聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜和复合膜的制备与结构研究

采用溶胶-凝胶法和二氧化硅粒子掺杂共混法分别制备了聚酰亚胺/SiO2杂化膜和纳米复合膜.采用红外分光光度计(FTIR)、热重分析仪(TGA)和透射电镜(TEM)表征了所制备膜的结构微观形态和热性能并进行分析对比,结果表明在杂化膜中SiO2在聚酰亚胺基体中可以形成分子级分散,复合膜表现出较强的吸湿性使其热分解温度较低.研究认为,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2介电材料更为合理.     

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。     

PVA/TiO2杂化膜制备及其固定化酶稳定性的研究

以钛酸正丁酯（TBT）为无机前驱体,采用溶胶凝胶法制备PVA/TiO2杂化膜,并将其作为载体固定化过氧化物酶,探讨了PVA质量分数、pH值,以及VTBT∶V正丁醇对反应体系稳定性的影响.红外光谱检测分析表明杂化膜材料有新键形成,当掺杂TiO2的比为1%时,杂化膜的抗张强度有所提高;固定的过氧化物酶贮存和温度稳定性有所改善,且具有良好的操作稳定性.     

二氧化硅溶胶反应物的配比对性能的影响研究

以正硅酸乙酯为前驱体，硝酸作为催化剂，制备了SiO2溶胶．研究了催化剂、水以及乙醇的加入量对溶胶性质的影响，用粘度、凝胶时间、粒径等对溶胶的性能进行了表征．结果表明，当pH〈2时，随着pH的升高，溶胶的粘度减小，凝胶时间增大，SiO2胶粒的粒径则减小；随着水量的不断增加，溶胶的粘度先增大后减小，凝胶时间则先减小后增加，当水酯比（摩尔比）Rw=7．0～8．0时，溶胶的粘度达到最大、凝胶时间达到最小，而SiO2胶粒的粒径则随着水量的增加不断增大：随著乙醇加入量的增加，溶胶体系的粘度降低，凝胶时间延长，二氧化硅粒平的粒径减小．     

SSZ-13分子筛膜在CO2/N2体系中的分离性能研究

使用混合结构导向剂,在摩尔配比为1.00 SiO2:0.10 Na2 O:0.01 Al2 O3:0.10 TMAdaOH:0.10 BTMAOH:80.00 H2 O的溶胶体系中,于大孔管状莫来石支撑体上通过一步水热过程制备了高性能的SSZ-13分子筛膜.膜制备具有很好的可重复性.考察了温度和压力对CO2和N2单气体渗透通过SSZ-13分子筛膜的渗透行为的影响,以及等摩尔CO2/N2气体的分离性能.在压差为0.2 MPa和温度为25℃的条件下,SSZ-13分子筛膜的平均CO2渗透速率和CO2/N2分离选择性分别为1.65×10-7 mol/（ m2·s· Pa）和16.     

Sol-Gel法二氧化硅溶胶的制备及稳定性研究

以正硅酸乙酯为前驱体,硝酸为催化剂,制备了二氧化硅（SiO2）溶胶。研究了催化剂、水、乙醇的加入量及反应时间、反应温度、干燥控制添加剂对溶胶稳定性的影响。结果表明,在保持其它反应条件不变的情况下,随着n（无水乙醇EtOH）/n（正硅酸乙酯TEOS）的增大,溶胶的凝胶时间变长;随着H2O/TEOS摩尔比的增大,溶胶的凝胶时间先变短后变长,水酯摩尔比Rw=9.6左右时溶胶的凝胶时间最短;pH＆lt;2时,随着Rw的增大,溶胶的凝胶时间变短;反应温度的升高及反应时间的延长,都会促使溶胶的凝胶时间变短;添加剂N,N-二甲基甲酰胺可以增加溶胶的稳定性。     

工艺因素对溶胶-凝胶法制备SiO2微球粒径的影响

采用Stber溶胶-凝胶法,在碱性体系中水解正硅酸乙酯(TEOS),制备单分散球形SiO2,研究反应时间、温度、加水量、TEOS浓度、氨水浓度对所制备SiO2粒径大小的影响。结果表明,反应时间对SiO2粒径的影响较小,随着反应时间的延长,颗粒粒径有增大趋势;随着反应温度升高以及加水量、氨水浓度和TEOS浓度增大,SiO2的粒径也增大,但持续增加水的用量,SiO2的粒径会出现变小的趋势。溶胶-凝胶法制备SiO2最佳的工艺条件为:反应时间为3h,温度为45℃,加水量为17.73mol/L,TEOS浓度为0.195mol/L,氨水浓度为0.821mol/L。     

工艺因素对溶胶-凝胶法制备SiO2微球粒径的影响

采用Stober溶胶-凝胶法,在碱性体系中水解正硅酸乙酯(TEOS),制备单分散球形SiO2,研究反应时间、温度、加水量、TEOS浓度、氨水浓度对所制备SiO2粒径大小的影响.结果表明,反应时间对SiO2粒径的影响较小,随着反应时间的延长,颗粒粒径有增大趋势;随着反应温度升高以及加水量、氨水浓度和TEOS浓度增大,SiO2的粒径也增大,但持续增加水的用量,SiO2的粒径会出现变小的趋势.溶胶-凝胶法制备SiO2最佳的工艺条件为:反应时间为3h,温度为45℃,加水量为17.73 mol/L,TEOS浓度为0.195 mol/L,氨水浓度为0.821 mol/L.     

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.     

以廉价高岭土和硅藻土为原料合成方沸石分子筛膜

以廉价高岭土和硅藻土为主要原料,在管状莫来石支撑体上采用2次水热生长法合成了方沸石分子筛膜.通过气体渗透性能测试和XRD、SEM等对膜进行表征,重点考察了合成溶胶中的碱度、合成温度、晶化时间对膜层的晶体形貌和结构以及渗透性能的影响.结果表明:在n（ H2 O）: n（ Na2 O）为200的合成溶胶体系中,合成温度为150℃的条件下晶化反应6 h,可制备出结晶度好且渗透性能较高的纯相方沸石分子筛膜.室温下该膜的氢气渗透率为1.8×10-8 mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2气体分离因子为15,高于其努森扩散值（4.7）.