杂化SiO2微孔膜膜厚对Mg2+、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TiO2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SiO2微孔膜.采用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附法对杂化SiO2粉体的微观结构进行表征,并考察了膜厚对杂化SiO2微孔膜的纯水渗透性能和对Mg2+、LLi+截留性能的影响.结果...     

以双硅源为前驱体调控制备SiO2杂化膜及其脱盐性能

该文以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为硅源,采用溶胶-凝胶法制备SiO₂杂化膜.探究了物质的量比例n(APTES):n(BTESE)对SiO₂杂化膜的结构及其脱盐性能的影响.XRD、TEM等表征结果表明:在APTES与BTESE发生水解共缩合反应时SiO₂膜仍是非晶态结构,其结构没有发生变化.在30 ℃下、质量分数为3.5%的NaCl溶液中,当n(APTES):n(BTESE)=5:95时,优化制备的SiO₂杂化膜的水通量为15.6 kg·m^-2·h^-1,盐截留率接近100%.     

苯基官能化乙烷桥键介孔材料的合成及其吸附性能研究

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷( BTSE)和正硅酸乙酯(TEOS)为混合硅源前驱物,苯基三甲氧基硅烷(PTMS)为偶联剂,聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物(P123)为模板剂,采用一步法在酸性溶液中直接合成了苯基官能化乙烷桥键有序介孔材料(Ph-PMOs),并用红外光谱(FT-IR)、小角X射线衍射(SAXRD...     

半互穿网络法制备有机/无机杂化阴离子交换膜

以1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷杂化改性的聚乙烯醇(PVA)为聚合物基底,以溴化聚乙烯亚胺(BPEI)为阳离子聚电解质,采用半互穿网络法制备新型阴离子交换膜.对含水率、离子交换容量及膜的形态进行了考察,并测试了膜的电导率及甲醇渗透率以研究其在直接甲醇燃料电池中的应用.测试结果表明,BPEI质量分数在40％时,PVA与BPEI互容性较好,无明显相分离现象产生.BPEI质量分数为20％的阴离子交换膜具有较好的综合性能,其在30℃下的电导率和甲醇渗透率分别为1.32×10-2 S/cm和7.88×10-7 cm-2·s-1.     

2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备

以2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)为活性功能层,聚砜超滤膜为支撑层,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为交联剂,制备了一种荷正电复合纳滤膜.探讨了HACC浓度、HDI浓度、交联温度等制备条件对膜性能的影响.通过电镜扫描对膜的结构进行了表征,显示了该膜的复合结构.复合膜的截留相对分子质量为500左右,膜孔径约为0.71 nm.并且,对膜的性能进行了测试,探索了操作压力、料液浓度、料液类型等操作条件对膜性能的影响.其中,在20℃,复合膜的纯水渗透系数为13.6 L/(h.m2.MPa);对不同无机盐的截留顺序为:MgCl2>NaCl>KCl>MgSO4>Na2SO4>K2SO4,呈现荷正电纳滤膜的特征.     

Al、Co、Sc掺杂SiO2微纳材料的制备、结构表征及其对Cr3+和Mn2+的吸附特性

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,CTAB或SDBS为模板,带结晶水的无机盐(六水氯化铝、六水氯化钴、六水氯化钪)为掺杂物,采用固-固反应法分别制备了Al、Co、Sc单掺杂的SiO_2粉体材料。采用XRD、SEM、FTIR等分析手段对所制备粉体材料的结构、形貌等进行了表征;考察了不同表面活性剂、掺杂物、焙烧温度等对SiO_2粉体材料吸附性能的影响。结果表明,SiO_2微纳粉体材料的形貌为不规则团聚块体,其尺寸处在50 nm～10μm,金属掺杂引起纯SiO_2粉体材料XRD衍射峰的微小偏移,红外吸收谱带发生红移,其中以Al-SiO_2发生红移程度为最大(1065 cm~(-1)→1081 cm~(-1));对Cr~(3+)、Mn~(2+)的吸附率均比纯SiO_2高,并呈现出以下顺序:Al-SiO_2Co-SiO_2Sc-SiO_2SiO_2。相同条件下,以CTAB为模板比以SDBS为模板所得的Al-SiO_2微纳材料对Cr~(3+)、Mn~(2+)的吸附率大,比纯SiO_2粉体的吸附率分别提高了88.5%和90%。     

(R)-9-[2-(磷酸甲氧)丙基]腺嘌呤合成方法的改进

在(R)-9-(2-羟丙基)腺嘌呤与对甲苯磺酰氧甲基磷酸二乙酯的反应中,用新鲜制备的叔丁醇锂N,N-二甲基甲酰胺溶液代替叔丁醇锂四氢呋喃溶液脱去(R)-9-(2-羟丙基)腺嘌呤中羟基上的质子,从而使得反应在较为安全的状态下进行。此外,在脱去(R)-9-[2-(二乙氧基磷酰甲氧)丙基]腺嘌呤中的乙基时,将(R)-9-[2-(二乙氧基磷酰甲氧)丙基]腺嘌呤与三甲基溴硅烷的摩尔比由原先的1∶6变化到1∶4.5。核磁共振和质谱分析表明改进后产物的化学结构与原工艺获得的产物结构相同。     

