酸/堿催化二氧化硅功能材料的制備和改性及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-22 11:17
采用溶膠-凝膠法,研究了不同催化條件下的反應(yīng)過(guò)程與產(chǎn)物。在酸催化的條件下制備了透明的二氧化硅溶膠,并利用浸漬提拉法,在玻璃和鐵基底上制備了透明不開(kāi)裂的薄膜,研究表明,溶膠穩(wěn)定性影響薄膜的性能,可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶膠的配比,催化劑加入量和反應(yīng)的溫度與時(shí)間,控制凝膠的時(shí)間在4-7天,制備的薄膜不會(huì)開(kāi)裂。研究了硅氧烷偶聯(lián)劑KH 560對(duì)二氧化硅溶膠的改性方法和影響,正交試驗(yàn)結(jié)果和記錄的凝膠時(shí)間表明,偶聯(lián)劑的加入對(duì)溶膠的穩(wěn)定性影響很大,加入量選擇不當(dāng)會(huì)使凝膠時(shí)間急劇縮短,同時(shí)紅外結(jié)果顯示,KH 560成功的接枝到了二氧化硅的無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)之上。而在堿催化的條件下制備得到了不同粒徑的二氧化硅微球,使用掃描電鏡和動(dòng)態(tài)光散射法對(duì)產(chǎn)物的形貌、粒徑及其分布進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,微球粒徑隨著TEOS濃度和氨水濃度的增加而增大,隨著反應(yīng)溫度的增加而減小,隨著水濃度的增加先增大后減小。同時(shí),當(dāng)正硅酸乙酯濃度較高的時(shí)候,在60℃條件下,也制備得到了單分散的納米二氧化硅,并提出了制備機(jī)理。最后,研究了兩種催化方式產(chǎn)物的應(yīng)用,通過(guò)溶膠-凝膠過(guò)程,一步制備了SiC/SiO2無(wú)機(jī)-無(wú)機(jī)型核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微粒,觀察...
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 二氧化硅薄膜材料
1.2.1 薄膜材料
1.2.2 溶膠—凝膠法
1.2.3 浸漬提拉法
1.2.4 薄膜開(kāi)裂問(wèn)題
1.2.5 TEOS的酸催化機(jī)理
1.3 有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料
1.3.1 發(fā)展?fàn)顩r
1.3.2 有機(jī)無(wú)機(jī)雜化涂層
1.3.3 制備方法
1.4 二氧化硅粉體材料
1.4.1 概述
1.4.2 TEOS的堿催化機(jī)理
1.4.3 研究現(xiàn)狀
1.5 核殼結(jié)構(gòu)
1.5.1 核殼結(jié)構(gòu)材料分類(lèi)
1.5.2 核殼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用
1.5.3 核殼結(jié)構(gòu)材料制備
1.6 研究背景與選題意義
1.7 研究?jī)?nèi)容
第二章 溶膠-凝膠法二氧化硅薄膜的制備
2.1 前言
2.1.1 溶膠配比
2.1.2 催化劑用量
2.1.3 干燥工藝
2.1.4 熱處理與基底選擇
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 儀器與試劑
2.2.2 溶膠合成與薄膜制備
2.2.3 表征方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 催化劑濃度對(duì)凝膠時(shí)間的影響
2.3.2 反應(yīng)溫度與時(shí)間對(duì)凝膠時(shí)間的影響
2.4 小結(jié)
第三章 KH 560 改性二氧化硅溶膠
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 儀器與試劑
3.2.2 改性實(shí)驗(yàn)
3.2.3 表征方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 改性溶膠紅外光譜表征
3.3.2 改性溶膠熱重分析
3.3.3 改性劑加入量對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響
3.3.4 反應(yīng)時(shí)間與溫度的影響
3.4 小結(jié)
第四章 St?ber法單分散二氧化硅粉體的制備
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 儀器與試劑
4.2.2 St?ber法制備球形二氧化硅
4.2.3 表征方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 TEOS濃度對(duì)粒徑的影響
4.3.2 H2O和氨水濃度對(duì)粒徑的影響
4.3.3 溫度對(duì)粒徑的影響
4.3.4 TEOS濃度較高時(shí)的反應(yīng)機(jī)理
4.4 小結(jié)
第五章 SiC/Si O_2核殼結(jié)構(gòu)的制備
5.1 前言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 儀器與試劑
5.2.2 堿性催化包覆
5.2.3 酸性催化包覆
5.2.4 先酸后堿包覆
5.2.5 表征方法
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 SiC顆粒與包覆后的形貌表征
5.3.2 不同包覆方式的包覆強(qiáng)度對(duì)比
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二氧化鈦/聚氨酯超疏水涂層的制備及性能[J]. 潘洪波,汪存東,劉建新,喻華兵. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(05)
[2]銅鋅錫硫薄膜材料及其器件應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉浩,薛玉明,喬在祥,李微,張超,尹富紅,馮少君. 物理學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]SiO2光子晶體的制備及其自組裝帶隙特性研究[J]. 李華杰,葛文萍. 激光雜志. 2014(09)
[4]KH550改性納米SiO2的制備及其界面相互作用研究[J]. 朱建君,翟秋閣,李曉玲,朱錦錦,于心愛(ài). 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2014(07)
[5]核殼結(jié)構(gòu)TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯[J]. 唐榮芝,陳彤,陳勇,張?jiān)?王公應(yīng). 催化學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]超疏水SiO2/PS薄膜于木材表面的構(gòu)建[J]. 張明,王成毓. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(04)
[7]提拉法制備二氧化硅陶瓷膜的形貌及性能[J]. 周琦,萬(wàn)文露,張春麗,賀春林. 材料工程. 2014(02)
[8]樹(shù)莓狀粒子的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賈向坤,范新龍,張和鵬,張秋禹. 化學(xué)通報(bào). 2014(02)
