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空心玻璃微球表面功能化及其应用研究进展

潘顺龙 , 张敬杰 , 邓建国 , 贺传兰 , 宋广智

材料导报

空心玻璃微球是一种新型无机非金属材料,具有质轻、高强、隔热、耐腐蚀、流动性好等特性,具有广阔的应用前景.对空心玻璃微球进行表面功能化可进一步扩展其应用领域.综述了空心玻璃微球表面包覆、表面接枝、表面镀膜、表面沸石化等改性方法,并就其在隐身、环境等领域的应用进行了探讨.

关键词: 空心玻璃微球 , 表面功能化 , 表面改性

以水玻璃为硅源喷雾干燥制备SiC前驱体

潘顺龙 , 张敬杰 , 杨岩峰 , 宋广智

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.03.015

以廉价的水玻璃和炭黑为原料,通过制备均匀混合的前驱体,利用碳热还原反应合成出超细SiC粉体.比较研究了前驱体喷雾干燥与搅拌干燥两种制备方法对体系碳热还原反应的影响,重点考察了喷雾干燥制备过程中主要工艺参数对前驱粉体密度及收率的影响.结果表明:喷雾制备的前驱体具有更高的反应活性,在1550 ℃下反应2 h就可使SiO2转化率达到89.4%,搅拌干燥制备的前驱体转化率只有65.2%.喷雾干燥过程中,适当提高进口温度、喷雾头转速并降低料液的固体含量,可获得高收率、高产率的前驱粉体,利于整个制备工艺生产效率及产率的提高.

关键词: SiC , 水玻璃 , 碳热还原 , 喷雾干燥

空心玻璃微球表面接枝聚苯乙烯及其性能研究

潘顺龙 , 张敬杰 , 邓建国 , 贺传兰 , 宋广智

材料科学与工艺

空心玻璃微球表面改性有利于改善其与基体间的相容性,提高复合泡沫性能.通过接枝聚苯乙烯对空心玻璃微球进行表面处理,采用SEM、IR、热失重等方法分析了反应条件对接枝的影响.结果表明,接枝反应过程中提高反应温度、延长反应时间有利于接枝率的提高,但温度过高会加速单体自聚,降低接枝率.接枝处理后,随着聚合物层的增厚,空心玻璃微球表面缺陷减小,破损率降低,抗压强度得到一定程度提高.

关键词: 空心玻璃微球 , 表面接枝 , 抗压强度

沉淀-喷雾干燥法制备纳米晶碳化硅粉体

潘顺龙 , 杨岩峰 , 张敬杰 , 宋广智

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01319

以廉价的水玻璃和炭黑为原料, 采用沉淀-喷雾干燥法制备反应前驱体, 经碳热还原合成碳化硅. 由于原料间混合均匀, 前驱体在1500℃下加热5h后就能实现完全反应. 对产物用XRD、IR、BET及SEM等进行了表征, 并对反应过程中温度、时间的影响进行了研究. 结果表明, 前驱体在1500℃下反应5h制得的产物为平均晶粒尺寸在37nm左右的β-SiC, 比表面积为12.4m²/g. 碳热还原过程中, 适当升高温度、缩短反应时间有利于得到高质量的SiC产物.

关键词: 碳化硅 , water glass , precipitation-spray drying , carbothermal reduction

负载型Fe0/MCM-22的制备及去除水中Pb(Ⅱ)的研究

焦创 , 成岳 , 胡良峰 , 潘顺龙

功能材料

以MCM-22分子筛为载体,利用浸渍、超声分散和液相还原等方法将纳米铁离子均匀地负载到其表面,制备出负载型Fe0/MCM-22复合材料.通过XRD、SEM和EDS等手段对复合材料进行了表征分析,并探讨不同反应条件对Fe0/MCM-22去除水体中Pb(Ⅱ)的影响.结果表明,Fe0/MCM-22保持了MCM-22分子筛的薄片状结构,这些薄片有规则的聚集在一起,而且紧凑有序.另外,纳米铁颗粒均匀地分散负载在薄片上,颗粒呈球形或椭球形,粒径约为50～80nm,其团聚明显减少.在常温下,初始Pb(Ⅱ)的浓度为140mg/L,pH值为5,Fe0/MCM-22的投加量为0.5g/L,反应时间为120min时,Pb(Ⅱ)的去除率可达92.52％.对其反应动力学研究表明,反应过程符合一级反应动力学.

关键词: MCM-22分子筛 , 负载型Fe0/MCM-22 , Pb(Ⅱ) , 去除率

沉淀-喷雾干燥法制备纳米晶碳化硅粉体

潘顺龙 , 杨岩峰 , 张敬杰 , 宋广智

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.06.006

以廉价的水玻璃和炭黑为原料,采用沉淀-喷雾干燥法制备反应前驱体,经碳热还原合成碳化硅.由于原料间混合均匀,前驱体在1500℃下加热5h后就能实现完全反应.对产物用XRD、IR、BET及SEM等进行了表征,并对反应过程中温度、时间的影响进行了研究.结果表明,前驱体在1500℃下反应5h制得的产物为平均晶粒尺寸在37nm左右的β-SiC,比表面积为12.4m2/g.碳热还原过程中,适当升高温度、缩短反应时间有利于得到高质量的SiC产物.

关键词: 碳化硅 , 水玻璃 , 沉淀-喷雾干燥法 , 碳热还原

表面改性过程对空心玻璃微球性能的影响研究

潘顺龙 , 张敬杰 , 邓建国

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2008.01.005

空心玻璃微球是制备复合泡沫材料的关键原料,对其进行表面改性有利于改善复合材料的性能.但目前的研究甚少关注处理过程对微球性能的影响,不利于复合材料的进一步优化设计.因此,本文拟在制备空心玻璃微球的基础上,通过改变处理液组成、处理时间等条件,测试微球粒子密度、抗压强度等变化情况,研究改性过程对其性能的影响.实验结果表明,改性过程中水会侵蚀玻璃壳体,导致其粒子密度随处理时间的延长、酸度的增大而降低,抗压强度也随之下降.采用适当浓度的Al2(SO4)3水溶液处理微球可以在其表面形成新的膜层,改善抗压强度.

关键词: 空心玻璃微球 , 表面处理 , 粒子密度 , 抗压强度

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