SiO_2/含氟硅聚丙烯酸酯超疏水杂化涂层的制备及性能

采用溶胶-凝胶法,在含氟硅聚丙烯酸酯(FSiPA)乳液中以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为改性剂合成疏水性二氧化硅(SiO_2)纳米粒子,将所制SiO_2/FSiPA杂化乳液喷涂在玻璃表面得到超疏水涂层.考察了FSiPA乳液用量和MTES/TEOS物质的量比(M/T)对涂层表面性能的影响,分析了M/T值对涂层微观形貌的影响;讨论了杂化涂层的形成机理,比较了具有相同倾角的超疏水涂层与普通疏水涂层表面的自清洁特性.结果表明,当FSiPA乳液用量为15%及M/T为5时,涂层表面具有很好的成膜性和自清洁特性,疏水性SiO_2纳米粒子能够在涂层表面建立起微纳米粗糙结构,涂层与水的静态接触角(WCA)为154.0°.     

用于直接甲醇燃料电池的交联型SPEEK/SiO_2杂化质子交换膜

为提高用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的尺寸稳定性,制得交联型杂化膜。通过将磺化聚醚醚酮(SPEEK)还原改性,并与异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷反应,制得杂化前躯体,再与正硅酸乙酯(TEOS)与TEOS共水解缩合制得不同SiO2质量分数的交联型杂化膜。实验表明:杂化膜中颗粒粒径很小,分布均匀。膜的尺寸稳定性随SiO2质量分数的增大而增强。而甲醇渗透则随着膜中SiO2质量分数的增大呈下降趋势,且远低于未经共水解杂化的磺化聚醚醚酮膜的甲醇渗透。在质子传导方面,相同温度下,质子传导率随着膜中SiO2质量分数增大而降低,并都接近Nafion膜的质子传导率。     

哌嗪嵌入改性聚酰胺复合纳滤膜的研制

选择聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜作为支撑层,选择乙二胺(EDA)为交联剂和均苯三甲酰氯(TMC)反应制备出聚酰胺复合纳滤膜;选择哌嗪(PIP)等二元胺对该聚酰胺复合纳滤膜进行表面改性,比较了不同结构二元胺分子对膜纯水通量的影响,考察了PIP和TMC浓度对膜性能的影响.通过XPS对膜表面化学结构进行表征,证明PIP与TMC反应生成了聚酰胺.通过扫描电镜和原子力显微镜考察了膜的形貌结构,结果表明PIP对聚酰胺复合膜的改性并未影响支撑层的结构,同时降低了膜表面粗糙度.改性后的复合纳滤膜对10,g/L的葡萄糖(相对分子质量180)水溶液的通量和截留率分别为38.3,L/(m~2·h)和96.0%.对不同无机盐的截留顺序为:MgSO~4(97.4%)Na_2SO~4(97.3%)MgCl_2(73.9%,)NaCl(52.4%,),显示荷负电纳滤膜的特性.对海藻酸钠(SA)与牛血清蛋白(BSA)的通量回复率均在85%,以上,显示了其良好的耐污染能力.     

聚酰亚胺/SiO2Al2O3杂化薄膜亚胺化反应分析及分子结构预测

采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/二氧化硅-氧化铝(PI/SiO_2-Al_2O_3)杂化薄膜.运用红外光谱仪、示差扫描量热仪和紫外-可见分光光度计分别测试了亚胺化过程中各阶段杂化膜的特征基团吸收峰的变化,反应热以及紫外-可见光透过率.使用原子力显微镜分析了无机相在亚胺化各阶段的形貌变化.通过这些分析推测了杂化薄膜的分子结构.     

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。     

金属盐硫脲水溶液的稳定性及其对Cu_2ZnSn(S,Se)_4薄膜形成、结构和性能的影响

分别以氯化铜(CuCl_2·H)_2O)、氯化锌(ZnCl_2)、氯化亚锡(SnCl_2·2H)_2O)和硫脲为Cu、Zn、Sn和S源,以去离子水和少量乙醇混合溶液为溶解液,配制出用于制备单一锌黄锡矿结构Cu_2ZnSnS_4(W-CZTS)薄膜的前驱体溶液.研究发现这种前驱体溶液由于化学不稳定会产生沉淀,导致制备的薄膜不是由单一W-CZTS相,而是由W-CZTS和其他杂相组成,且晶体质量很差;当把少量的巯基丙酸(MPA)加入到前驱体溶液中后,不仅可以提高前驱体溶液的化学稳定性、避免沉淀发生,而且利用加入MPA前驱体溶液及旋涂和硒化技术还可以制备出高致密、大晶粒、单一锌黄锡矿结构的Cu_2ZnSn(S,Se)_4薄膜(W-CZTSSe).以所制备的W-CZTSSe薄膜为吸收层,获得光电转换效率为7.25%的CZTSSe基太阳能电池.此外,还系统研究了前驱体溶液不稳定和MPA提高其稳定性的化学机制.研究表明,在这种前驱体溶液加入少量MPA的方法是一种环境友好型的制备高致密、大晶粒、单一W-CZTSSe薄膜的有效方法.     

