硅气凝胶超细粉的室温制备及结构研究

利用溶胶凝胶法经室温超临界干燥（ＳＣＤ）制备出具有ｎｍ结构的硅气凝胶超细粉,研究了硅气凝胶超细粉的化学组成和微观结构．实验结果表明,硅气凝胶超细粉的平均粒径约为４μｍ,而这些微粒则是由直径为１０～１００ｎｍ的ＳｉＯ２原粒子和孔径为１０～９０ｎｍ的气孔构成的．在硅气凝胶中含有一定量的羟基,具有较强的吸附性,比表面积高达５４６ｍ２·ｇ－１．     

具有高电活性的聚苯乙烯/聚苯胺核壳材料的制备

采用聚苯乙烯胶体粒子为模板,成功地制备了具有高电化学活性的聚苯乙烯/聚苯胺核壳型纳米复合材料.最终产物的形貌和组成采用扫描电镜、透射电镜和红外光谱技术进行了表征.循环伏安实验结果发现,该复合材料不仅在酸性条件下具有很强的电化学活性,而且在中性条件下也具有一定的氧化还原能力,并且通过四氢呋喃将聚苯乙烯除去后还可以得到聚苯胺的空心球.这种在中性条件下具有氧化还原能力的聚苯乙烯/聚苯胺核壳型纳米复合材料在生物传感器领域具有潜在的应用前景.     

纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料的制备方法及研究进展

首先,综述几种主要类型的纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料的最新研究和应用进展,介绍相应的制备方法及其优缺点,然后总结纳米铁氧体基核壳结构复合吸波材料研究领域面临的主要问题,最后展望未来的研究发展方向.     

核壳结构Bi/WO_x复合粉体材料的可控合成

以α-Bi2O3和WO3为原料,采用高能球磨法制备核壳结构Bi/WOx复合粉体材料.当添加0.1 mL无水乙醇,球磨15h时,得到的产物纯度较高,粒径分布为50¹20nm.通过XRD分析可知,所得Bi/WOx复合粉体材料为非晶态氧化钨包裹六方相晶态Bi的核壳结构,其中Bi晶核尺寸约为20120nm.通过XRD分析可知,所得Bi/WOx复合粉体材料为非晶态氧化钨包裹六方相晶态Bi的核壳结构,其中Bi晶核尺寸约为20⁹0nm,壳层厚度约为30nm.     

介孔SBA-15/SiO2气凝胶硅-硅复合材料的制备和性能

以有序介孔二氧化硅颗粒SBA-15 为添加剂,利用酸碱两步法制备 SBA-15/SiO2气凝胶硅- 硅复合材料. 研究SBA-15添加量对气凝胶复合材料的形成过程和性能的影响,采用扫描电镜和氮气吸附-脱附对样品的结构进行表征,并测试其力学性能和热导率. 结果表明:少量有序介孔二氧化硅材料SBA-15的加入能大大缩短二氧化硅气凝胶形成时间,提高气凝胶复合材料的力学性能,并保持较低的热导率,而材料的比表面积仅略有下降.     

导电聚苯胺/聚苯乙烯核/壳结构复合微球的制备

通过化学改性对聚苯乙烯微球进行磺化处理，引入亲水性的磺酸基，采用原住聚合的方式，在磺酸根的掺杂下制备了具有核／壳结构的导电聚苯胺／聚苯乙烯复合微球。复合微球中聚苯胺含量为19．3％时导电率约为0．10S／cm，与用聚苯乙烯磺酸本体掺杂的导电率相当。     

硅气凝胶保温材料的绝热机理研究

硅气凝胶是目前质量最轻的固体材料,俗称固体烟。其独特的纳米孔三维骨架结构使其在绝热保温领域性能卓越。该文从热量传递的三大途径入手,分析研究了硅气凝胶保温材料在气相绝热、固相绝热和辐射绝热方面的绝热机理。气相绝热方面硅气凝胶的纳米孔阻隔了气体分子的碰撞传热,固相绝热方面硅气凝胶极低的密度使得固相绝热性能优异,辐射绝热方面通过提高硅气凝胶的消光系数可以提高其高温辐射绝热性能。经过该文研究为进一步提高硅气凝胶综合绝热性能奠定了理论基础。     

