表面活性剂辅助酸催化溶胶-凝胶法制备高强度超亲水二氧化硅减反增透纳米粒子涂层

合集下载

直接从水玻璃合成表面修饰的纳米SiO2微粒

直接从水玻璃合成表面修饰的纳米SiO2微粒
李玲
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2004(23)5
【摘要】采用溶胶-凝胶法,以水玻璃为原料,在加入复合表面活性剂和分散剂的条件下,与乙酸反应直接得到纳米表面修饰的SiO2微粒.TEM照片显示,纳米 SiO2颗粒为球形,粒度为10～30 nm,统计平均粒径为20 nm.合成工艺研究表明,纳米SiO2粒度大小和分散度大小可由表面活性剂浓度、反应物浓度、分散剂浓度和反应温度等控制,其中表面活性剂浓度、反应物浓度、分散剂浓度、反应温度的最佳值分别为:0.6 mmol/L,0.6 mol/L,7 mmol/L,55 ℃.
【总页数】3页(P529-531)
【作者】李玲
【作者单位】暨南大学功能材料研究所,广州,510632
【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.2
【相关文献】
1.表面修饰SiO2纳米微粒的制备及其摩擦学性能研究 [J], 郭小华;马剑琪
2.表面修饰SiO2纳米微粒作为液体石蜡添加剂抗磨性能的研究 [J], 曹智;李小红;李庆华;张治军
3.未修饰纳米SiO2和表面修饰型纳米SiO2对大鼠肺泡巨噬细胞的毒性研究 [J], 田晓雷;陈敏;杨敏;王胜军;姜旭淦;李华明;谢吉民
4.表面修饰Ag2S纳米微粒的合成与光谱表征 [J], 徐雅
5.直接从水玻璃合成表面修饰的纳米SiO2微粒 [J], 李玲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

酸催化溶胶_凝胶法制备高强度SiO2增透膜研究进展_张志晖

第３１卷　第２期影像科学与光化学Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．２　　２０１３年３月Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｍａｒ．，２０１３　檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐综述酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展张志晖１，２，贺军辉２，杨巧文１（１．中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３；２．中国科学院理化技术研究所功能纳米材料实验室，北京１００１９０）摘　要：高强度增透膜是用于减少表面反射、增加光线透光率的薄膜，具有密度低、折射率可调、耐磨性好的特点．本文综述了高强度增透膜的制备方法与研究进展，介绍了酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的机理及影响因素，酸催化溶胶－凝胶法及两种辅助酸催化溶胶－凝胶法制备高强度增透膜的方法，对高强增透膜制备的发展方向和应用前景进行了展望．关键词：酸催化；溶胶－凝胶法；增透；超亲水；耐磨性ｄｏｉ：１０．７５１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－０４７５．２０１３．０２．００２文章编号：１６７４－０４７５（２０１３）０２－００９１－１２中图分类号：Ｏ６４文献标识码：Ａ自然界中存在增透膜，例如透明的蝴蝶翅膀，由中空纳米结构构成，这种结构孔隙率高，因此具有紫外增透性质和低散射性［１，２］，可以使蝴蝶避免被食肉动物、鸟类和其他有能力检测紫外线的物种识别和捕食．增透膜的主要功能是利用薄膜的干涉减少或消除光学表面的反射光以及杂散光，增大膜的透光率［３］．高强度增透膜具有密度低、介电常数低、折射率可调、热稳定性高、耐磨性好等特性，在光学和光电子材料、传感器、过滤器、汽车玻璃及微电子集成电路等方面有广泛应用．最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学元件表面上的一层折射率较低的薄膜［４，５］．目前制备增透膜的方法主要有化学气相沉积、真空蒸镀、静电自组装法［６－８］及溶胶－凝胶法．其中溶胶－凝胶法（ｓｏｌ－ｇｅｌ）被认为是极具潜力的制备高透光率光学增透薄膜的方法．这种方法有制作工艺简单、适用范围广、效果明显、制作成本低和光学性能好等一系收稿日期：２０１２－０６－２１；修回日期：２０１２－０９－１４．基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）（２０１１ＡＡ０５０５２５）；中国科学院重要方向性项目（ＫＧＣＸ－ＹＷ－３７０，ＫＧＣＸ２－ＥＷ－３０４－２）；中国科学院光化学转化与功能材料重点实验室开放基金．