纳米二氧化硅的制备、改性与应用研究进展

纳米SiO2是重要的无机固体材料，对于诸多行业产品的提档升级具有重要意义．介绍了纳米SiO2的一般制备方法，对各种制法的优缺点进行了评述；阐明了改性机理，列举了常见的改性方法；对具体的应用作了简要的概括，分别讲述了纳米SiO2在各个应用所表现的优越性能和一些奇异特性．     

纳米Al(OH)3表面改性及其在EVA中的阻燃应用

研究了硅烷偶联剂G湿法表面改性纳米Al(OH)₃（ATH）及其在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）体系中的阻燃应用，确定了G的最佳质量分数1.5％和最佳改性pH值5-6。通过沉降试验、红外光谱及复合材料力学性能等对改性效果进行了表征：改性后粉体在液体石蜡中沉降速度明显降低，红外光谱图表明改性粉体表面有效键合了有机物质，拉伸测试表明添加改性粉体的复合材料力学性能明显提高。将改性纳米ATH应用于EVA阻燃，当无机填料质量分数为55％时，复合材料力学、阻燃性能即可达到性能要求。     

新型环境净化材料-纳米TiO2的性能及应用

介绍了光催化材料纳米TiO2的光化学特性、光催化活性以及超亲水性、综述纳米TiO2薄膜及纳米TiO2粉末的制备方法、光催化降解性能及其影响因素。提高纳米TiO2光催化降解能力的途径。对纳米TiO2进行改性处理。利用纳米TiO2光催化降解有机污染物及超亲水性制成纳米TiO2薄膜玻璃。同时介绍了纳米TiO2在环境净化方面的应用，如作为一种环保催化剂净化空气，净化被污染水体，光催化杀菌，以及制成纳米TiO2改性涂料应用于建筑行业。     

TiO_2光催化剂负载改性和掺杂改性的方法综述

阐述了纳米TiO_2在实际应用中的不足,详细介绍了玻璃类、金属类、吸附剂类、陶瓷类、高分子聚合物等材料对纳米TiO_2进行负载改性以及表面光敏化、表面酸化、半导体复合、贵金属修饰、元素掺杂等对纳米TiO_2进行掺杂改性的研究进展,并对其改性机理进行了分析,最后提出了在今后TiO_2改性研究中的发展方向.     

硝酸剥蚀对纳米铜粉在润滑油中分散特性的影响

对纳米铜粉进行硝酸剥蚀和表面改性,研究剥蚀程度和表面改性剂的用量对纳米铜粉分散性能的影响.应用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FI-IR)对剥蚀和改性后纳米铜粉的组成、颗粒大小、表面状况进行表征.结果表明:硝酸剥蚀可以起到细化纳米铜粉颗粒的作用,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在对纳米铜粉表面改性的同时抑制Cu2O的产生.剥蚀改性后的纳米铜粉的分散稳定性明显优于未剥蚀改性的纳米铜粉.     

无机纳米粒子填充改性聚合物的研究进展

无机纳米粒子改性的聚合物复合材料综合了无机、有机、纳米材料的优良特性 ,在许多领域具有广阔的应用前景 .概述了纳米粒子的结构、特性及表面处理方法、无机纳米粒子与聚合物复合材料的制备方法以及国内外无机纳米粒子对聚合物改性 ,尤其是增强增韧的应用成果进展及改性机理 ,指出了纳米粒子改性聚合物的发展前景与方向     

KH-550改性纳米二氧化硅的研究

用硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO2样品表面进行改性,测定了改性SiO2样品的亲油化度,并用羟基紫外线吸收法测试了改性效果,对所得纳米SiO2样品的改性效果进行了评价,探讨了纳米级SiO2的改性机理.结果表明,改性剂用量、改性温度、改性时间明显地影响改性效果.通过对改性工艺条件的合理调控,实现了用硅烷偶联剂KH-550改性纳米SiO2样品,找到了合适的改性工艺与条件,所得改性纳米SiO2样品具有较高的疏水性.     

纳米ZnO/SBS改性沥青微观结构与共混机理

采用溶剂法并通过合适的改性工艺，将纳米ZnO粒子和SBS加入基质沥青中，制得纳米ZnO／SBS改性沥青．通过荧光显微和电镜技术对纳米ZnO／SBS改性沥青进行微观结构分析，采用红外光谱法对纳米ZnO／SBS改性沥青共混机理进行研究．结果表明：采用溶剂法制备得到的纳米ZnO／SBS改性沥青可以很好地发挥纳米ZnO的特点，改善SBS在基质沥青中的分散效果，提高SBS与沥青界面相的结合能力．纳米ZnO／SBS改性沥青的制备是一个复杂的物理化学过程，改性过程中既发生了物理变化也发生了化学反应．SBS与沥青主要是物理改性，而纳米ZnO与沥青主要是化学改性。     

