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γ-巯丙基三乙氧基硅烷对饱水木质文物的脱水定型机理研究 被引量:3
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作者 周逸航 陈雪琪 +1 位作者 王恺 胡东波 《文物保护与考古科学》 北大核心 2021年第6期1-11,共11页
饱水木质文物的脱水定型是该类文物最核心的保护需求之一,围绕这一保护需求已研究了天然树脂、聚乙二醇、糖类、乙二醛等多种保护加固材料,近期研究表明有机硅氧烷具有优异的脱水定型效果,其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)最佳,但含巯... 饱水木质文物的脱水定型是该类文物最核心的保护需求之一,围绕这一保护需求已研究了天然树脂、聚乙二醇、糖类、乙二醛等多种保护加固材料,近期研究表明有机硅氧烷具有优异的脱水定型效果,其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)最佳,但含巯基材料与木质文物的相互作用尚未得到较好的解释,对其进一步地研究或可为饱水木质文物保护材料的研发提供新的思路和借鉴。在本研究中以MPTES处理后的南海一号出水船板马尾松(Pinus massoniana)为研究材料,通过增重率、收缩率、扫描电子显微镜观察(SEM)和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),研究其脱水定型效果与巯基的关系以探讨其加固机理。结果表明:1)MPTES处理后的古代饱水木材样品具有良好的尺寸稳定性(最低3.5%体积收缩),脱水定型效果印证了以往研究中的结果,并进一步得到在低增重率下(约干重的50%)较为理想的效果;2)SEM观察表明硅氧烷均匀地分布于细胞壁内部而非沉积于细胞腔内;3)处理条件(时间、浓度或水分含量)、宏观指标(增重率和收缩率)、显微形貌变化与FTIR图谱中芳醚伸缩振动吸收峰、聚硅氧烷相关吸收峰均呈现明显的相关性。根据上述结果,着重讨论了巯基与木质素反应的机理,认为两者的反应可能与海洋出水饱水木质文物在还原性埋藏过程中有机硫化物的形成过程、造纸工业中硫酸盐制浆法的初期反应原理具有相似性,涉及在酸或碱催化下木质素醌甲基化合物中间体的形成和巯基进一步与该中间体的加成反应,最终得到硫醚的结构。由于MPTES水解后同时具备能与木质素反应的巯基和能与纤维素羟基发生缩合或氢键作用的Si-OH,使该材料具有多样的化学结合能力,能够加强纤维素和木质素自身和互相之间多种界面结合力,提高饱水木质文物中残余组分的整体性和强度,从而获得更好的脱水定型效果。本研究在一定程度上阐明了MPTES加固饱水木质文物后获得良好脱水定型效果的原理,在此基础上进一步认为,在饱水木质文物保护材料引入适度反应性的巯基等基团可进一步提高材料的脱水定型效果,这一思路在未来饱水木质文物保护材料的研发中具备良好的研究前景和应用价值。 展开更多
关键词 饱水木质文物 脱水定理 γ-巯丙基三乙氧基硅烷 有机材料
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γ-巯丙基三乙氧基硅烷水解程度对纳米二氧化硅接枝机理影响的DFT研究 被引量:4
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作者 尚志新 张香兰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1663-1673,共11页
为探索γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTS)水解程度对纳米二氧化硅接枝机理的影响,采用基于密度泛函理论(DFT)的量子化学方法,选择合适的泛函和合理的模型,系统研究了MPTS及其不同水解程度产物的反应活性及与纳米二氧化硅的接枝机理,为纳米二... 为探索γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTS)水解程度对纳米二氧化硅接枝机理的影响,采用基于密度泛函理论(DFT)的量子化学方法,选择合适的泛函和合理的模型,系统研究了MPTS及其不同水解程度产物的反应活性及与纳米二氧化硅的接枝机理,为纳米二氧化硅改性工艺优化及改性效果的提升提供重要理论基础。结果表明:经数据对比确定GGA-PBE泛函优化后的纳米二氧化硅团簇模型为最合理模型。二氧化硅表面硅羟基中的氧原子为亲核活性中心,氢原子为亲电活性中心,MPTS及其水解产物中氧原子为亲核活性中心,硅原子为亲电活性中心。水解引起LUMO轨道向硅原子偏移,硅原子亲电指数提高,而HOMO轨道向氧原子偏移,氧原子的亲核指数提高,引起MPTS水解产物更容易受到二氧化硅表面硅羟基攻击,进而提高了接枝反应活性。MPTS的水解降低了接枝反应的活化能,不同水解程度产物接枝反应活化能(E_a)顺序为M0>M3>M1>M2(M0、M1、M2和M3分别表示MPTS及其一级、二级和三级水解产物),接枝反应属于S_N2亲核取代,且为放热反应。M0、M1和M2都是通过脱醇机理发生接枝反应,空间位阻效应和偶联剂中心硅原子的亲电性能为反应主要控制因素,而M3是通过脱水机理发生接枝反应。 展开更多
关键词 计算化学 二氧化 接枝反应 反应动力学 γ-巯丙基三乙氧基硅烷 水解程度
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巯基改性棉纤维化学镀银导电布的研究 被引量:2
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作者 李莉莉 王炜 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期222-226,共5页
应用正交试验法研究巯基改性棉纤维表面化学镀银的特性,测定各因素对表面方阻和增重率的影响,得出制备化学镀银棉织物的最佳工艺:巯基硅烷浓度1%、改性时间120 min、改性液浴比1∶60、硝酸银用量3.5g、葡萄糖用量45 g、化学镀温度50℃... 应用正交试验法研究巯基改性棉纤维表面化学镀银的特性,测定各因素对表面方阻和增重率的影响,得出制备化学镀银棉织物的最佳工艺:巯基硅烷浓度1%、改性时间120 min、改性液浴比1∶60、硝酸银用量3.5g、葡萄糖用量45 g、化学镀温度50℃、化学镀时间60 min.SEM和XRD分析表明,巯基改性棉织物镀层均匀致密,具有良好的电磁屏蔽性.采用透明胶带法测试证实,该镀层结合牢固. 展开更多