作者简介：张志晖（１９８７－），从事纳米ＳｉＯ２材料的合成及其应用研究；贺军辉，通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｈｅ＠ｍａｉｌ．ｉｐｃ．ａｃ．ｃｎ．９１９２　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　列优点［９－１２］．广泛应用于增透膜的介电材料有二氧化硅、二氧化钛、氧化铝，其折射率分别为１．４５、２．３０和１．６５［１３］．其中二氧化硅薄膜具有低折射率、耐久性好、易保存等特性［１４－１７］．许多光学材料和器件（比如太阳能电池、汽车玻璃等）需要在条件相对恶劣的室外使用，光学材料上的增透膜要经受风吹雨淋，因此这类光学材料对增透膜的耐环境损伤性能要求很高，即薄膜的强度要高［１８］．酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶形成的薄膜与基片间以Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ化学键结合，粘附力较强，强度高，具有极强的耐候性，在环境中稳定好，广泛应用于室外光学材料和器件．本文简单介绍了酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的机理及影响因素，酸催化溶胶－凝胶法和两种辅助酸催化溶胶－凝胶法制备高强度增透膜的方法，并对高强增透膜制备的发展方向和应用前景进行了展望．１　酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的机理及影响因素１．１　酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的机理溶胶－凝胶法是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成三维空间网络结构，网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶．凝胶经过干燥、烧结，制备出分子乃至亚纳米级结构的材料．酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶一般以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为原料，在酸催化条件下，经水解－缩聚反应形成ＳｉＯ２溶胶．酸催化溶胶－凝胶反应是一个比较复杂的反应过程，ＴＥＯＳ的水解与缩聚反应是同时进行的，酸催化剂同时催化这两个反应．酸催化ＴＥＯＳ水解是亲电反应，其机理如下［１９］：Ｂｒｉｎｋｅｒ［２０］认为ＴＥＯＳ水解机理是酸性条件下，在Ｈ＋离子的帮助下，水分子直接进攻ＴＥＯＳ分子并使之水解；随着浓度的增加，水解速率加快，凝胶化时间降低．林健［２１］认为在酸性条件下，Ｈ＋离子首先进攻ＴＥＯＳ分子中的一个—ＯＲ基团并使之质子化，造成电子云向该—ＯＲ基团偏移，使硅原子核的另一侧表面空隙加大并呈亲电性，负电性较强的Ｃｌ－离子因此得以进攻硅原子．质子化后的Ｓｉ—Ｏ基团带正电性，会吸引周围硅醇盐中的Ｓｉ—ＯＲ基或Ｓｉ—ＯＨ基，导致脱水或脱醇聚合．其脱水或脱醇速率较慢，但总体聚合速率较快［２１］．总的Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４的水解－聚合反应可表示为［２２］：ｎＳｉ（ＯＲ）４＋（２ｎ－１．５）Ｈ２Ｏ＝（ＲＯ）３—Ｓｉ—Ｏ（—Ｓｉ—Ｏ）ｎ－２—Ｓｉ—ＯＨ＋（４ｎ－３）ＨＯＲ由文献［２３］可知，随着ＴＯＥＳ水解和聚合的进行，起初的ＴＯＥＳ加Ｈ２Ｏ溶液以任意　第２期张志晖等：酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展９３方向进行聚合，溶胶具有线状结构，当有足够的水存在时，Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ趋向形成二氧化硅胶粒．综上所述，酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶过程中，ＴＥＯＳ的水解与缩聚反应同时进行；酸催化的ＳｉＯ２溶胶为线形，而线形ＳｉＯ２分布在ＳｉＯ２粒子之间；当水量足够时，ＳｉＯ２溶胶趋向为颗粒型．１．２　酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的影响因素酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的基本方法为按照一定比例加入ＴＥＯＳ、盐酸、乙醇和水，在一定温度下反应数小时．酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶的影响因素主要有体系的ｐＨ值、水量、乙醇量、反应温度、反应时间等．ＳｉＯ２溶胶的等电点是ｐＨ＝２．００．当ｐＨ＜７时，ＴＥＯＳ的水解反应速度随ｐＨ值升高而降低．在ｐＨ＜２时，ＳｉＯ２的缩聚反应速率随着ｐＨ值的升高而降低；在ｐＨ＞２时，ＳｉＯ２的缩聚反应速率随着ｐＨ值的升高而增大［２４，２５］．因此，当ｐＨ＜２时，随着体系ｐＨ值的升高，ＴＥＯＳ的水解速度、ＳｉＯ２的缩聚速度均降低，生成产物的聚合度不断减小，反应体系的粘度不断减小，溶胶的稳定性增强［２６］．在ＴＥＯＳ的水解－缩聚反应过程中，Ｈ２Ｏ是水解反应的反应物同时也是缩聚反应的产物．水量对水解和缩聚反应过程有着重要的影响．当Ｈ２Ｏ／ＴＥＯＳ较小时，由于水量少不能保证ＴＥＯＳ水解完全，ＴＥＯＳ在经历了第一阶段水解后速率明显减小，ＴＥＯＳ需依靠ＴＥＯＳ缩聚产生的水分子继续水解．水量的增加提高了ＴＥＯＳ水解－缩聚的速率，使溶胶粘度不断增大．当Ｈ２Ｏ／ＴＥＯＳ较大时，水量增加有利于加快ＴＥＯＳ的水解速度，但聚合速率则因反应物被稀释而有所下降．缩聚仅在颗粒内部进行，较少在颗粒间进行，与此同时水解生成的醇及缩聚脱去的水又进一步起到了稀释作用［２７，２８］．在反应体系中乙醇是共溶剂［２９］，溶剂量的增加导致溶胶体系的粘度降低．ＴＥＯＳ的水解产物是乙醇，从化学平衡的角度来看，乙醇作为水解产物，其加入量增加会对ＴＥＯＳ的水解起到抑制作用，从而导致ＴＥＯＳ水解速率减慢［３０］以及缩聚速率的减慢，因此，乙醇的加入量要适当．２　酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜Ｋｅｓｍｅｚ等［３１］在ＳｉＯ２溶胶制备过程中通过控制酸、水和乙醇的量来研究酸催化正硅酸乙酯水解和缩合．酸和水量的改变使ＳｉＯ２粒子大小在８—４１ｎｍ范围内变化．当ＨＮＯ３／ＴＥＯＳ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）为４．７４×１０－４、Ｈ２Ｏ／ＴＥＯＳ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）为９．０８时，在４００—８００ｎｍ范围内，光的透光率增加５．６％（±０．２％），最高透光率为９４．６％（如图１所示），薄膜的透光率相对较低．根据酸催化ＴＥＯＳ水解－缩聚机理可知酸催化的ＳｉＯ２溶胶为线形，而线形ＳｉＯ２易于分布在ＳｉＯ２粒子之间，降低了膜的孔隙率和透光率．酸催化溶胶－凝胶法制备ＳｉＯ２溶胶形成的薄膜与基底间以化学键结合，薄膜的附着力强，耐磨性好，可以形成高强度的薄膜．但是薄膜孔隙率较低，折射率较高，且孔径很小，薄膜比较致密（如图２所示），透光率一般不理想．因此，酸催化溶胶－凝胶法需要一定的辅助方法才能制备出高强度且透光率９４　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　高的薄膜．３　两种辅助酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜的方法３．１　有机添加剂辅助酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜姚兰芳等［３２］利用酸催化溶胶－凝胶技术，以正硅酸乙酯为硅源，采用十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）为表面活性剂、盐酸为催化剂制备前驱体溶胶，利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用，在溶液中形成分子自组装体，通过简单提拉迅速蒸发溶剂等方法制备二氧化硅－表面活性剂纳米介孔薄膜．通过调节表面活性剂的浓度可以对该纳　第２期张志晖等：酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展９５米薄膜的微观结构和性能等进行控制，表面活性剂的用量不同，介孔薄膜的透光率也不同（如图３所示）．但是该方法制备薄膜时的后期煅烧处理不能确保ＣＴＡＢ完全去除；作者没有对薄膜进行进一步的耐磨性能研究．图３　介孔薄膜的透光率曲线［３２］Ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍｓ［３２］Ｓｈｅｎ等［３３］在酸性催化条件下，以正硅酸乙酯和表面活性剂ＣＴＡＢ制备前驱体溶胶，再通过浸渍提拉法制备薄膜．所得薄膜为有序的介孔薄膜，周期为５ｎｍ，孔径为４ｎｍ，并具有机械性能强和介电常数低的特性．