Sr掺杂SiO2膜的制备及其脱盐性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅烷前驱体,以氯化锶(SrCl₂)为Sr源,采用溶胶-凝胶法制备了Sr掺杂的SiO₂膜.通过系列表征结果证实:在水解缩合反应过程中Sr被掺杂到SiO₂骨架中,形成了水热稳定的Si—O—Sr键,明显地改变了膜的表面形貌、微观结构和亲水性,从而提高了膜的脱盐性能和稳定性.在优化合成条件(n(Sr):n(TEOS)=0.075:1.000)下所制备的Sr/SiO₂膜的脱盐性能最佳.在60 ℃条件下,当以质量分数为3.5%的NaCl溶液为进料液时,该膜的水通量高达20.7 kg·m^-2·h^-1,盐截留率接近100.0%.此外,在35～60 ℃连续性温度循环测试中,该膜显示出了优异的水热稳定性.     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.     

以倍半硅氧烷为前驱体的管式有机-无机杂化SiO2纳滤膜的制备

以双(三乙氧基硅基)甲烷(BTESM)、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)和1,8-双(三乙氧基硅基)辛烷(BTESO)为前驱体,制备BTESM、BTESE和BTESO粉体,通过热分析仪(TG)、N_2吸附-脱附比表面分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和纳米粒度分析仪对粉体的热稳定性、结构和荷电性能进行表征。以BTESE粉末为前驱体,Al_2O_3管式膜为支撑体,采用溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化SiO_2膜,考察有机-无机杂化SiO_2膜对不同无机盐溶液的分离性能。结果表明:BTESE粉末的热稳定性最好,在400℃时质量损失率仅为16.1%;粉体的孔径集中分布于0.6～0.65 nm;BTESE粉体呈负电性,在一价和二价阳离子溶液中,Zeta电位值之差为17.6 mV,呈现明显的荷电特性;BTESE更适合用作盐湖中镁锂分离的膜材料,BTESE杂化膜对浓度为0.002 mol/L的5种无机盐的截留率顺序为R(Na_2SO_4)R(LiCl)R(NaCl)R(MgCl_2)R(CaCl_2);BTESE杂化膜对LiCl溶液的截留率为68.9%,对MgCl_2溶液的截留率为23.9%。     

杂化SiO_2微孔膜膜厚对Mg~(2+)、Li~+截留性能的影响

以1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为前驱体,在TiO_2管式载体上通过控制涂膜次数制备出不同膜厚且完整无缺陷的杂化SiO_2微孔膜。采用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、N_2吸附-脱附法对杂化SiO_2粉体的微观结构进行表征,并考察了膜厚对杂化SiO_2微孔膜的纯水渗透性能和对Mg~(2+)、Li~+截留性能的影响。结果表明,随着杂化SiO_2微孔膜膜厚从1.16增加到1.45μm,杂化SiO_2微孔膜的纯水渗透率从245.4下降到29.2 L/(m~2·h·MPa),杂化SiO_2微孔膜对0.01 mol/L LiCl溶液的截留率从31.1%增加到66.3%,对0.01 mol/L MgCl_2溶液的截留率从0.9%增加到2.4%。同时,杂化SiO_2微孔膜对0.01 mol/L LiCl溶液和MgCl_2溶液的截留率之差由30.2%增加到63.1%,具有良好的镁锂分离性能。在1.0 MPa压力下过滤8 h后,膜厚为1.28μm的杂化SiO_2微孔膜的纯水渗透率和对0.01 mol/L LiCl溶液的截留率分别稳定在109.9 L/(m~2·h·MPa)和50.4%。     

稻壳碱溶活化制备P型分子筛

以农业副产物稻壳为硅源、 硫酸铝为铝源, 通过炭化、 碱溶和水热合成工艺, 无需老化过程及添加晶种制备了洗涤助剂P型分子筛, 并考察了硅铝比、 碱度比、 反应时间和反应温度对合成分子筛的影响. 实验结果表明, 分子筛合成的最佳条件为： n(Na₂O) ∶n(SiO₂)=1.43, n(SiO₂) ∶n(Al₂O₃)=4,  n(H₂O) ∶n(Na₂O)=18.3, 在85 ℃反应8 h. 产品的XRD和SEM表征表明, 上述条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度, 无杂相且晶粒细小, 其Ca^2+交换容量可达330 mg/g.     

