Eosin Y/M/SiO2（M=Pt,Rh,Ru）催化剂可见光催化还原水制氢

通过人工模拟光合作用,构建了具有较高可见光还原水制氢性能的Eosin Y/M/SiO₂（M=Pt,Rh,Ru）催化体系,详细考察了析氢助催化剂、二氧化硅表面性质以及曙红与二氧化硅的混合方式等因素对光敏化催化剂制氢性能的影响。实验结果表明:钌作为析氢助催化剂,析氢速率和表观量子效率可分别高达90μmol·h^-1和23.8%;二氧化硅的比表面积增大,析氢速率随之增高;与曙红Y浸渍法吸附在二氧化硅表面制备的催化剂相比,原位物理混合制备的催化剂光敏化析氢速率和稳定性均有显著提高。     

利用AFM和碱溶液在单晶硅表面微加工及其电化学机理

用AFM在单晶硅片(100)表面上加工出一微结构表面,而且加工过程中单晶硅的表面生成很薄的二氧化硅保护层,使其置于氢氧化钾溶液中刻蚀加工可得到微结构(长×宽:10μm×10μm)。加工过程中利用二氧化硅和单晶硅与氢氧化钾溶液化学反应速率的不同,以及单晶硅不同晶面与氢氧化钾溶液反应速率的各向异性达到加工目的,并应用化学键理论—能带理论对在KOH水溶液中加工反应的机理进行了分析。     

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。     

纳米二氧化硅对固井水泥浆性能的影响

纳米二氧化硅是一种新型高性能材料,能够有效改善水泥基材料的力学性能和微观结构。为了研究纳米二氧化硅对固井水泥浆性能的影响,通过加入不同比例的纳米二氧化硅,评价水泥浆的流变性、稳定性、稠化时间、失水量、抗压强度、抗折强度及抗冲击强度。实验结果表明,加入适量的纳米二氧化硅会使水泥浆体系增稠,沉降稳定性更好,失水性能得到明显改善,稠化时间缩短。纳米二氧化硅可以有效改善水泥浆体系的抗压强度、抗折强度及抗冲击强度,尤其提高了水泥浆体系的早期强度。研究结果为纳米二氧化硅在固井水泥浆中的应用提供参考。     

不同结构的灰岩在酸性溶液中溶蚀速率对比研究

灰岩是碳酸盐岩中的一种,作为可溶性岩石之一,灰岩可以受到流水、藻类、地衣等的溶蚀作用而形成各种岩溶地貌.选取秦皇岛柳江盆地张夏组鲕粒灰岩、亮甲山组豹皮状灰岩和接触热变质带中方解石晶体为研究对象,探讨不同pH稀硫酸于不同反应时间条件下对鲕粒灰岩、豹皮状灰岩和方解石结构溶蚀的差异.实验结果显示,反应后较反应前三者残余溶液的pH均有提高,且方解石晶体溶蚀速率最快,其次为豹皮状灰岩,鲕粒灰岩的溶蚀速率最慢.鲕粒灰岩、豹皮状灰岩和方解石晶体反应后称重,得知溶蚀量随溶蚀时间增长而增大.该研究为观察探讨不同结构灰岩地表溶蚀,研究溶蚀作用对岩石结构破坏,客观评价研究区不同岩石结构影响下岩溶发育程度及碳酸盐储层形成提供科学依据.     

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究

【目的】通过制备不同纳米二氧化硅掺量的复合改性沥青来研究纳米二氧化硅对聚乙烯改性沥青混合料性能的影响。【方法】通过四点弯曲疲劳试验、劲度模量试验、间接拉伸强度试验来分析纳米二氧化硅复合改性沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明：当纳米二氧化硅掺量从1%增加到4%时,混合料的疲劳寿命、劲度模量和间接拉伸强度先增大后减小;当纳米二氧化硅掺量为3%时,混合料在20℃和30℃时的疲劳性能均最优;当纳米二氧化硅掺量为2%时,劲度模量和间接拉伸强度最优,且短期老化后的间接拉伸强度降幅最小。【结论】综合考虑各项性能指标,纳米二氧化硅的最佳掺量为2%～3%,此时复合改性沥青混合料疲劳和力学性能可提高40%以上。     

六边形锯齿型Graphene团簇的熔化性质

采用分子动力学模拟方法研究了六边形锯齿型Graphene团簇的熔化性质. 依据Lindemann指数曲线的变化趋势得出六边形锯齿型Graphene团簇的熔化温度为5000K～5500K左右,且小尺寸的Graphene团簇熔化温度比大尺寸的Graphene团簇熔化温度高. Graphene团簇通常是不平整的, 随着模拟温度的增加, Graphene团簇在边缘先出现C键的断裂并从边缘处开始熔化.     

二氧化硅厚膜材料的快速生长及其致密化处理

采用火焰水解法（FHD）在Si片上快速演积出SiO2厚膜材料，材料膜厚40μm以上，生长速率8μm/min。将该材料分别在真空中和空气中高温致密化处理，获得各种形状的二氧化硅厚膜材料。利用XRD，SEM，电子显微镜等仪器对SiO2膜的表面和膜厚进行测试分析。     

二氧化硅微球的制备及自组装

先后通过一步法和改进的溶胶种子法制备了单分散二氧化硅(SiO2)亚微米微球,利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的形貌进行了表征,同时系统地研究了氨水浓度、水的浓度、温度、硅源浓度和二次成核等不同反应条件对SiO2粒径和分散性的影响。最后采用缓慢干燥法和垂直沉积法对SiO2亚微米微球进行了自组装,用扫描电镜进行了表征。结果表明:所制备的SiO2亚微米微球尺寸均匀,单分散性好,符合自组装胶体晶体的要求。     

四硝基取代酞菁铜/介孔二氧化硅复合材料的成及表征

利用溶胶-凝胶方法原位同步合成了四硝基取代酞菁铜/介孔二氧化硅的有机-无机复合材料.采用紫外可见吸收光谱(UV-vis)、红外光谱(IR)等对四硝基取代酞菁铜/介孔二氧化硅复合材料进行了表征.发现四硝基取代酞菁铜在介孔二氧化硅中以单聚体和二聚体两种形式存在,且以二聚为主.XRD检测结果表明:四硝基取代酞菁铜/介孔二氧化硅复合膜仍保持了原来的介孔结构,SEM检测结果表明原位合成的四硝基取代酞菁铜可以均匀地分散到介孔二氧化硅的基质中.