此方法制备薄膜的后处理条件为１２０℃烘图４　不同ＣＴＡＢ与ＴＥＯＳ的摩尔比制备的样品的ＴＥＭ像（ａ）ＣＴＡＢ／ＴＥＯＳ为０．１０；（ｂ）ＣＴＡＢ／ＴＥＯＳ为０．１５［３３］ＴＥＭ　ｉｍａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍｓ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｏｌｅ　ｒａｔｉｏｓ　ｏｆ　ＣＴＡＢ／ＴＥＯＳ（ａ）０．１０ａｎｄ（ｂ）０．１５［３３］干１２ｈ，再升高至４００℃煅烧使ＣＴＡＢ完全去除．研究表明，表面活性剂浓度对薄膜介孔结构起着至关重要的作用，ＣＴＡＢ的加入可以使酸催化溶胶－凝胶法制备的薄膜具有高孔隙率；ＣＴＡＢ完全去除后，薄膜具备多孔有序的纳米结构；当ＣＴＡＢ浓度不同时，薄膜的９６　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　表面结构有明显区别（如图４所示）．殷志明等［２３］利用酸催化溶胶－凝胶法，通过控制ＴＥＯＳ水解条件，在水解体系中加入聚乙烯醇（ＰＶＡ）和丙三醇［Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３］；其中ＰＶＡ使ＳｉＯ２溶胶具有无机－有机网状结构，Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３可保持ＳｉＯ２薄膜的疏松结构，残留的ＰＶＡ以及Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）３会影响ＳｉＯ２薄膜的空间结构．这两种添加剂通过控制ＳｉＯ２溶胶的聚集状态控制ＳｉＯ２薄膜的微结构，可提高膜的透光率．研究结果显示，有机添加剂辅助酸催化溶胶－凝胶法制备高强度增透膜的方法主要是通过有机添加剂与ＴＥＯＳ水解后形成的聚集体相互作用，从而对薄膜的微观结构和性能等进行控制．有机添加剂可以改善酸性催化条件下ＳｉＯ２溶胶形成的线形结构，提高最终形成薄膜的孔隙率．有机添加剂辅助酸催化溶胶－凝胶法制备的ＳｉＯ２增透膜具有酸催化法制备增透膜的高强度，同时有机添加剂的加入提高了薄膜透光率．该方法可制备出高强度高透光率的ＳｉＯ２增透膜．３．２　酸、碱催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜在酸性催化条件下，ＳｉＯ２溶胶趋于链状结构，最终形成的膜具有较低的孔隙率和较高的折射率，耐磨性好；在碱性催化条件下，ＳｉＯ２溶胶趋向于成为颗粒结构，最终形成的膜具有较高的孔隙率和较低的折射率，内表面积很大．Ｖｉｎｃｅｎｔ等［１９］研究了酸、碱催化剂在调节折射率方面的作用．研究表明，催化剂性质决定了薄膜表面形态的变化．酸性催化剂使薄膜表面更光滑，比表面积较小，孔隙率低，折射率偏高，粒子之间的结合力较强，机械性能更好；碱性催化剂则会产生多孔粗糙的表面，使样品具有较大的比表面积和较高的孔隙率，折射率低，有利于光的传输，而且，碱催化过程中可以灵活控制粒子的孔径、大小、结构和折射率，生产出可以实际应用的增透材料．通过控制粒子的大小和孔隙率可以使碱催化的薄膜的透光率在可见光范围内达到９９％以上［３４－３６］．综上所述，酸、碱催化剂相结合的溶胶－凝胶法能够改善酸催化溶胶－凝胶法形成薄膜的性能．Ｂｒｉｎｋｅｒ等［３７］提出的酸、碱两步溶胶－凝胶法已被广泛应用；Ｖｉｎｃｅｎｔ等［３４］的研究表明碱催化剂形成颗粒状溶胶；Ｄｏｒｃｈｅｈ等［３８］发现碱催化剂可以使溶胶聚合速率大于水解速率，酸、碱催化剂相结合的溶胶－凝胶法形成含有链状和颗粒状两种结构的溶胶．吴广明等［３９］在溶胶－凝胶基础上，采用碱／酸两步法和浸渍镀膜技术制备出纳米多孔ＳｉＯ２薄膜，其制备流程如图５所示．吴广明等的研究得出以下结论：在碱性（ｐＨ＞７）催化条件下，ＳｉＯ２溶胶缩聚速度快，溶胶颗粒趋向于球形颗粒生长，形成的薄膜孔体积大、孔隙率高、透光率高，因相邻颗粒间无连接而机械性能差．因此，想要提高纳米介孔薄膜的力学特性，相邻各个ＳｉＯ２颗粒间必须建立起有效连接．实验时进行了第二步酸催化反应，通过化学键合使ＳｉＯ２颗粒间产生较大结合力，第一步实验后形成的ＳｉＯ２颗粒表面具有大量的—ＯＨ基团，这些基团可与第二步中ＴＥＯＳ水解后形成的ＳｉＯ２颗粒表面的—ＯＨ基团发生聚合反应．总之，第一步中形成ＳｉＯ２颗粒间的无机连接剂可由第二步中形成的ＳｉＯ２颗粒充当，这样就增加了相邻ＳｉＯ２颗粒间的结合力．　