纳米TiO2的棕榈酸表面改性研究

以亲油改性为目的，选用棕榈酸为改性剂对纳米TiO2进行表面改性，使TiO2表面由亲水疏油性变为亲油疏水性；研究了有机改性的影响因素，并用TEM，IR,Zeta（ξ）电位等多种手段对改性效果进行表征，确定了最佳改性温度和最佳改性时间；结果表明．当改性温度为100℃．改性时间为1．5h时，纳米TiO2的改性效果最好．     

改性纳米金刚石发动机油的研制及应用

针对润滑油添加剂特别是油性剂和极压抗磨剂存在的问题，提出使用改性纳米金刚石发动机油改善油体性能，分析了纳米金刚石特性，阐述了改性纳米金刚石发动机油的配制方式、试验效果，并指出项目的应用将有效改善发动机的动力性能、排放性能。降低城市机动车排放对环境空气的污染，且适用领域广泛。     

Biomimetic preparation and multi-sc ale microstructures of nano-sil ica/polyurethane elastomeric fibers

Bioinspired by the spinning of spider silks,the biomimetic preparation of nano-silica/polyurethane（nano-SiO/TPU） elastomeric fibers with distinctive multi-scale microstructures was successfully implemented.The formation mechanism of the nano-SiO₂/TPU fibers was considered as the integrated mechanism of diffusion,coagulation,self-assembly,and microphase separation,same as that of the native spider silks.The mass ratio of nano-SiO₂ to TPU greatly influenced the external and inner microstructures of the nano-SiO₂ATPU fibers.The formation process of the nano-SiO₂/TPU fibers was simply described as three main stages,and the second stage,such as the adding of the ethanol solvents and nano-SiO₂ in different diameters,was thought to be very crucial for the final external and inner microstructures of the prepared fibers.For example,the adding of the ethanol and the nano-SiO₂ spheres in diameter of 10 nm resulted in the existence of many TPU-self-assembled microspheres mostly spaced apart by the nano-SiO₂ aggregates in the nano-SiOVTPU fibers,while the adding of the ethanol and the nano-SiO₂ spheres in diameter of 100 nm resulted in the existence of the nano-SiO₂ spheres,instead of the TPU-self-assembled microspheres,distributed in the nano-SiO₂/TPU fibers.     

纳米SiO2在提高采收率与降压增注中的应用进展

纳米技术现已广泛应用于生物、医药、材料等多个领域,在石油勘探开发领域也具有诸多潜在应用价值.综述了纳米颗粒在石油开发领域中提高采收率及降压增注的应用进展,石油开发所使用的纳米颗粒可分为金属纳米颗粒、有机纳米颗粒、无机纳米颗粒;针对表面改性后纳米SiO2分散性变差的问题介绍了新型生物表面活性剂等纳米材料分散方法;纳米SiO2提高采收率的主要机理是楔形挤压、润湿反转、降低界面张力及其他提采机理;纳米SiO2降压增注机理为进入地层后形成的疏水膜能改变润湿性、防止黏土膨胀,对于吸附纳米颗粒能否增大孔道半径存在争议.建议今后从纳米SiO2地层匹配性、降压增注解析模型、数值模拟模型以及生物基表面活性剂开展相关的技术研究.     

掺纳米SiO2粉体高性能混凝土力学特性研究

纳米材料因其特殊的物理力学特性而受到广泛的关注。在普通混凝土中掺入不同比例的纳米SiO2粉,并对其力学特性进行深入的实验研究。实验结果表明,0.5%～1%纳米SiO2对混凝土的和易性影响最大。掺1.5%～3%纳米SiO2可显著提高混凝土7 d和28 d的抗压强度,对于混凝土抗压强度来说纳米SiO2的最佳掺量为1.5%的总胶凝材料用量。     

纳米SiO2/TPM/丙烯酰胺复合高强凝胶的制备及性能研究

以纳米SiO2、γ甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)、丙烯酰胺三组分为原料制备了一种复合高强凝胶,断裂伸长率在373％～757％之内,拉伸强度介于70～148 kPa之间.通过调节纳米SiO2和TPM的用量及两者比例,可制备不同力学性能的凝胶.并初步讨论了各组分对增强凝胶力学性能的影响.     

