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。     

二氧化氮分子的量子化学计算及其紫外光电子能谱的解析研究

本文用从头计算法对二氧化痰分子进行了量子化学研究,并将计算结果用于紫外光电子能谱的解析研究,且对该分子的电子结构作了有意义的讨论.计算所得的二氧化痰分子稳定几何构型与实验测定值完全相符;此构型的分子基态电子组态中,两个n型分子轨道1b_1和1a_2均填两个电子,形成Π_3~4π键;并根据分子轨道等值线图所表明的成键性质,对光电子能谱实验作出了令人满意的阐释.     

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．     

硅气凝胶的结构与改性研究

利用溶胶－凝胶法,结合超临界干燥技术制备出硅气凝胶．通过热分析、红外光谱分析及Ｘ射线衍射,研究了硅气凝胶在热处理过程中的组成及结构变化规律．利用扫描电镜观察其组织形貌随热处理工艺的变化特点,为硅气凝胶的结构改性提供了依据．     

二氧化硅气凝胶的常压制备及其特性研究

以正硅酸乙酯为原料,先采用溶胶-凝胶法制备湿凝胶,然后浸泡在反应溶液中进行老化,再利用正己烷进行溶剂交换,三甲基氯硅烷进行表面改性,最终获得轻质多孔二氧化硅气凝胶. 进一步考察了凝胶时间随乙醇和水的不同加入量和pH值的变化,利用FTIR、XRD和SEM等方法对二氧化硅气凝胶表征. 结果表明,所制备的疏水SiO2气凝胶的密度、比表面积和孔隙率分别为77～200 kg·m-3,500～750 m2g-1和85%～95%,其颗粒尺寸为50～200 nm.     

二氧化硅气凝胶的纳米结构与分形特性

二氧化硅气凝胶是溶胶－凝胶法经超临界干燥工艺制得的新型轻质纳米多孔材料。用ＢＥＴ、ＳＥＭ、ＳＡＸＳ等手段研究了其纳米结构，发现不同催化剂条件下制备的气凝胶纳米结构不同，且具有不同的分形特征，同时，对干燥过程、陈化过程等对气凝胶纳米结构的影响也作了研究与讨论。     

水合硅酸分子电子结构的从头算与基组效应研究

应用能量梯度技术,在从头算自洽场分子轨道的水平上,借助于最小基和扩展基中的７种基组,优化得到了水合硅酸分子的平衡态几何构型,并与成键参数的实验植进行了比较,从而确定了以６－３１Ｇ基组进行几何构型优化最为合适,对基态能量（Ｓ０）进行了自洽场（ＲＨＦ）、组态相互作用（ＣＩ）、ＭХｌｌｅｒ－Ｐｌｅｓｓｅｔ（ＭＰ２、ＭＰ４）的计算,并利用ＣＩ法计算了水合硅酸分子体系的第１激发态（Ｓ１、Ｔ１）能量,其结果表     

硅气凝胶制备及其作为催化剂载体在甲烷部分氧化反应中的应用

采用超临界干燥(SCD)法和以溶剂置换、表面改性为基础的常压干燥(APD)法分别制得二氧化硅气凝胶.采用N2低温物理吸附脱附法、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)实验和扫描电子显微镜(SEM)等手段对两种方法制备的气凝胶的理化性能进行了表征.结果表明:SCD法和APD法制备的二氧化硅气凝胶的比表面积分别为1 016和846 m2/g,最可几孔径分别位于孔径大小14.5和11.5 nm处.SCD法制备的二氧化硅气凝胶的孔径分布范围和较大孔的数量均较APD法制备的要宽和多.而以两种方法制备的二氧化硅气凝胶为载体,硝酸镍为镍源,采用浸渍法制备的二氧化硅气凝胶负载镍催化剂中,镍均以极微小的颗粒形式高度分散于二氧化硅气凝胶载体上.对甲烷部分氧化(POM)制合成气反应,用两种方法(SCD和APD)制备的二氧化硅气凝胶载体为基础的负载镍催化剂对产物一氧化碳和氢气的选择性相差不大,但甲烷转化率则呈现明显的差异.     

甲基修饰二氧化硅气凝胶的红外光谱和热分析研究

采用红外光谱(FTIR)和热重一微分热重(TG-DTG)法研究了甲基修饰二氧化硅气凝胶样品在空气环境中的热分解,利用Coast-Redfern积分法和Achar微分法相结合的方法,求出了甲基修饰二氧化硅气凝胶在热分解过程中的活化能和指前因子.结果表明:Si-CH3的热稳定温度在450℃左右,至600℃时样品中的-CH3已完全分解;在空气气氛下,-CH3的热分解过程经历了4个阶段,各阶段具有不同的热动力学机理函数,其活化能分别为60.36、191.25、77.34和203.53 kJ/mol,指前因子分别为7.71×107、6.02×1018、2.49×103和2.04×1011 S-1.     