第２期张志晖等：酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展９７图５　两步法制备ＳｉＯ２溶胶的流程中第一步为碱催化制备ＳｉＯ２溶胶，第二步为酸催化制备ＳｉＯ２溶胶［３９］Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ｂａｓｅ／ａｃｉｄ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍｓ［３９］酸性催化溶胶形成的薄膜与基底间则以Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ化学键结合，碱性催化溶胶形成的薄膜与基片间的结合是物理吸附，前者的附着力明显大于后者．因此，两步法中的酸性催化能够改善薄膜与基底间的结合力，从而提高薄膜的强度．酸、碱催化溶胶－凝胶法可以制备综合性能良好的增透膜，且通过对增透膜采取进一步表面修饰，可以提高膜的自清洁性能．Ｌｉｕ等［４０］以ＣＴＡＢ为模板分别以酸催化溶胶－凝胶法和酸、碱催化溶胶－凝胶法制备增透膜．由图６可以看出，酸催化溶胶－凝胶法形成薄图６　不同方法制备的薄膜的ＡＦＭ图（ａ）酸催化法；（ｂ）酸、碱催化法［４０］ＡＦＭ　ｉｍａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｏｌｓ（ａ）ｔｈｅ　ａｃｉｄ　ｃａｔａｌｙｓｉｓ；（ｂ）ｔｈｅ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｃａｔａｌｙｓｉｓ［４０］膜具有多孔结构，厚度约为５００ｎｍ，组成薄膜的粒子的平均粒径约为１０ｎｍ，其机械性能９８　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　强；酸、碱催化溶胶－凝胶法制备的薄膜表面有突起．Ｙｅ等［４１］以ＴＥＯＳ为前驱体，通过碱／酸两步溶胶－凝胶法制备高透光率、高耐磨性薄膜．当酸催化溶胶与碱催化溶胶的摩尔比为０．５时，制备的薄膜的透光率与耐磨性最佳，碱／酸两步溶胶－凝胶法制备薄膜的制备流程图及透光率如图７所示．图７　碱／酸两步溶胶－凝胶法制备薄膜的制备流程图（左）及透射光谱（右）（ａ）碱／酸两步法溶胶－凝胶法制备的样品；（ｂ）空白基底［４１］Ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌｓ（ｌｅｆｔ）ａｎｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒａ（ｒｉｇｈｔ）ｏｆ　ＡＲ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂｙ　ｂａｓｅ／ａｃｉｄｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ（ａ）ａｎｄ　ｕｎｃｏａｔｅｄ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ（ｂ）［４１］业海平等［４２］对酸碱催化ＳｉＯ２相对比例及酸催化时水含量的系统研究表明，当酸催化ＳｉＯ２溶胶的含量为５０％时，增透膜综合性能最好，即具有高透光率和高耐磨性；当Ｈ２Ｏ∶ＨＣｌ＝１∶０．００１（摩尔比）时，增透膜的透光率最高．碱／酸两步催化法制备的增透膜与水的接触角仅为１１．３°．研究结果显示，进一步用六甲基二硅氧烷（ＨＭＤＳ）对增透膜表面进行修饰后，增透膜的接触角可提高至５２．５°，增透膜的疏水性及环境稳定性均得到较大的提高．马建华等［４３］通过采用酸／碱两步法，首先在酸性催化条件下生成的ＳｉＯ２溶胶趋于向线形的链状结构生长；第二步加入氨水并使溶液ｐＨ值大于７，此时溶胶趋于颗粒状生长，然而这种生长又受到已有的线形链结构影响，两种结构相互影响改变了ＳｉＯ２溶胶的纳米结构，从而提高了孔隙率，降低了折射率．实验通过酸／碱两步法结合对ＳｉＯ２胶粒的表面修饰，以非活性的—Ｓｉ（ＣＨ３）３基团取代ＳｉＯ２胶粒表面—ＯＨ中的Ｈ，制备出折射率为１．１３—１．１８且接触角为１２０°的疏水型薄膜．此方法操作简单，方便快捷．Ｌｉ等［４４］通过溶胶－凝胶法以酸、碱催化剂制备前驱体溶胶．实验结果显示，酸法催化形成薄膜的粘附力很强．酸、碱溶胶－凝胶法结合ＮＨ３气加热以及三甲基氯硅烷（ＴＭＣＳ）修饰增强了薄膜的光学稳定性与耐磨性，提高薄膜的机械性能．薄膜制备流程图以及理论与实际透光率如图８所示．综上所述，酸、碱催化剂相结合的溶胶－凝胶法形成含有线性和颗粒状两种结构的第２期张志晖等：酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展９９ＳｉＯ２溶胶，制备的薄膜具有孔体积大、孔隙率高且粘附力强等特性．因此，酸、碱溶胶－凝胶法可以提高酸催化溶胶－凝胶形成薄膜的透光率，制备出高强度的ＳｉＯ２增透膜．