聚偏氟乙烯/磷酸化纳米二氧化硅螯合金属锆杂化膜

结合原位合成法和相转化法,利用正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂3氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性制备聚偏氟乙烯(PVDF)/氨基化纳米二氧化硅(NH 2-SiO 2)杂化膜,然后通过磷酸化处理,固定螯合金属锆(Zr),从而提高杂化膜对卵清蛋白的吸附能力,同时改善了杂化膜的亲水性能。当TEOS质量分数为8%时,改性后的磷酸化Zr+PVDF/NH 2-SiO 2杂化膜对卵清蛋白吸附量达到最大,为150.7 mg/g,且其经过4次吸附洗脱重复循环后对卵清蛋白的解吸附率保持在80%以上,显示该杂化膜具有良好的重复吸附和解吸附能力。     

SiO2包覆对爆炸喷涂自敏涂层发光和摩擦性能的影响

采用溶胶-凝胶法在铝酸锶荧光粉表面包覆SiO₂层,以45号钢为基体,采用爆炸喷涂技术制备不同SiO₂包覆质量分数下的SrAl₂O₄∶Eu²⁺, Dy³⁺/Cu-14Al-X自敏复合涂层.对比研究了不同包覆质量分数下铝酸锶粉末与自敏涂层的发射光谱和余辉衰减曲线,复合涂层的摩擦系数与磨损量以及SiO₂包覆质量分数对自敏涂层的发光性能和摩擦学行为的影响.结果表明:SiO₂包覆使得铝酸锶在爆炸喷涂制备过程中得到了保护,提高了涂层的发光性能.随着SiO₂包覆质量分数的增加,复合涂层结构致密度、硬度和耐磨性提高.20%包覆质量分数下铝酸锶粉末硬度为564.5HV,比未包覆铝酸锶粉末的涂层提高了38%.由于破碎后的SiO₂包覆层具有自润滑效果,包覆后复合涂层的摩擦系数相对稳定,15%SiO₂包覆质量分数下复合涂层摩擦系数为0.182,具有最优的摩擦性能.     

构树叶制备介孔TiO2/SiO2复合材料的光催化性能及其动力学研究

以构树叶为生物模板和硅源,以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体,采用浸渍法制备了不同质量分数(w(TiO₂)=0、2.6%、4.0%、5.5%、7.0%和8.6%)的TiO₂/SiO₂复合材料.采用XRD、FTIR、SEM、XPS、TEM、BET、XRF、UV-Vis DRS等对复合材料进行了表征.结果表明,TiO₂/SiO₂复合材料主要由锐钛矿相TiO₂组成,形成了平均粒径为500 nm的纳米球.该材料具有典型的介孔结构,平均孔径为7.2 nm,比表面积为50.42 m~2/g.以罗丹明B作为模型,在紫外光照射下进行光催化降解实验来评价不同材料的光催化活性及进行动力学研究.实验结果表明,与w(TiO₂)=0催化剂相比,改变TiO₂质量分数所制备的TiO₂/SiO₂材料均表现出较强的光催化活性,其中掺杂w(TiO₂)=5.5%的催化剂具有最优的催化性能...     

基于多巴胺的杂化膜界面优化及其气体分离性能强化

采用仿生黏合剂多巴胺改性二氧化硅纳米颗粒（PDA@SiO₂）并与聚乙烯醇（PVA）高分子基质共混，再将获得的PVA-PDA@SiO₂杂化材料涂覆到聚砜（PSf）中空纤维支撑层表面制备中空纤维复合膜用于丙烯气体除湿，研究了杂化膜的微观形貌、晶态结构、高分子链运动性、自由体积特性等物理化学性质。实验结果表明，当填充剂PDA@SiO₂含量（质量分数，下同）为1%时，在298 K、原料气水含量为0.5%的条件下，PVA-PDA@SiO₂/PSf膜分离因子为24 837，是PVA/PSf膜的12.7倍，渗透系数为904 GPU[1 GPU=7.501×10^-10 cm³/（cm²·s·Pa）]，是PVA/PSf膜的3.6倍。仿生黏合剂多巴胺的多重相互作用可改善PVA与填充剂SiO₂的界面相容性，进而提升杂化膜的分离性能。     

从硼泥中提取硅、硼的新工艺

以硼泥为原料,硼泥与碳酸钠混合后在900℃下焙烧2h,采用碱浸法回收焙烧后硼泥中的SiO₂和B₂O₃.通过TG-DSC曲线分析了焙烧阶段的反应过程.通过单因素试验研究了碱浸阶段:n(NaOH)/n(SiO₂)、反应温度、反应时间、液固质量比等条件对硼泥中的SiO₂和B₂O₃提取率的影响.通过正交试验,确定了影响SiO₂提取率各因素之间的主次关系依次为:n(NaOH)/n(SiO₂)＞液固质量比＞反应时间＞反应温度,影响B₂O₃提取率各因素之间的主次关系为:反应时间＞反应温度＞n(NaOH)/n(SiO₂)＞液固质量比.最佳的回收条件:n(NaOH)/n(SiO₂)为25,反应温度为50℃,反应时间为40min,液固质量比为8,在此条件下SiO₂的提取率为83.11%,B₂O₃的提取率为75.28%.     