超声波作用下的化学浴法制备聚苯乙烯/CdS纳米核壳复合材料

以聚苯乙烯为模板,采用超声波作用下的化学浴法制备了具有核-壳结构的聚苯乙烯/CdS纳米复合材料。利用SEM、TEM、EDS、XRD和FT-IR等测试手段对样品的结构、粒径大小、组成等进行了表征。结果表明:该方法制备的聚苯乙烯/CdS材料具有明显的核壳结构,粒径可控,单分散性良好,机械强度较高。通过废水模拟实验表明该材料具有良好的可见光催化性能,而且可以重复利用。制备方法反应速度快,产率高,工艺过程简单、安全,为后续工作的开展提供了依据。     

前驱物种类对氧化铁/氧化硅核壳结构制备的影响

分别以Fe3O4、β-FeOOH、和α-Fe2O3作为前驱物,采用Stober水解法制备了氧化铁/氧化硅核壳结构,研究了前驱物种类和原料用量对二氧化硅包覆过程的影响.随着氨水和TEOS用量的增加,包覆层厚度增加,包覆更加均匀.对样品进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)表征.实验结果表明,在三种类型的前驱物中,二氧化硅在β-FeOOH表面包覆最均匀,包覆效果最好.     

十二醇/三聚氰胺-甲醛核壳结构材料的制备

采用原位聚合法以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材、十二醇为芯材,合成了十二醇/三聚氰胺-甲醛核壳结构材料.研究了复相乳液形成区、反应物摩尔比及反应条件对合成的影响,确定了合适的反应工艺,并利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、热失重分析仪及激光粒度分析仪对产物进行红外特征吸收光谱、表面形态、粒径分布以及热质量损失情况的分析.结果表明,该材料具有良好的外观特性及热稳定性,可用于特种涂料的制备.     

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.     

多层核-壳结构高分子-钨-二氧化硅复合微球的制备研究

以反相悬浮聚合法制备的P（AM—co—MAA）高分子微凝胶为模板，经过离心沉积法制备得到了P（AM—co—MAA）-W复合微球，然后对复合微球进行表面修饰，最终在其表面直接包覆纳米二氧化硅颗粒，得到了具有多层核一壳结构的P（AM—co—MAA）-W—SiO2复合微球材料．通过扫描电镜（SEM）、傅立叶变换-红外光谱（FT-IR）和X射线衍射等手段对复合微球进行了一系列的表征，结果表明在高分子微凝胶表面形成了完整的金属钨和二氧化硅壳层、     

CNTs/mesostructured silica core-shell nanowires via interfacial surfactant templating

Carbon nanotubes (CNTs)/mesostructured silica core-shell nanowires with a carbon nanotube core and controllable highly ordered periodic mesoporous silica shell are syntheiszed via the interfacial surfactant template. The core-shell nanowires are characterized by transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction pattern (XRD) and nitrogen sorption/desorption. The results indicate that the core-shell nanowires have highly ordered periodic mesoporous silica shell (space group p6mm), high BET surface area and narrow pore size distribution. Moreover, the morphology of core-shell nanowires can be controlled by the pH value. The core-shell nanowires have promising applications in biosensors, nanoprobes and energy storage due to their good dispersibility in polar solvents. Supported by the Australian Research Council (ARC) through Discovery Project program (DP0452461)     