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。     

双冠醚的研究：Ⅳ.仲胺型双冠醚及其聚合物的合成及表征

六种用芳(杂)环桥联的席夫碱型双-(苯并15-冠-5)经硼氢化钠甲醇溶液还原制得六种新的仲胺型双(苯并15-冠-5),并用溶液萃取法比较了它们的络合性质. 使覆盖在SiO_2表面上的低分子量的环氧树脂与双冠醚2d的二氯甲烷溶液作用得到含有双冠醚结构单元的冠醚聚合物,并研究了后者对碱金属离子的络合容量.     

CaCl2对葡萄糖纳滤截留率的影响

采用Desal-DK纳滤膜进行中性有机物、CaCl2、葡萄糖/CaCl2混合体系的水溶液纳滤实验与数学模型表征研究。结果表明:CaCl2截留率随本体溶液浓度增大而减小,葡萄糖/CaCl2混合体系中葡萄糖截留率随CaCl2浓度增大而减小。采用道南-立体细孔模型描述CaCl2的截留率变化趋势与实验值吻合良好。实验拟合所得等效孔径、等效膜厚与等效荷电密度随CaCl2浓度增大而增大,表明本体溶液中的CaCl2促使膜孔膨胀。     

溶胶-水热法制备BaTiO3基PTC超细粉体

采用乙酸钡和钛酸四丁酯为原料,用溶胶沉淀与水热相结合的方法制备钛酸钡基正温度系数(PTC)纳米粉体.通过改变KOH强碱溶液用量调节水热反应的pH值,用X射线衍射分析了不同pH值条件下钛酸钡粉体晶相,确定了钛酸钡晶核稳定存在的条件.采用化学沉淀和溶液滴定方法研究了反应前驱物中Ba(AC)2和Ti(OC4H9)4的摩尔比对生成粉体化学计量比的影响.将Ba(AC)2Ti(OC4H9)4按照摩尔比为1配置的前驱物置于饱和氢氧化钡溶液构成的富钡环境下进行水热反应,获得了符合化学计量比、晶粒尺寸30nm左右的立方相钛酸钡纳米粉.在钛酸钡纯粉制备基础之上,将施主元素Y及受主元素Mn在前驱物制备过程中引入,瓷体实现了半导化,并获得了PTC效应.     

基于复合基质的铽杂化材料的合成及性能研究

以正硅酸乙酯作为硅源,异丙醇铝作为铝源,采用化学修饰的方法将其共价键嫁接到3,5-二羟基苯甲酸配体(DHBA)上,得到了前驱体Si-DHBA-Al,然后将前驱体和第2配体1,10-邻菲啉同时与稀土铽离子配位,从而得到了基于Si-Al复合基质的稀土杂化发光材料Tb(Si-DHBA-Al)3phen.通过红外光谱、紫外-可见漫反射、X射线衍射、扫描电镜对材料的结构和形貌进行了表征,同时还研究了稀土杂化材料的荧光性质.结果表明杂化材料发射出铽离子的特征发射光谱,是一种优良的发光材料.     

二苯并噻吩砜类化合物的合成和光学性能

采用Suzuki偶合、傅-克酰基化反应合成3种新化合物:(Ⅰ)3,7-双噻吩基二苯并噻吩砜、(Ⅱ)3,7-双(5-乙酰基噻吩)二苯并噻吩砜、(Ⅲ)3,7-双(对三氟甲基苯基)二苯并噻吩砜;并利用核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)及元素分析方法表征结构,研究3化合物膜及溶液的光学性质。结果显示:新化合物分子具有C2对称性;3,7-双(5-乙酰基噻吩)二苯并噻吩砜在不同溶剂中存在溶剂化效应,其膜的荧光光谱出现非常明显的红移现象。     

纳米SiO_2包覆改性薄片铝粉颜料及其耐酸性研究

以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法在薄片铝粉颜料表面包覆了一层薄而致密的纳米SiO_2层,考察了反应工艺参数对包覆层形貌及耐酸性的影响.通过调节反应温度和时间、铝硅比、水硅比、催化剂用量等工艺条件,可以控制正硅酸乙酯的水解速率、活性硅酸在铝粉粒子表面的吸附速率及缩合速率之间的相对大小,从而控制SiO_2以膜沉积的方式对铝粉进行包覆,得到均匀致密的包覆膜.实验得到较优的条件为:同时滴加正硅酸乙酯和氨水水溶液,控制铝硅比为5.5,水硅比为30,氨水用量3 mL,在40 ℃下反应6 h,铝粉粒子表面的SiO_2包覆层均匀致密,包覆型铝粉在pH＝1的酸溶液中能稳定存在30 d而不产生H_2.