TDI改性纳米SiO2表面

甲苯二异氰酸酯（TDI）中的-NCO基团与纳米SiO     

纳米SiO2和聚乙烯醇纤维对混凝土抗弯拉性能的影响

通过坍落扩展度试验和抗弯拉性能试验,采用4种不同纳米SiO2质量掺量和4种不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量,探讨纳米SiO2和PVA纤维对混凝土拌合物流动性及抗弯拉性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2或PVA纤维掺量的逐渐增加,混凝土拌和物的流动性逐渐降低.纳米SiO2掺量不超过5％时,随着纳米SiO2掺量的增加,混凝土抗弯拉弹性模量以及抗弯拉强度均不断增大;但当纳米SiO2的掺量从5％继续增加到7％时,混凝土抗弯拉弹性模量和抗弯拉强度均有一定下降.当PVA纤维体积掺量低于0.1％时,PVA纤维对纳米混凝土抗弯拉性能的增强作用随纤维体积掺量增加逐渐增大,但当纤维体积掺量超过0.15％时,纳米混凝土抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均有下降趋势,抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量分别在纤维体积掺量为0.15％和0.1％时达到最大值.     

改性纳米SiO2成膜复合涂层对混凝土疏水和抗碳化性能的影响

为了研究改性纳米Si O2+有机成膜涂层对混凝土疏水和抗碳化性能的影响,配制了6种改性和未改性纳米Si O2有机成膜复合涂料,测定了涂覆复合涂料后混凝土的表面接触角,确定了涂料中纳米Si O2的最佳添加量。通过测定涂层混凝土的吸水率发现,改性和未改性纳米Si O2可以显著提高涂层混凝土的憎水性,其中改性纳米Si O2的改善幅度更大,同时混凝土的吸水率与其接触角呈一阶线性负相关的关系;通过涂层混凝土的加速碳化试验发现,改性和未改性纳米Si O2可以有效改善涂层混凝土的抗碳化性能,其中改性纳米Si O2的改善效果更好,而且还发现涂层混凝土的疏水能力和抗碳化性能之间存在正相关关系,即表面涂层疏水性能越强,混凝土抗碳化性能越好。     

动态硫化TPEE/ACM/纳米SiO2复合材料的制备

将热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)和丙烯酸酯橡胶(ACM)共混动态硫化制成一种耐油、耐热的热塑性硫化胶(TPEE/ACM TPVs),并在制备TPEE/ACM TPVs的过程中添加不同量的纳米SiO2,研究了TPEE/ACM共混比和纳米SiO2对TPEE/ACM TPVs动态力学性能、流变性能、力学性能、热稳定性能、耐热老化性能和耐热油性能的影响.研究结果表明:当TPEE/ACM共混比为60/40时,TPVs的综合性能较好;纳米SiO2使TPVs的加工性能变差;TPVs只有一个玻璃化转变温度,纳米SiO2提高了TPVs的玻璃化转变温度;当纳米SiO2添加量为20%(质量分数)时,TPVs的综合力学性能较好;当纳米SiO2添加量为10%或20%时,TPVs的耐热老化性能和耐热油性能较好.     

纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的性能研究

利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面改性,进而通过共混法将改性后的纳米SiO2粒子分散到环氧树脂(Epoxy)中,制备了不同纳米SiO2含量的SiO2/EP复合材料.利用IR,SEM和TGA、阻抗分析仪等研究了SiO2添加量对复合材料微观结构、热稳定性和介电性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,SiO2/EP复合材料的热稳定性逐渐升高,介电常数和损耗因数则呈先降低后增加趋势;当纳米SiO2含量为4%时,纳米颗粒在复合材料中分散均匀,复合材料的热稳定性好,介电性能最优(当测试频率为1GHz,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53).分析了复合材料热稳定和介电性能变化的微观机理.     

稳定剂对乳化沥青蒸发残留物性能的影响

通过测定乳化沥青蒸发残留物15℃延度、25℃针入度、软化点、黏温性、四组分分布以及薄膜烘箱试验(TFOT)老化前后60℃动力黏度比、针入度比和软化点增量,考察纳米二氧化硅(SiO2)、羟乙基纤维素(HEC)和聚乙烯醇(PVA)3种稳定剂对乳化沥青蒸发残留物性能和乳化沥青蒸发残留物TFOT老化前后性能变化的影响。结果表明:3种稳定剂可显著降低蒸发残留物延度,当w(SiO2)=0～1.2%、w(HEC)=0～0.18%、w(PVA)=0～0.18%时,延度呈明显下降趋势,且降低幅度由大到小为加入SiO2、HEC、PVA;针入度受w(SiO2)影响较大,随w(SiO2)的增大呈明显下降趋势,而受w(HEC)和w(PVA)的影响不大;在60～110℃内,黏度随w(SiO2)增大而增大,w(HEC)和w(PVA)对黏度影响不大;3种稳定剂对软化点及四组分分布影响不明显;乳化沥青蒸发残留物老化前后60℃动力黏度比、软化点增量和针入度比受w(SiO2)影响较大,随w(SiO2)的增大分别呈现下降、下降和增大趋势,而受w(HEC)和w(PVA)的影响不大。