图８　薄膜制备流程图（左）以及理论与实际透光率（右）［４４］Ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（ｌｅｆｔ）ａｎｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇ（ｒｉｇｈｔ）［４４］４　总结与展望增透膜，特别是ＳｉＯ２增透膜，具有特殊的多孔结构和优异的抗反射特性，已经被广泛应用于各种光学膜和多功能材料的制备中，也为材料表面耐刮损和抗腐蚀提供了一种廉价、环保、高效的处理方法．ＳｉＯ２增透膜的研究开发已经成为增透膜的一个研究热点．酸催化溶胶－凝胶法制备的ＳｉＯ２增透膜具有高强度的特点，但是往往其透光率达不到要求，因而在真正的实际应用中受到限制．虽然通过调整原料配比能提高薄膜的透光率，但是在提高ＳｉＯ２增透膜的透光率的同时，薄膜强度等性质会受到一定的影响．另外，对酸催化溶胶－凝胶法制备的薄膜的自清洁性能研究较少，了解还不够深入．因此，如何制备出具有自清洁性能、透光率高、耐磨性强、成本低廉的增透膜，依然是酸催化溶胶－凝胶法制备增透膜面临的重要挑战．在酸催化制备ＳｉＯ２溶胶时辅助添加结构调节剂（如聚合物、表面活性剂等）改变和调控了薄膜的表面结构，提高薄膜的透光率和自清洁性能．另外，通过合理设计反应过程和综合利用不同反应过程（如联合酸催化和碱催化），也有望制备出具有高透光率、强耐磨性、耐刮性以及自清洁的新型增透薄膜．参考文献：［１］　Ｙｉ　Ｄ，Ｌｕｎｅｔ　Ｅ　Ｌ，Ｗｕｉ　Ｓ　Ｔ，Ｍｉｃｈａｅｌ　Ｆ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｏｌｌｏｗ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｉｎ　ＵＶ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇｓｆｏｒ　ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ　ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ［Ｊ］．ＡＣＳ　Ｎａｎｏ，２０１０，４（７）：４３０８－４３１６．［２］　Ｉｎｎｏｃｅｎｚｉ　Ｐ，Ｍａｌｆａｔｔｉ　Ｌ，Ｇａｌｏ　Ｊ　Ａ　Ａ，ｅｔ　ａｌ．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ　ｆｉｌｍｓ：ｆｒｏｍ　ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｔｏ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｅｎｇｔｈ　ｓｃａｌｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２０１１，２３（１０）：２５０１－２５０９．［３］　Ｓｈｅｎ　Ｊ，Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｔ，Ｔａｋｅｔｏｓｈｉ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ＳｉＯ２ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ（ＡＲ）ｃｏａｔｉｎｇ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｓｏｌａｒ　ｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ｒａｒｅ　Ｍｅｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，３７（２）：４７－５３．１００　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　［４］　Ｌｉｕ　Ｑ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ，Ｌｉｕ　Ｑ　Ｊ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｏｐｐｏｓｉｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：ｎａｎｏ－ｐｏｒｏｕｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｕｂｅｒａｎｔ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００９，１１４：３０９－３１２．