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.     

用溶胶-凝胶法快速制备内含金属铁离子的SiO2气凝胶

用正硅酸乙脂(TEOS)、硝酸铁溶液为原料,以丙酮或酒精作为溶剂、氢氟酸或盐酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法制备内含金属铁离子的SiO2气凝胶,并与其它制备SiO2气凝胶的方法做了实验比较,发现这种方法具有反应温度低、速度快、凝固时间短的优点.用红外光谱和X射线衍射以及SEM分析了凝胶的结构和成分.     

溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯制备了TiO2/SiO2复合材料,利用XRD对复合材料的物相结构进行了表征,表明制备的TiO2/SiO2复合材料为锐钛矿型.FTIR表明复合材料形成了Si—O—Ti的网络结构,TG-DTA表明复合材料的热性能提高.以罗丹明B为降解物,探讨了该复合材料的光催化活性,考察了固液比、pH值、时间对降解效果的影响,结果表明,TiO2/SiO2复合材料对罗丹明B降解率明显高于纯TiO2,当固液比为6g/L、pH为6、降解时间为120min时降解率可达到94.59%.     

耐湿性有序介孔SiO2减反射膜的制备及光学性能分析

采用氟硅烷链对有序介孔SiO₂光学减反射薄膜进行表面改性,有效提高其在潮湿环境中的稳定性。以三嵌段共聚物F127为模板剂,以正硅酸四乙酯为前驱物,在酸催化的醇体系中制备SiO₂溶胶。采用提拉法在石英基底上镀制薄膜,经350℃热处理后得到有序介孔SiO₂薄膜,薄膜对中心波长的透射率达到99.83%。通过嫁接氟硅烷链对薄膜表面进行改性,以有效阻止羟基和微孔开口对水蒸气的吸附。薄膜耐湿性测试在相对湿度80%、温度40℃的可控环境中进行,每隔15天进行一次薄膜透射光谱测试,采用光谱拟合方法分析薄膜的光学常数随测试时间的变化。结果表明,在湿度环境下,薄膜结构沿厚度方向具有非均匀性,薄膜折射率由靠近基底的边界到薄膜-空气界面呈非线性下降趋势。     

Pb2+印迹杂化膜的制备、表征及其吸附性能研究

以壳聚糖、钛酸正四丁酯等为主要原料。通过分子印迹技术制备了Pb^2＋印迹杂化膜,并利用红外光谱、TGA对印迹杂化膜的结构进行了表征．研究了溶液中Pb^2＋叶。质量浓度、pH、温度三个因素对印迹杂化膜吸附性能的影响,结果表明：Pb^2＋质量浓度为100mg／L时,pH=3．5左右,温度60℃的条件下,该印迹杂化膜对Pb^2＋有良好的吸附能力．     

PI/TiO2杂化薄膜的制备与性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用溶胶-凝胶法合成TiO2溶胶,通过两步法制备聚酰亚胺(PI)/TiO2杂化薄膜.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射,对杂化薄膜的微观形貌及结构进行表征,讨论了TiO2掺杂量对杂化薄膜紫外-可见光透过率和力学性能的影响.结果表明:PI杂化薄膜中存在TiO2空间网络结构;杂化薄膜与纯膜相比,结晶度下降,透明度也出现一定程度的下降;当TiO2掺杂量为3%时,杂化薄膜表现出较佳的力学性能.     

TiO_2/SiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶 -凝胶法制得 Si O2 胶体 ,并将其与锐钛型 Ti O2 微粒复合制得 Ti O2 / Si O2 催化剂 .用透射电镜 (TEM)观察表面形貌 ,用红外光谱 (IR)和 X-射线衍射 (XRD)表征其结构 .以敌敌畏溶液等为体系 ,考察了 Ti O2 / Si O2 的催化性能 ,同时与单一的锐钛型 Ti O2 作对比 .结果表明 ,Ti O2 / Si O2 具有比 Ti O2 更强的光催化性能     