[9]Preparation of Nano-SiO2/Amino-modified Polysiloxane Hybrid Superhydrophobic Coating and Thermal-stability Characterization[J]. 李金樺,翁睿. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(01)
[10]二氧化硅/有機(jī)蒙脫土復(fù)合超疏水涂層的制備及其性能研究[J]. 錢(qián)紅雪,何少劍,林俊. 中國(guó)科技論文. 2013(12)
碩士論文
[1]高分子薄膜的提拉法制備及成膜機(jī)理研究[D]. 趙俊麗.東華大學(xué) 2014
[2]核殼結(jié)構(gòu)PVPS改性丙烯酸酯乳液的制備及在涂料印花中的應(yīng)用[D]. 徐小剛.東華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3450990
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 二氧化硅薄膜材料
1.2.1 薄膜材料
1.2.2 溶膠—凝膠法
1.2.3 浸漬提拉法
1.2.4 薄膜開(kāi)裂問(wèn)題
1.2.5 TEOS的酸催化機(jī)理
1.3 有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料
1.3.1 發(fā)展?fàn)顩r
1.3.2 有機(jī)無(wú)機(jī)雜化涂層
1.3.3 制備方法
1.4 二氧化硅粉體材料
1.4.1 概述
1.4.2 TEOS的堿催化機(jī)理
1.4.3 研究現(xiàn)狀
1.5 核殼結(jié)構(gòu)
1.5.1 核殼結(jié)構(gòu)材料分類(lèi)
1.5.2 核殼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用
1.5.3 核殼結(jié)構(gòu)材料制備
1.6 研究背景與選題意義
1.7 研究?jī)?nèi)容
第二章 溶膠-凝膠法二氧化硅薄膜的制備
2.1 前言
2.1.1 溶膠配比
2.1.2 催化劑用量
2.1.3 干燥工藝
2.1.4 熱處理與基底選擇
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 儀器與試劑
2.2.2 溶膠合成與薄膜制備
2.2.3 表征方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 催化劑濃度對(duì)凝膠時(shí)間的影響
2.3.2 反應(yīng)溫度與時(shí)間對(duì)凝膠時(shí)間的影響
2.4 小結(jié)
第三章 KH 560 改性二氧化硅溶膠
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 儀器與試劑
3.2.2 改性實(shí)驗(yàn)
3.2.3 表征方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 改性溶膠紅外光譜表征
3.3.2 改性溶膠熱重分析
3.3.3 改性劑加入量對(duì)溶膠穩(wěn)定性的影響
3.3.4 反應(yīng)時(shí)間與溫度的影響
3.4 小結(jié)
第四章 St?ber法單分散二氧化硅粉體的制備
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 儀器與試劑
4.2.2 St?ber法制備球形二氧化硅
4.2.3 表征方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 TEOS濃度對(duì)粒徑的影響
4.3.2 H2O和氨水濃度對(duì)粒徑的影響
4.3.3 溫度對(duì)粒徑的影響
4.3.4 TEOS濃度較高時(shí)的反應(yīng)機(jī)理
4.4 小結(jié)
第五章 SiC/Si O_2核殼結(jié)構(gòu)的制備
5.1 前言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 儀器與試劑
5.2.2 堿性催化包覆
5.2.3 酸性催化包覆
5.2.4 先酸后堿包覆
5.2.5 表征方法
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 SiC顆粒與包覆后的形貌表征
5.3.2 不同包覆方式的包覆強(qiáng)度對(duì)比
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二氧化鈦/聚氨酯超疏水涂層的制備及性能[J]. 潘洪波,汪存東,劉建新,喻華兵. 高分子材料科學(xué)與工程. 2015(05)
[2]銅鋅錫硫薄膜材料及其器件應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉浩,薛玉明,喬在祥,李微,張超,尹富紅,馮少君. 物理學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]SiO2光子晶體的制備及其自組裝帶隙特性研究[J]. 李華杰,葛文萍. 激光雜志. 2014(09)
[4]KH550改性納米SiO2的制備及其界面相互作用研究[J]. 朱建君,翟秋閣,李曉玲,朱錦錦,于心愛(ài). 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2014(07)
[5]核殼結(jié)構(gòu)TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯與苯酚酯交換合成碳酸二苯酯[J]. 唐榮芝,陳彤,陳勇,張?jiān)?王公應(yīng). 催化學(xué)報(bào). 2014(04)
[6]超疏水SiO2/PS薄膜于木材表面的構(gòu)建[J]. 張明,王成毓. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(04)
[7]提拉法制備二氧化硅陶瓷膜的形貌及性能[J]. 周琦,萬(wàn)文露,張春麗,賀春林. 材料工程. 2014(02)
[8]樹(shù)莓狀粒子的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 賈向坤,范新龍,張和鵬,張秋禹. 化學(xué)通報(bào). 2014(02)
[9]Preparation of Nano-SiO2/Amino-modified Polysiloxane Hybrid Superhydrophobic Coating and Thermal-stability Characterization[J]. 李金樺,翁睿. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(01)
[10]二氧化硅/有機(jī)蒙脫土復(fù)合超疏水涂層的制備及其性能研究[J]. 錢(qián)紅雪,何少劍,林俊. 中國(guó)科技論文. 2013(12)
碩士論文
[1]高分子薄膜的提拉法制備及成膜機(jī)理研究[D]. 趙俊麗.東華大學(xué) 2014
[2]核殼結(jié)構(gòu)PVPS改性丙烯酸酯乳液的制備及在涂料印花中的應(yīng)用[D]. 徐小剛.東華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3450990
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