［５］　Ｋｉｍ　Ｓ　Ｈ，Ｋａｎｇ　Ｂ　Ｋ，Ｕｈｍ　Ｈ　Ｓ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ａｎｄ　ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｎ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃ　ｂｙｄｏｐｅｄ　ｓｉｌｉｃａ－ｂａｓｅｄ　ｓｏｌｓ　ｗｉｔｈ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｏｆ　ｃｏｐｐｅｒ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２００５，２１：１２２１３－１２２１７．［６］　Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ　Ａ，Ｚｈａｎｇ　Ｘ，Ｔｒｙｋ　Ｄ　Ａ．ＴｉＯ２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｒｅ－ｐｏｒｔｓ，２００８，６３（１２）：５１５－５８２．［７］　Ｄｕ　Ｘ，Ｈｅ　Ｊ　Ｈ．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｌｙ　ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ａｍｉｎｏ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅｉｒｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ［Ｊ］．Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２０１１，２７：２９７２－２９７９．［８］　Ｊｏｎｓｓｏｎ　Ｅ，Ｆｒｅｄｒｉｋｓｓｏｎ　Ｈ，Ｓｅｌｌａｐｐａｎ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｄｅ－ｖｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｏｔｏｅｎｅｒｇｙ，２０１１，２０１１：１１．［９］　Ｋｅｓｍｅｚ　Ｏ，Ｅｒｄｅｍ　Ｈ　Ｃ，Ｅｓｉｎ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｓｅｌｆ－ｃｌｅａｎ－ｉｎｇ　ＳｉＯ２－ＴｉＯ２ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ　ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ　ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　＆Ｓｏｌａｒ　Ｃｅｌｌｓ，２００９，９３：１８３３－１８３９．［１０］　Ｏｎａｒ　Ｎ，Ａｋｓｉｔ１ＡＣ，Ｓｅｎ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ，ＵＶ－ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｓｅｌｆ－ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｏｔｔｏｎ　ｆａｂｒｉｃｓｃｏａｔｅｄ　ｂｙ　ｄｉｐ－ｃｏａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．Ｆｉｂｅｒｓ　ａｎｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２０１１，１２（１２）：４６１－４７０．［１１］　Ｒｏｕｘ　Ｒ．Ｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙ　ｌａｓｅｒｓ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ　ｍｅｇａｊｏｕｌｅ　ｌａｓｅｒ［Ｊ］．Ｌａｓｅｒ　Ｆｏｃｕｓ　Ｗｏｒｌｄ，１９９５，３１（５）：５３－５５．［１２］　Ｋａｒｐｏｖ　Ｓ　Ｖ，Ｓｅｍｉｎａ　Ｐ　Ｎ．Ｏｎ　ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｅ　ｍｅｔａｌ　ｎａｎｏｃｏｌｌｏｉｄｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｔｈｅ　ｍｕｌｌｅｒ－ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ　ｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１２，７４（３）：２９５－３０４．［１３］　Ｔａｇａ　Ｙ．