响应面法优化壳聚糖/TiO2杂化膜的制备及其表征

利用响应面法对溶胶-凝胶法制备的壳聚糖/TiO2杂化膜强度的反应参数进行优化,并利用FT-IR、XRD和SEM等方法对膜材料进行表征.在单因素实验的基础上,采用全因子试验法对壳聚糖的量、乙酸的量、钛酸四丁酯和正丁醇混合液的量三因素进行研究.通过对二次项回归方程求解得出三种因素的最佳配比分别是壳聚糖为0.27 g、冰乙酸为11.6 mL、混合液的量为0.54 mL,试验结果表明此条件下杂化膜的强度预测值为1 731 cN,与实验值接近.FT-IR图谱表明杂化膜有新键的产生,改变了原有的结构;XRD分析说明TiO2在杂化膜中为无定型态;SEM图表明杂化膜中有机相和无机相具有良好的相容性.     

太阳能硅制备过程湿法提纯SiO2的研究

研究了SiO2体系中去除金属和非金属杂质的方法.考察了浸出剂浓度、温度、反应时间、搅拌等因素的影响,采用ICP、SEM等对产品进行了表征,分析了不同工艺条件对杂质去除率的影响程度.当工艺条件为:w(HF)=1.0%与w(H2C2O4)=1.5%在100℃温度下处理60~150目的石英粉4 h,Fe、Ca和P的去除率分别达到了99.8%,72.7%和67.8%,湿法冶金可以去除SiO2中的绝大部分Fe杂质和大部分Ca和P杂质,反应前30 min为化学反应控制,后转为内扩散控制.     

金属银负载型SiO_2杂化膜的制备与性能表征

采用溶胶-凝胶法,制备银掺杂的SiO2杂化溶胶和SiO2杂化膜,考察银的掺杂对杂化溶胶的性能和对杂化膜物理化学结构及水汽稳定性的影响.结果表明:随着银含量的增加,溶胶的黏度、粒径增大,凝胶时间缩短;银在杂化膜中以纳米金属银的形式存在,金属银的掺杂对杂化材料的化学结构基本无影响,但使杂化膜的平均颗粒粒径、孔径和总孔体积略微增加;在水汽环境中陈化后,载银SiO2杂化膜的H2渗透速率略有下降,而H2/CO2分离因子小幅升高;金属银的掺杂增强了SiO2膜的水汽稳定性,实现了杂化膜中H2渗透速率和H2/CO2分离因子的同时增大.     

聚酰亚胺／二氧化硅纳米杂化材料制备

通过溶胶－凝胶方法（sol-gel）,利用已水解的正硅酸乙酯（TEOS）与芳香族的聚酰胺酸（PAA）溶液混和,制备出了不同二氧化硅含量的杂化薄膜。在实验中,首次采用偶联剂来提高无机组分二氧化硅与有机组分聚酰胺酸的相容性,制备各种二氧化硅含量的有机－无机透明的杂化薄膜。扫描电镜分析结果表明,杂化膜的微观相结构与二氧化硅的含量、偶联剂的加入有关。     

耐酸型磺化酚酞侧基聚芳醚砜/氨基化石墨烯杂化膜及渗透汽化醋酸脱水性能

将四乙烯五胺修饰的氨基化石墨烯(reduced graphene oxide modified by tetraethylene pentamine, rGO-TEPA)引入磺化酚酞侧基聚芳醚砜(sulfonated polyarylethersulfone with cardo, SPES-C)中制备了不同填充量的SPES-C/rGO-TEPA杂化膜,并用于醋酸的渗透汽化脱水。采用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM),热重分析(thermogravimetric analyzer, TGA)和水接触角测试对杂化膜进行了表征,考察了杂化膜的溶胀行为,吸附和扩散选择性及分离性能。结果表明:rGO-TEPA在膜内分散均匀,杂化膜表面无缺陷。杂化膜热稳定性优良。rGO-TEPA的引入提高了膜的亲水性和溶胀度。料液温度为50℃时, rGO-TEPA填充量为4%的杂化膜M-4综合分离性能最优,渗透通量和分离因子分别达到0.765 kg/(m~2·h)和96.5。15 d的长期测试和拉伸实验结果证明所得杂化膜具有良好的稳定性和耐酸性能。     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅陶瓷纤维的研究