关键词 导电织物 3-巯丙基三乙氧基硅烷 化学镀银
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乙烯基POSS的合成及POSS/PMMA纳米复合材料的制备 被引量:9
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作者 薛亮忠 林晓丹 +1 位作者 胡新嵩 徐茜 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期148-152,157,共6页
利用乙烯基三甲氧基硅烷缩合水解制备八聚乙烯基笼型倍半硅氧烷(OvPOSS),然后将其与γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)采用巯基-烯点击化学反应制备带有部分乙烯基和烷氧基的POSS,用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、飞行质谱等手段对其... 利用乙烯基三甲氧基硅烷缩合水解制备八聚乙烯基笼型倍半硅氧烷(OvPOSS),然后将其与γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)采用巯基-烯点击化学反应制备带有部分乙烯基和烷氧基的POSS,用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、飞行质谱等手段对其结构进行表征分析。通过自由基聚合将POSS引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,制备新型纳米复合材料EV-POSS/PMMA,利用X射线衍射、扫描电镜、热重分析探讨了OvPOSS、EV-POSS在PMMA中的形态特征、分散性、透光率及材料的热稳定性能。结果显示,OvPOSS在PMMA中结晶程度大,分散性差,导致其对PMMA的热稳定的影响不明显;EV-POSS则呈现良好的分散性,包覆于PMMA中,对PMMA的热稳定性提高显著,同时对于PMMA的透光率影响较小。 展开更多
关键词 乙烯基笼型倍半 γ-巯丙基三乙氧基硅烷 纳米复合材料 热稳定性
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BPPO中空纤维荷电镶嵌膜制备及其蛋白质吸附性能 被引量:1
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作者 吴翠明 孙夫建 +1 位作者 王娜 徐铜文 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期67-73,共7页
以季铵化BPPO中空纤维膜为原料,通过sol-gel反应填充巯丙基三乙氧基硅烷(KH580),然后进行氧化,得到同时含有季铵和磺酸基团的杂化荷电镶嵌膜,阴离子交换容量(AEC)和阳离子交换容量(CEC)分别为1.57~1.76 mmol/g和1.07~1.24 mmol... 以季铵化BPPO中空纤维膜为原料,通过sol-gel反应填充巯丙基三乙氧基硅烷(KH580),然后进行氧化,得到同时含有季铵和磺酸基团的杂化荷电镶嵌膜,阴离子交换容量(AEC)和阳离子交换容量(CEC)分别为1.57~1.76 mmol/g和1.07~1.24 mmol/g.对该膜进行了结构和物化性能的表征,然后进行蛋白质吸附和脱附.结果表明,与基膜相比,荷电镶嵌膜在溶胀度方面有所改进.pH=4、7和8时荷电镶嵌膜对牛血清蛋白(BSA)的吸附量较高,可达到20mg/g以上.在碱性条件下(pH=8),脱附率明显高于基膜,可以达到约95%.由此说明基于BPPO的荷电镶嵌中空纤维膜可以用作吸附材料. 展开更多
关键词 BPPO 巯丙基三乙氧基硅烷 季铵化 荷电镶嵌膜 BSA
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MPTES包覆下转换纳米粒子NaYF4:Yb^3+及其氧化改性
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作者 金前鹏 徐阳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1875-1881,共7页
为了提高下转换纳米粒子NaYF4:Yb3+对蛋白质类纤维的结合力,本文采用γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)对其进行水解包覆并利用醋酸-过氧化氢氧化改性。利用TEM、FTIR和XPS分析各阶段反应产物形貌和组成,并利用XRD和PL光谱表征了样品的物相... 为了提高下转换纳米粒子NaYF4:Yb3+对蛋白质类纤维的结合力,本文采用γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)对其进行水解包覆并利用醋酸-过氧化氢氧化改性。利用TEM、FTIR和XPS分析各阶段反应产物形貌和组成,并利用XRD和PL光谱表征了样品的物相结构和红外发射性能。实验结果表明:随着MPTES量的增加,纳米粒子NaYF4:Yb3+表面形成的包覆层厚度也增大,当MPTES体积达到1.5mL时,包覆层厚度增加不再明显;产物FTIR谱图表明纳米粒子表面形成了巯基化二氧化硅包覆层,并由醋酸-过氧化氢将SH原位氧化成SO3基团;XPS硫元素精细谱证实氧化后的产物只有高价态(+4)且未见低价态(-2)的硫元素。最后,XRD和PL发射光谱结果表明:包覆和氧化改性并未对纳米粒子NaYF4:Yb3+晶型产生影响,包覆改性后的产物下转换发射强度明显提高。 展开更多
关键词 四氟钇钠 纳米材料 γ-巯丙基三乙氧基硅烷 水解 二氧化 基氧化 下转换
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