介孔固体新材料氧化硅气凝胶的研究

氧化硅气凝胶是一种低密度、高孔隙率的纳米非晶固态材料,也是一种极具应用前景的介孔固体材料．采用溶胶－凝胶法和超临界干燥技术,制备出品质优良的二氧化硅气凝胶,采用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＢＥＴ等手段对样品的比表面积、孔隙率及力学性质等进行了初步研究．     

干燥控制化学添加剂在制备硅气凝胶中的应用

以硅溶胶为主要原料,通过硅溶胶体系的凝胶过程中添加干燥控制化学添加剂(DCCA),并结合非超临界干燥技术制备了硅气凝胶,研究了DCCA对凝胶过程和最终所得气凝胶品质的影响。DCCA能使凝胶的生成时间增加,凝胶结构均匀化,构成凝胶的基本微粒的粒径有所减小。在一定的DCCA添加量范围内,随着DCCA添加量的增加,所得气凝胶样品的密度有所减小,比表面积增加,微观结构变得更加完善,孔分布也更加集中。不同DCCA对气凝胶品质的影响规律不尽相同,气凝胶的品质就有可能通过调节添加DCCA的种类和量得到控制。     

气体分子对纳米材料硅石气凝胶热传导的影响

以动态热线法测量不同气压下纯硅石凝胶和ＴｉＯ２掺杂硅石气凝胶的气态热导率,研究ＴｉＯ２掺杂对硅石气凝胶气态热传导的影响。实验结果表明,硅石气凝胶的微孔洞中气体分子热运动受限,考虑气体分子间,气体分子与固体颗粒间撞对气体分子平均自由程影响的气态传导理论能很好的解释实验现象,理论和实验都表明,ＴｉＯ２掺杂硅石气凝胶的气态热导率较大。     

5种苯并噻唑基吡啉类化合物荧光光谱的量子化学研究

采用量子化学半经验方法PM3对5种新型苯并噻唑基吡啉类化合物进行了荧光光谱的理论研究．对各化合物优化后的构型作振动分析，均末出现虚频率．在此基础上，采用单激发组态相互作用方法(GIS)计算电子光谱，所有计算结果与实验值基本吻合．     

3种含氮杂环化合物荧光光谱的量子化学研究

采用量子化学半经验方法ＲＨＦ／ＰＭ３ ,对３ 种含氮杂环化合物进行了构型优化,并用ＲＨＦ／ＣＩＳ方法分别计算了它们的荧光光谱,所得结果与实验值基本符合．     

SiO2气凝胶的常压制备及其热传输特性

以相对廉价的多聚硅 (E - 4 0 )为硅源 ,通过溶胶 -凝胶工艺制备了SiO2 气凝胶 .采用以三甲基氯硅烷(TMCS)为表面修饰剂 ,硅油为干燥介质的表面修饰工艺 ,实现了在常压条件下的制备 .气凝胶热导率的测试采用的是瞬态热线法 ,同时还采用BET(brunaner emmett teller)方法 ,对气凝胶的孔径等特性进行了测试 ,系统研究了密度、温度、气压、湿度及掺杂物等因素对材料导热性能的影响 .     

4种药物分子荧光光谱的量子化学研究

采用量子化学半经验ＲＨＦ／ＡＭ１，对４种抗疟药物分子进行了构型优化，并用ＲＨＦ／ＣＩＳ方法分别计算了它们的荧光激发光谱，所得结果与实验值基本符合。     

丙二烯分子结构的量子化学从头计算

采用 PSHONDO- SCF全电子从头计算程序 ,对丙二烯分子的两种不同对称性构型的电子结构进行计算 .结果表明丙二烯分子 ,采用 D2 d对称结构比 D2 h结称结构更稳定 .丙二烯分子(D2 d)的电子结构 :(1)总能量为 - 5.0 4 2 94 6 2 0× 10 -16J,前线轨道 HOMO为 E(2 e) =- 1.6 4 0192 56× 10 -18J,LU MO为 E(3e) =7.6 6 110 52 4× 10 -19J;(2 )键级直接相键连的 C- H为 0 .3814,C=C为 0 .6 7711;(3)电荷分布—— C(1) 为 - 0 .1758,C(2 ) 和 C(3 ) 均为 - 0 .2 2 4 8,H为 0 .156 4     

三苯基锡2-噻吩甲酸酯的微波固相合成、结构及量子化学研究

三苯基氯化锡与2-噻吩甲酸钠按物质的量比1：1,通过微波固相合成法合成了三苯基锡2-噻吩甲酸酯。经X-射线衍射方法测定了其晶体结构,配合物属单斜晶系,空间群为P21／c,晶体学参数a=1．34022（6）nm,b=1．8002（6）nm,c=1．45287（6）nm,β=118．983（3）°,V=2．00994（16）nm3,Z=4,Dc=1．577g／cm2,μ（MoKa）-13．90cm^-1,F（000）-952,R1=0．0264,ωR2=0．0682。中心锡与亚甲基碳和氧原子构成畸型四面体。对其结构进行量子化学从头计算,探讨了配合物的稳定性、分子轨道能量以及-些前沿分子轨道的组成特征。