化剂产率高于浓硫酸作催化剂的产率,而且产品色泽为白色,且纯度高。     

Sol-Gel固定磷钨酸催化合成乙酸丁酯

制备了正硅酸乙酯凝胶(Sol-Gel)固定磷钨酸催化剂,催化合成乙酸丁酯.实验表明Sol-Gel与磷钨酸的质量比为15∶1时催化性能最高,在催化剂用量为总反应物质量的5%、酸醇比为1.5∶1、反应温度为105°C、反应时间3.5h的条件下,酯产率可达87%以上.催化剂易与产物分离,重复使用8次催化效果仍然较好.     

铝颜料的聚丙烯酸酯与SiO_2双重包覆改性

为增强铝颜料的耐腐蚀性及与树脂的相容性,先后以溶胶-凝胶法和原位聚合法在铝颜料表面包覆SiO2和聚丙烯酸酯(PA),分析了SiO2和PA包覆铝颜料的机理,运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)和环境扫描电镜(ESEM)等表征了铝颜料的表面形貌和结构,并考察了原位聚合条件对包覆后铝颜料涂膜性能的影响.研究结果表明:单体用量为0.7g、聚合温度为85℃、聚合时间为4～5h时,制备的双重包覆铝颜料在树脂中的分散性和附着力明显增强,涂层具有良好的外观、光泽度和耐酸性.     

室温离子液体催化阿司匹林的合成

研究了以几种1,3-二烷基咪唑离子液体为催化剂来合成阿司匹林的反应,考察了反应时间、酸醇摩尔比等对该反应的影响。结果表明:[BMIm]Br离子液体对阿司匹林的合成有较好的催化作用,最佳反应条件为:n水杨酸:n乙酸酐=1∶2,催化剂用量2mL,反应温度80~85℃,反应时间3h,收率可达81.6%。产物和离子液体不溶而分层,便于分离,且离子液体可以重复使用。     

瓦斯液相催化氧化制甲醇实验研究

以瓦斯为原料制备甲醇的实验研究,可以充分利用瓦斯资源。采用苯酐-尿素法制备了酞菁铜/分子筛复合物CuPc/Y,进一步将金属钯担栽在CuPc/Y上制备了0.5%Pd-CuPc/Y复合物。以0.5%Pd-CuPc/Y为催化剂、醋酸水溶液为溶剂进行了瓦斯液相催化氧化制甲醇的实验研究。结果表明:甲醇的生成量与反应压力、反应温度、催化剂用量、溶剂的酸度、反应时间存在正相关关系,与对苯醌添加量总体上也遵循正相关规律。在瓦斯初始反应压力4 MPa、催化剂用量2 g、溶剂中CH_3COOH与H_2O体积比4:1、对苯醌用量1 000μmol、反应时间3 h、反应温度130℃的条件下,甲醇的生成量为2 754μmol。分析瓦斯液相催化氧化制甲醇的反应机理,认为0.5%Pd-CuPc/Y在醋酸溶液中催化瓦斯选择氧化制甲醇反应同时遵循亲电取代机理和活性氧物种氧化机理。     

2-氯苯氧乙酸的催化合成研究

利用十六烷基三甲基溴化铵催化氯乙酸和2-氯苯酚合成2-氯苯氧乙酸,十六烷基三甲基溴化铵具有较高的催化活性,可以加快合成2-氯苯氧乙酸.反应过程考察了2-氯苯酚与氯乙酸摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度对产率的影响以及催化剂的重复使用性能.反应的最佳条件为:在85℃下,2-氯苯酚和氯乙酸的摩尔比为1:4,催化剂质量为...     

对甲苯磺酸催化合成尼泊金乙酯

介绍了采用直接酯化法合成尼泊金乙酯的方法,以自制的对甲苯磺酸为催化剂,苯作共沸脱水剂,氧化铝为干燥剂。讨论了反应时间、原料物质的量配比,催化剂用量对收率的影响,确定了最佳工艺条件为ｎ（对羟基苯甲酸）：ｎ（乙醇）：ｎ（苯）：ｎ（对甲苯磺酸）＝１：４：１：０．１,反应时间８ｈ,温度７８～１１０℃,酯化反应产率高达８６．９％。     

H_4PMo_(11)VO_(40)催化氧化2-甲基萘制备甲萘醌

以磷钼钒杂多酸H4PMo11V1O40为催化剂、乙酸为溶剂,用双氧水氧化2-甲基萘制备2-甲基萘醌.实验表明:H4PMo11V1O40具有一定的催化活性.通过正交试验和单因素试验考察了催化剂用量、乙酸用量、双氧水用量、反应时间、反应温度等对收率的影响,获得较佳的合成条件:杂多酸∶2-MN(质量比)=7%,乙酸∶2-MN(质量比)=10.5∶1,双氧水∶2-甲基萘(摩尔比)=4.2∶1,较适宜的温度为40~50℃,反应时间为30 min.     

乙酸苄酯绿色合成新工艺的研究

 以新型离子液体N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐（［Hnmp］HSO₄）为催化剂,环己烷为带水剂,对乙酸苄酯的酯化反应进行了研究,重点考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、酸醇摩尔比和带水剂等因素对乙酸苄酯产率的影响。实验结果表明,［Hnmp］HSO₄对合成乙酸苄酯有着良好的催化活性,当催化剂用量x苯甲醇)为1％,乙酸和苯甲醇的摩尔比为1.4∶1,环己烷为6 mL（与苯甲醇的摩尔比为0.56）,油浴温度110 ℃反应1 h后,乙酸苄酯产率可达98%以上,且催化剂重复使用6次仍保持较高活性。实验放大10倍酯的产率为97.5％。腐蚀性实验表明,［Hnmp］HSO₄对不锈钢的腐蚀率为0.015 2 g/（m²·h）。