金属银负载型SiO_2杂化膜的制备与性能表征

采用溶胶-凝胶法,制备银掺杂的SiO2杂化溶胶和SiO2杂化膜,考察银的掺杂对杂化溶胶的性能和对杂化膜物理化学结构及水汽稳定性的影响.结果表明:随着银含量的增加,溶胶的黏度、粒径增大,凝胶时间缩短;银在杂化膜中以纳米金属银的形式存在,金属银的掺杂对杂化材料的化学结构基本无影响,但使杂化膜的平均颗粒粒径、孔径和总孔体积略微增加;在水汽环境中陈化后,载银SiO2杂化膜的H2渗透速率略有下降,而H2/CO2分离因子小幅升高;金属银的掺杂增强了SiO2膜的水汽稳定性,实现了杂化膜中H2渗透速率和H2/CO2分离因子的同时增大.     

聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜和复合膜的制备与结构研究

采用溶胶-凝胶法和二氧化硅粒子掺杂共混法分别制备了聚酰亚胺/SiO2杂化膜和纳米复合膜.采用红外分光光度计(FTIR)、热重分析仪(TGA)和透射电镜(TEM)表征了所制备膜的结构微观形态和热性能并进行分析对比,结果表明在杂化膜中SiO2在聚酰亚胺基体中可以形成分子级分散,复合膜表现出较强的吸湿性使其热分解温度较低.研究认为,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2介电材料更为合理.     

聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的制备与性能研究

首先将3-氨丙基三乙氧基硅烷接枝到纳米二氧化硅表面,制得表面含有氨基的改性纳米二氧化硅粒子(A—SiO2)。再将A—SiO2按不同比例与酐封端的聚酰胺酸进行反应,最后经热酰胺化过程,得到一系列聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜。采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外光谱(UV-vis)、热重分析(TGA)、动态机械热分析仪和扫描电镜(SEM)对合成的聚酰亚胺及其二氧化硅杂化薄膜进行了表征。UV-vis光谱表明,通过向聚酰亚胺薄膜中添加A—SiO2可以改变聚酰亚胺薄膜的透光性。TGA测试结果表明,随着A—SiO2含量的增加,聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的热稳定性有所提高。由机械性能测试可知,当A—SiO2掺杂量小于1.5%时,聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜的机械性能优于纯聚酰亚胺的机械性能,当A—SiO2的掺杂量大于2.0%时,聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜的机械性能比纯聚酰亚胺的机械性能差。SEM分析可知当A—SiO2粒子含量小于1.5%时,其在聚酰亚胺基体中分散均匀,当含量大于2.0%时,体系出现明显团聚现象。     

纳米SiO2/聚丙烯酸酯组装杂化乳液的合成及表征

通过乳液聚合法成功合成了纳米SiO2／聚丙烯酸酯杂化乳液。首先将纳米SiO2经过表面官能团化处理，使其表面含有活性官能团，然后经过乳液聚合使丙烯酸酯单体在纳米SiO2表面引发聚合，合成了具有核壳结构的纳米杂化乳液。采用透射电子显微镜(TEM)对乳液的微观结构进行了表征，并对胶膜进行了机械力学性能测试和表面润湿性能测试。结果表明纳米SiO2的表面官能团化处理改善了纳米粒子在乳液中的稳定性，当纳米SiO2质量分数为0．2％时，杂化乳液胶膜的拉伸强度和断裂伸长率同时达到最大值。其表面润湿性与SiO2质量分数有关，SiO2质量分数为0．5％时其杂化乳胶膜的接触角最大，耐水性最好。     

炭化条件对炭纤维纳米微孔分形维数的影响

应用X射线小角散射方法研究了炭纤维纳米微孔内表面 特征的分形维数D. 结果表明, 不同炭化温度下得到的炭纤维, 其微孔尺寸在1.60～4.13 nm. 随着炭化温度的升高（由900 ℃升至2 400 ℃）, D值增大（由2.09增加到2.59）. 当增大炭化牵伸率时, 微孔分形维数也有所增加. 从具有不同分形维数炭纤维力学强度的测试中发现, 分形维数较低的试样, 具有较高的拉伸强度和压缩强度.     

磺化聚醚醚酮(sPEEK)/SiO2杂化质子交换膜的制备与表征

为提高磺化聚醚醚酮(sPEEK)质子交换膜的耐甲醇渗透性能,用正硅酸乙酯为前驱体制得硅溶胶,在sPEEK中原位生成SiO2,制备了直接甲醇燃料电池用sPEEK/SiO2杂化质子交换膜材料,用核磁共振(1H-NMR)和Fourier红外光谱(FT-IR)表征了膜的化学结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察了sPEEK与SiO2的复合形态,用交流阻抗仪和气相色谱仪分别测定了膜的质子传导率和甲醇渗透系数。实验结果表明,在质子传导率没有严重降低的同时,杂化膜的阻醇性得到了较好的改善。     

新型复合分离膜的构效关系研究

采用溶胶-凝胶原位共混法制备含不同量TiO2溶胶的聚偏氟乙烯／TiO2杂化膜,并借助X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT—IR）、力学性能、水通量、牛血清蛋白截留率等对膜的结构和性能进行表征,与聚偏二氟乙烯膜相比混合膜在特点方面有了一些改善。     

溶胶-凝胶法制备HEC/SiO2杂化材料的工艺研究

以羟乙基纤维素(HEC)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶技术合成了HEC/SiO2有机-无机杂化材料.通过探讨水硅比、HEC含量、溶剂量、干燥控制化学添加剂用量、温度等工艺因素对凝胶化过程,特别是材料干燥体积收缩的影响,得出在本实验条件下合成HEC/SiO2有机-无机杂化材料的优化工艺条件.利用红外吸收光谱、紫外-可见光透射光谱以及扫描电子显微镜等测试手段对合成的HEC/SiO2有机-无机杂化材料进行表征.结果表明,HEC作为有机分散相已经均匀地分散到SiO2基相中,制备的HEC/SiO2有机-无机杂化材料透明,无分相,并可能形成了新的化学键.     

PVA/TEOS/GA杂化膜的制备及溶胀吸附性能

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了PVA/TEOS/GA有机/无机杂化膜,比较杂化膜在3种不同温度下在乙醇/水全浓度范围的溶胀性能,分析无机相和交联剂对PVA膜溶胀性能的影响.比较不同溶胶-凝胶反应条件及不同热处理条件对膜溶胀度和溶解选择性的影响.用FTIR和XRD对杂化膜结构进行分析表征.结果表明PVA与无机相(TEOS)发生溶胶-凝胶反应生成氢键和共价键Si-O-Si,形成交联有机聚合物/无机杂化体系,使杂化膜的结晶度减少,控制了膜的溶胀,提高膜的溶解选择性能,但膜的溶胀减少会使通量有所下降.加入GA后,使PVA杂化膜溶胀度和溶解选择性都有所提高,表明PVA杂化有利于控制膜在乙醇/水溶液中的溶胀,从而提高膜的分离性能.     

PVA/TiO2杂化膜制备及其固定化酶稳定性的研究

以钛酸正丁酯（TBT）为无机前驱体,采用溶胶凝胶法制备PVA/TiO2杂化膜,并将其作为载体固定化过氧化物酶,探讨了PVA质量分数、pH值,以及VTBT∶V正丁醇对反应体系稳定性的影响.红外光谱检测分析表明杂化膜材料有新键形成,当掺杂TiO2的比为1%时,杂化膜的抗张强度有所提高;固定的过氧化物酶贮存和温度稳定性有所改善,且具有良好的操作稳定性.