以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4,TEOS)为原料,盐酸为催化剂制备二氧化硅(SiO2)溶胶,与二醋酸纤维素(SCA)成纤助剂均匀混合制备纺丝液,干法纺丝制备连续SiO2凝胶纤维,最后在空气中热解得到SiO2纤维.SCA显著提高了纺丝液的稳定性,在室温下保存24 h以上也不发生显著变化,克服了普通溶胶在可纺丝黏度范围内稳定性差、可纺丝时间短的缺点.研究了不同H2O/TEOS比例对可纺性的影响.结果表明,当摩尔比为3/1时,纺丝液具有优良的纺丝性,同时实现溶胶稳定性和陶瓷产率的合理优化.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、力学性能测量对纤维进行了表征.     

硅胶整体柱的制备

研究了硅胶整体柱的制备工艺及温度、pH值对凝胶化过程的影响,探讨了凝胶形成的机理.结果表明,以四甲氧基硅烷及聚乙二醇为原料,采用改进的溶胶-凝胶工艺制备的硅胶整体柱,具有微米级鞍形骨架、微米级大孔和纳米级中孔,适合于对大分子量的样品进行高效、快速的分离.     

无机膜在脱盐应用中的研究

水资源短缺问题已成为全球共同关注的问题.无机膜化学稳定性好、耐腐蚀、较高的机械强度以及可在高温等苛刻条件下使用等优点,使其在脱盐领域具有广阔的应用前景.有机膜除了传统的陶瓷膜外,碳基材料等由于其可调的纳米结构以及优异的性能,逐渐成为无机膜领域的研究热点.为了更好地了解不同种类无机膜的特性,拓展无机膜材料在脱盐中的应用.首先对无机膜的分类、理化性质、制备方法、盐滞留机理进行阐述;其次重点对无机膜在脱盐应用中的进展进行综述;最后对其未来在水处理领域的发展趋势做了展望.     

超微二氧化硅的超声制备及影响因素分析

采用溶胶-凝胶法,在醇水氨体系中利用超声波工艺制备超微二氧化硅粉体,其中氨作为反应的催化剂;利用XRD,SEM和IR对制备的样品进行表征.测试结果表明,样品二氧化硅为非晶态球形颗粒,粒度均匀,外形规则,且样品中含有大量羟基.通过单因素实验考察超声波功率、反应温度、反应物摩尔比和氨水质量浓度对样品形貌和粒度的影响,结果表明,超声波功率对样品粒度的影响最大,反应物摩尔配比次之,氨水浓度影响也很可观.     

掺加硅粉及纤维改性再生混凝土性能试验研究

再生混凝土因其能够妥善处理环境与资源的压力,而被广大学者所研究.以硅粉与纤维的不同掺量为变量,设计并制作了再生骨料取代率为30%的再生试块,并对其立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、峰值应变等力学与变形指标进行了研究,探寻硅粉与纤维对其性能的影响规律,为其在工程实践中的应用提供参考依据.结论表明:硅粉增加了再生混凝土的立方体抗压强度,但降低了棱柱体抗压强度,对其他参数的影响呈现出不规则的波动;纤维能够显著的提高再生混凝土的变形性能,使其他各强度值出现不同程度的降低.试验也表明,经过合理设计的硅粉与纤维掺量,能够弥补再生混凝土的缺陷,使其各方面的综合性能达到最优.     

新型钛掺杂硅胶吸附材料的制备及性能

以陶瓷纤维纸为基材,依次经水玻璃、酸性钛盐溶液浸渍制得新型钛掺杂硅胶吸附材料,反应的适宜条件为：钛盐含量（质量分数）30％,外加硫酸浓度1mol／L,浸渍温度80℃,浸渍时间120min,所得新型吸附材料在954cm^-1处的红外特征吸附峰表明,钛离子掺入硅胶网络形成了Ti-O-Si键,扫描电镜结果显示钛掺杂硅胶较好地分散在陶瓷纤维表面及孔隙中,文中还通过X射线能谱揭示了材料中Ti^4＋的存在与含量,多孔介质孔隙分析表明,掺杂材料以中孔为主,与普通硅胶相比,所得新型材料由于钛的掺杂而使比表面积及孔容增大,吸附性能增强,耐热性能也因材料表面形成Ti-O-Si键而提高。