纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。     

二氧化硅-氧化锌溶胶凝胶法制备固相微萃取涂层的研究

采用溶胶-凝胶技术制备了二氧化硅-氧化锌-硅橡胶固相微萃取涂层,通过扫描电子显微镜观察了涂层的表面性貌。应用顶空固相微萃取-气相色谱联用技术分析了水中三氯乙烯和四氯乙烯,检出限分别为0.22 mg·L-1和0.30 mg·L-1,线性相关系数(R)分别为0.999 1和0.994 4,6次测定的相对标准偏差分别为4.21%和3.92%。     

RAFT聚合制备两亲性嵌段共聚物及其应用研究

研究用两亲性嵌段共聚物和纳米二氧化硅制备超疏水表面.采用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)合成了两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚(4-乙烯基吡啶),用红外光谱,核磁共振,凝胶渗透色谱对聚合物进行了表征,将嵌段共聚物接枝到纳米二氧化硅上,形成一个有机无机杂化材料,通过调节pH值来控制杂化材料在水中的聚集行为,构筑了微纳双重结构的粗糙表面.该表面为超疏水表面,对水接触角达151°,滚动角5°.扫描电镜分析表面形貌表明:具有微纳双重结构的类似荷叶表面是形成超疏水的根本原因.     

TiO2/SiO2复合粉体的简易研磨法制备

以硫酸氧钛为钛源,以硅酸钠为硅源,采用简易研磨法制备了比纯TiO2光催化剂表面活性强,光催化性能高的TiO2∕SiO2复合物。借助X射线衍射(XRD),差热分析(TG-DTA)和Fourier变换红外光谱(FTIR)对该复合物进行表征,以活性大红的光催化降解反应对复合物的光催化活性进行评价。制备复合物的最佳条件：硫酸氧钛与硅酸钠的质量比为1:1,煅烧温度为500℃。对于初始质量浓度为50㎎／L的20mL活性大红溶液,当复合物加入量为0.10g时,紫外光下降解60min后活性大红降解率为98.3%,相同条件下TiO2对活性大红的降解率为96.5%。廉价的原料,简易的制备方法,极高的光催化降解效率,可以降低废水处理成本。     

钨/二氧化硅/脲醛树脂多组分复合材料制备与表征

以钨粉为核芯材料,利用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层;通过硅烷化试剂(APTES)的修饰作用,在酸催化条件下,在钨/二氧化硅表面实施甲醛和尿素的缩聚反应,制备得到具有核-壳结构的钨/二氧化硅/脲醛树脂(W/SiO2/UF)多组分复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和傅立叶转变红外(FT-IR)等手段对复合材料的形态、结构和组成等进行了表征.复合材料的导电性测试结果表明,钨粉表面脲醛树脂层包覆后,其电导率由1.7×10-3S/m降低为1.2×10-8 S/m,即钨粉表面包覆层的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料.     

焙烧温度对二氧化硅负载磷钼酸铵催化剂苯硝化活性的影响

以正硅酸乙酯为硅源,利用溶胶-凝胶法,经干燥、焙烧制备了二氧化硅负载磷钼酸铵催化剂,利用XRD、IR和电位滴定对催化剂进行了表征,并以硝酸为硝化剂,对催化剂苯硝化反应的催化性能进行了评价,系统研究了焙烧温度、反应时间、催化剂用量等对催化反应的影响.结果表明,焙烧温度对催化剂的催化性能影响较大,300℃焙烧制备催化剂表现出最高的苯硝化反应催化活性.     

木材表面SiO2/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜的构建

【目的】为获得具有良好机械耐磨性的超疏水木材,构建了木材表面SiO₂/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜。【方法】采用两步法在木材表面构建有机/无机复合超疏水涂层,在木材基底预置透明环氧树脂底层以覆盖木材表面天然微沟槽结构,然后构建SiO₂/环氧树脂/氟硅烷(FAS)复合超疏水薄膜。采用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及傅里叶红外光谱仪对超疏水涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试其疏水、疏油和机械耐磨性能。【结果】木材表面复合超疏水涂层具有精细的微/纳米二元粗糙结构,该结构协同低表面能物质FAS,使木材表面不仅具有良好的超疏水性能(水静态接触角为153°,滚动角低于4°),而且疏油(乙二醇接触角为146°,滚动角低于11°); 经砂纸多次磨擦后木材表面水接触角和滚动角基本不变,超疏水性能保持稳定,超疏水涂层的微纳米结构及疏水物质依然保留,表现出良好的机械耐磨性。【结论】有机/无机复合超疏水涂层体系中,环氧树脂由于黏结作用使得SiO₂纳米粒子与木材基底形成牢固的结合,从而赋予涂层良好的机械稳定性。     

关于“珪素、硅素”的溯源

一日本的情况 《舎密開宗》（初篇、天宝八年（1837）,宇田川榕蓭）中将硅音译为“悉里叟母”（silicium的氧化物）,但在“160章珪土”中,将“SiO2”译为“珪土”。有人误以为这里的“珪土”是日本原有的词语,但事实上这个词是榕蓭新造的。换言之,虽然日本也有人将二氧化硅译为“石英”或“水晶”,但榕蓭却将荷兰语中的Keiaarde（kei是玉石之意,读音与珪（日文读kei）相通,aarde是土之意）直译为“珪土”,由此创造了这个词。其后的元素名“珪素”就源于“珪土”,但《舎密開宗》中并未出现“珪素”一词。     

醇酯法表面改性超细二氧化硅的研究

研究了几种不同的正烷醇对二氧化硅超细颗粒进行改性时,改性剂的链长、用量、反应温度、反应时间等条件对改性后二氧化硅的疏水性的影响,找出了改性反应的最佳条件,并对其影响原因做了分析。研究结果表明,醇酯法对二氧化硅超细颗粒进行改性时的最佳条件是：正烷醇的碳链长度大于8,改性剂用量10％～15％,反应温度225℃,反应时间3h。     

介孔二氧化硅SBA-15负载纳米氧化铜的合成和表征

采用两步法合成介孔二氧化硅SBA-15负载纳米氧化铜复合材料,通过XRD、TEM、氮气吸附脱附装置对负载氧化铜前后的样品进行了分析表征,研究发现SBA-15负载氧化铜以后依然保持六方形介孔结构,材料的BET比表面积和孔隙率下降,孔径减小.