纳米SiO_2制备无毒疏水海洋防污涂料

以有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜物质,通过在常规颜填料中添加疏水型纳米二氧化硅,对涂料的表面结构进行改性,制备出具有微米-纳米阶层结构的无毒疏水海洋防污涂料.讨论了颜填料加入量对涂膜附着力的影响、纳米S iO2加入量对水滴与涂膜表面接触角的影响.结果表明:颜填料的质量分数为31%时,涂膜附着力为1级;纳米二氧化硅的加入量占颜填料总质量为35%时,水滴与涂膜表面接触角为126.°     

高疏水石英砂滤料的制备及其油水分离性能研究

为了提高石英砂滤料的表面疏水性,以改善其过滤含油废水的除油性能,利用十三烷酸和十八烷基三氯硅烷两种试剂对石英砂滤料进行复合表面改性,得到了高疏水石英砂滤料.利用DSA100接触角测定仪测定了改性前后石英砂滤料的接触角,利用SEM对滤料表面形貌进行了分析,利用FTIR和XPS对滤料表面化学结构和元素进行了分析,研究了未改性石英砂和高疏水石英砂滤料对水和不同种类油的吸附能力以及静态除油性能.实验结果表明:改性后,两种改性剂的有机长链通过化学键接枝到了石英砂滤料表面,使滤料表面的水的接触角增大到了134.2°,达到了高疏水水平,而油的接触角仍为0°.高疏水石英砂滤料对水的吸附能力只有改性前的4%,而对不同种类油的吸附能力分别提高了27%～1 000%;对机油和菜籽油的静态吸附去除率分别提高了22.7%和25.4%.     

隧道表层抗污耐水型防火涂料的特性

为了提高隧道表层防火涂料的抗污性和耐水性,选用水性环氧树脂作为成膜剂,有机硅烷、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛作为抗污剂,水镁石纤维作为无机阻燃剂,聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PER)作为有机阻燃体系,用热分析法确定了有机阻燃体系各组分的合适比例,通过耐火试验、热重分析、抗黏污试验与耐水性试验,分析了纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、有机硅烷对涂料抗污性的影响,经过配方的筛选与优化试验,综合耐火极限测试和微观分析结果,开发出抗污耐水性优良的新型多功能防火涂料。分析结果表明:APP、PER和MEL的质量比为2∶1∶1时,PER在APP的催化作用下,环氧树脂成炭温度峰值由331℃降至277℃,270℃~800℃范围内环氧树脂残炭率提高约10%;APP-PER的成炭温度峰值比MEL的分解温度低约66℃,比环氧树脂的成炭温度峰值低约100℃,有利于形成隔热效果较好的膨胀炭质层;APP、PER与MEL作为阻燃体系时,加入5%有机硅烷或加入3%纳米二氧化硅和5%纳米二氧化钛,涂料的耐火时间分别为60min或80min,当同时加入定量的有机硅烷、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛时,涂料的耐火时间可延长至100min,再加入10%锡酸锌时,涂料的耐火时间可进一步延长至120min,表现出组分间显著的协同防火效应;最终优选的膨胀型防火涂料配方为:水性环氧树脂、有机硅烷、阻燃复合剂、固化剂、复合纳米粉、锡酸锌的质量比为40∶5∶33∶4∶8∶10,该防火涂料耐污性水平为1级,耐火极限时间超过120min,浸水800h后无脱落与开裂现象。     

增强PDMS在仿生超疏水材料制备中的应用

研究了高岭土增强的聚二甲基硅氧（PDMS）在仿生超疏水材料制备中的应用。以增强PDMS为软模板,通过软刻蚀中的微模塑方法复制了荷叶表面的微一纳复合结构信息,进一步通过热模塑制备出具有与荷叶表面相同信息的高密度聚乙烯（HDPE）超疏水表面,其接触角高达156°。还讨论了高岭土掺杂量对PDMS的力学性能、溶胀性能的影响,为此法在其它高聚物表面的实际应用提供了实验依据。     

水热法制备润湿性可调控的金红石型TiO2

以氯化钠饱和的三氯化钛为前驱体,以普通载玻片为生长基材,利用水热反应,在160℃温度下反应5 h,成功制备得到了二氧化钛纳米薄膜材料.然后利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、接触角等测试手段对样品进行了分析表征.研究结果表明:合成得到的纳米TiO2具有金红石型结构,其晶粒尺寸仅为9 nm;由这种纳米微粒形成的薄膜呈现出微米-纳米复合结构形态.经过紫外光辐照,这种薄膜材料的表面润湿性由强疏水性向超亲水性转变,而且这种转变具有光控可逆性.     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

纳米SiO2粒子表面修饰研究

本文对纳米SiO2粒子表面采用偶联剂和甲基丙烯酸丁酯(BNA)进行修饰,使纳米SiO2表面形成化学键合的聚合物层,达到对纳米SiO2粒子表面修饰的目的.并通过FTIR、TEM和TG-DTA等分析手段,研究聚合改性物质的结构和改性后纳米SiO2粒子的分散稳定性.     

氨水改性活性炭的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以活性炭为载体,10%的氨水溶液为改性剂,采用浸渍法对其进行改性.利用比表面积测定法、SEM及Boehm滴定法表征了氨水改性活性炭的表面理化性质.以苯酚废水为处理对象,分别考察了吸附时间、pH值、活性炭投加量及苯酚废水的初始浓度对改性活性炭去除苯酚效果的影响.结果表明:活性炭经氨水改性后,表面多处塌陷,比表面积是未改性活性炭的1.057倍,表面酸性官能团含量降低,是未改性活性炭的0.421倍.在吸附时间为6h时,活性炭对苯酚的吸附均已达到平衡,改性活性炭对苯酚的吸附量为152.763mg/g,比未改性活性炭的吸附量提高了66%;氨水改性活性炭对苯酚的去除率随着pH值升高而降低,在pH值为6～7时,去除率达到61%;随着活性炭投加量的增加,溶液中的苯酚含量越来越少;随着苯酚废水初始浓度的提高,氨水改性活性炭对苯酚的去除率逐渐降低;Freundlich和Langmuir二种等温线模型均能较好的反应活性炭对苯酚的吸附行为,其中Freundlich模型更为理想.     

改性纳米SiC粉体强化铸造双相不锈钢的组织与性能

采用冲入法制备改性纳米SiC粉体强化的双相不锈钢材料.通过金相组织观察,力学性能检测以及在扫描电镜下的断口形貌分析,研究了不同改性纳米SiC粉体加入量对铸造双相不锈钢的组织和性能的影响.研究结果表明,经改性纳米SiC粉体强化后的双相不锈钢组织明显细化,力学性能得到显著提高.断口结果分析表明,经过强韧化处理后,双相不锈钢的断裂方式为典型的韧性断裂.     

可焊性富锌涂料的制备与研究

通过以球状和片状锌粉为防腐原料,以PVB和KH-550为粘结剂,制备出具有可焊性的碳钢防腐富锌底漆.研究了球/片状锌粉值,溶剂选择、流变助剂和粘结剂添加量等对涂料性能影响,并对涂层进行了盐雾、高低温循环、可焊性、附着力和显微形貌等测试与表征.结果表明,当球状和片状锌粉比例为9:1,助剂YB-201A,PVB,6900-20X,有机硅膨润土和KH-550添加量分别为为1％、1％、3％、0.5％、5％,溶剂的选择为异丙醇,正丁醇,乙二醇乙醚,二甲苯共同使用时涂料的防沉降和附着力性能达到最优.在此条件下获得的涂层在耐盐雾、高低温循环、可焊性等方面能够满足实际需要.