聚磺酰胺/聚乙烯(PSA/PE)耐酸复合膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以间苯二磺酰氯(BDSC)为有机相单体、二胺和多胺类化合物为水相单体,通过界面聚合法在聚乙烯(PE)微滤膜上制备了聚磺酰胺(PSA)/PE渗透汽化复合膜。经配方和工艺优化,确定了PSA/PE复合膜的制备条件为：将聚乙烯亚胺(PEI)与间苯二胺(MPD)以5∶1的质量比共混作为水相单体,将PE膜直接浸润到水相中,然后浸入含有0.5%BDSC的有机相中进行界面聚合反应。测定了在优化条件下制备的PSA/PE复合膜的渗透汽化脱盐性能和耐酸性,结果表明：在料液为3.5% NaCl水溶液、温度为75 ℃的条件下,PSA/PE复合膜的水通量为35.1 kg/(m²·h),截盐率达99.85%;在20% H₂SO₄溶液中浸泡6个月后,其脱盐性能不变,化学结构稳定。     

聚磺酰胺/聚乙烯(PSA/PE)耐酸复合膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以间苯二磺酰氯(BDSC)为有机相单体、二胺和多胺类化合物为水相单体,通过界面聚合法在聚乙烯(PE)微滤膜上制备了聚磺酰胺(PSA)/PE渗透汽化复合膜。经配方和工艺优化,确定了PSA/PE复合膜的制备条件为：将聚乙烯亚胺(PEI)与间苯二胺(MPD)以5∶1的质量比共混作为水相单体,将PE膜直接浸润到水相中,然后浸入含有0.5%BDSC的有机相中进行界面聚合反应。测定了在优化条件下制备的PSA/PE复合膜的渗透汽化脱盐性能和耐酸性,结果表明：在料液为3.5% NaCl水溶液、温度为75 ℃的条件下,PSA/PE复合膜的水通量为35.1 kg/(m²·h),截盐率达99.85%;在20% H₂SO₄溶液中浸泡6个月后,其脱盐性能不变,化学结构稳定。     

超疏水CF4等离子体改性PVDF膜及其DCMD性能

采用低温CF₄等离子体技术,通过化学气相沉积,将一般疏水聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面成功改性为接触角为169.5°±4.9°的超疏水表面,研究改性后的超疏水膜的直接接触式膜蒸馏（DCMI）)过程结果表明:当进料液为4%的NaCl溶液时,高温侧温度70.5℃,改性膜通量为26.5 kg/（m²·h）,截留率高达99.976 6%。     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

一种新型氢化诺卜基双子季铵盐的合成及其抑菌活性研究

该文首先由N,N-二甲基乙醇胺与己二酸反应合成己二酸二(β-二甲胺基)乙酯,然后将己二酸二(β-二甲胺基)乙酯与氢化诺卜基溴按物质的量比例为1.0∶2.1进行反应,合成一种含二元酸酯基的氢化诺卜基双子季铵盐.产物结构用红外光谱、核磁共振(氢谱、碳谱)和质谱进行表征,用菌丝生长速率法评价了该季铵盐化合物对10种植物病原真菌的生长抑制作用.实验结果表明：当药液质量浓度为100.0 mg·L^-1时,该季铵盐化合物对松枯梢病病原菌、烟草黑胫病病原菌、彩绒革盖菌和七叶树壳梭孢菌的抑制率达97.0%～100.0%,远高于百菌清的抑制率,对水稻纹枯病病原菌的抑制率接近90.0%;当药液质量浓度为50.0 mg·L^-1时,该季铵盐化合物对以上5种病原菌的抑制率分别为100.0%、88.8%、86.8%、84.4%和77.2%,均超过对照样百菌清的抑制率.     

NaY9(SiO4)6O2: Bi3+,Eu3+荧光材料的合成及温敏特性

为寻找高性能荧光温敏探针材料,用荧光强度比率法,对NaY_9-x-y(SiO₄)₆O₂:xBi³⁺,yEu³⁺荧光粉体的温敏特性进行了研究.结果表明:该材料中存在Bi³⁺→ Eu³⁺的高效能量传递,单一波段激发Bi³⁺发光离子,可获得Bi³⁺和Eu³⁺的双发射荧光光谱;温度升高时,Eu³⁺发射光谱的猝灭速率比Bi³⁺缓慢;根据不同温度下2种发光光谱强度的比值,获得了NaY_6.192(SiO₄)₆O₂:0.108Bi³⁺,2.7Eu³⁺在300~450 K最高相对灵敏度为1.51 %·K^-1,大大优于可实用温敏材料的相对灵敏度数值(0.3 %·K^-1),该材料具有较大的实际应用前景.