低密度气凝胶的高温结构变化及其耐温性研究

以正硅酸乙酯为原料,采用二步法制备了密度为30 kg/m³的二氧化硅低密度气凝胶块体材料。将低密度气凝胶分别在100、400、600、700、800、900、1 000 ℃下处理后,使用扫描电子显微镜（SEM）、氮吸附等手段表征高温下低密度气凝胶微观结构变化趋势,并与同等条件下处理的密度为100 kg/m³气凝胶的比表面积进行对比。结果表明：在处理温度超过700 ℃后,低密度气凝胶比表面积出现明显下降,纳米多孔结构出现收缩和坍塌,因此其高温耐受温度为700 ℃。虽然密度为30 kg/m³的二氧化硅气凝胶材料具有更为纤细的网络结构和更高表面活性的纳米组成颗粒,但是由于高温下纳米颗粒反应收缩程度大于纳米颗粒尺寸效应,其表现出与100 kg/m³密度的气凝胶材料相同的耐温性。     

MTES疏水改性SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的制备及结构表征

采用原位聚合法,以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为疏水改性剂,活性炭为载体,制备疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料。采用接触角分析仪、N2吸附法、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的表面特性和结构进行表征。结果表明:所制备的疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的接触角为156°、比表面积为759.2 m2/g、孔体积为4.38 cm3/g,最可几孔径是32nm,孔径主要分布为1～50 nm,疏水SiO2气凝胶均匀地分散于活性炭表面。     

Fe/Au核壳复合纳米粒子的制备及表征

在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正丁醇、正辛烷和水组成的反胶束体系中,用NaBH4作为还原剂前后连续还原硫酸亚铁和氯金酸,在反胶束体系内先生成Fe核,HAuCl4水溶液的加入增大了反胶束的尺寸,由于过量的NaBH4的存在,Au在Fe外层被还啄,生成Fe／Au核壳复合纳米粒子,采用光子相关谱(PCS)、透射电镜(TEM)、俄歇电子能谱(AES)、扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等表征,结果表明得到的Fe／Au核壳复合纳米粒子粒径约为27nm,Au和Fe的质量比大致为3：1,Au作为壳层包覆在Fe纳米粒子外面．     

反胶束体系中Fe_3O_4/SiO_2核壳结构纳米粒子的制备和表征

在反胶束体系中制备Fe3O4/SiO2核壳结构纳米粒子,并利用透射电子显微镜表征颗粒的结构和形貌.首先,在水体系中采用共沉淀法制备平均粒径为13 nm的Fe3O4纳米粒子,并用有机小分子柠檬酸对其进行表面修饰,加入氨水后形成稳定的Fe3O4胶体溶液.然后,将此胶体溶液作为水相滴加到Triton X-100/环己烷/正丁醇的表面活性剂/油相/助表面活性剂溶液体系中,搅拌后形成稳定的油包水反胶束体系.在反胶束内以氨水为催化剂,使正硅酸乙酯水解,从而获得SiO2包覆的Fe3O4核壳结构纳米粒子.实验结果表明,改变水和表面活性剂Triton X-100的浓度比ω,可以达到调控核壳结构纳米粒子形貌的目的.当ω=9时,可获得尺寸均匀、平均粒径约为100 nm的Fe3O4/SiO2核壳结构纳米粒子.     

环境气压干燥新工艺快速合成SiO2气凝胶研究

以廉价的水玻璃为硅源,用乙醇（EtOH）／三甲基氯硅烷（TMCS）／庚烷混合溶液浸泡水凝胺,使对水凝胶的溶剂交换和表面改性在一步完成,在环境干燥条件下合成了SiO2气凝肢．所合成的SiO2气凝肢为轻质透明的块状固体,密度为0．128～0．165g／cm^3,孔隙率92．4％～94．2％．利用FT—IR、SEM、TEM和BET吸附对气凝肢的微观结构和形貌进行了研究,结果表明,气凝胶为纳米介孔结构,粒子直径和孔径分布均匀,断面呈现明显的蜂窝状结构,孔径13nm左右,比表面积约618m^2／g,表面带有较多的Si—CH3基团．