Ｒｅｃｅｎｔ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｇｌａｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ，１９９７，２１８：３３５－３４１．［１４］　Ｈｉｒｏｍｉｔｓｕ　Ｋ，Ａｋｉｈｉｒｏ　Ｙ，Ｍａｓａｈｉｒｏ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．Ａｑｕｅｏｕｓ　ｄｉｐ－ｃｏａｔｉｎｇ　ｒｏｕｔｅ　ｔｏ　ｄｅｎｓｅ　ａｎｄ　ｐｏｒｏｕｓ　ｓｉｌｉｃａ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍｓ　ｕ－ｓｉｎｇ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｃｏｌｌｏｉｄｓ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ａｉｄ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，６１（２）：３８１－３８９．［１５］　Ｂｒｉａｎ　Ｇ，Ｐｒｅｖｏ，Ｙｅｏｎ　Ｈｗａｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｓｉｌｉｃａ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｔｈｉｃｋ－ｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２００５，１７：３６４２－３６５１．［１６］　Ｂｅｎｊａｍｉｎ　Ｈ，Ｌｉｄｉｙａ　Ｍ，Ｓｔａｎ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ａｓｓｅｍｂｌｙ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ａｒｅａ，ｈｉｇｈｌｙ　ｏｒｄｅｒｅｄ，ｃｒａｃｋ－ｆｒｅｅ　ｉｎｖｅｒｓｅ　ｏｐａｌ　ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＰＮＡＳ　Ｅａｒｌｙ　Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１０，２４：２－６．［１７］　Ｋｅｓｍｅｚ　Ｏ，Ｋｉｒａｚ　Ｎ，Ｂｕｒｕｎｋａｙａ　Ｅ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ａｍｉｎｅ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｏｎ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ　ＳｉＯ２ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｆｉｌｍｓ　ｖｉａ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，５６：１６７－１７６．［１８］　Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｘ，Ｃａｏ　Ｃ　Ｒ，Ｘｉａｏ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ｂｕｔｙｒａｌ／ｓｉｌｉｃａ　ｈｙｂｒｉｄ　ａｎｔｉｒｅ－ｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇ：ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ＰＶＢ　ｏｎ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，５３（１）：７９－８４．［１９］　Ｖｉｎｃｅｎｔ　Ａ，Ｂａｂｕ　Ｓ，Ｂｒｉｎｌｅｙ　Ｅ，ｅｔ　ａｌ．Ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｃａｔａｌｙｓｔ　ｏｎ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｒｏｕｓ　ｓｉｌｉｃａ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃ－ｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂｙ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２００７，１１１：８２９１－８２９８．［２０］　Ｂｒｉｎｋｅｒ　Ｃ　Ｊ．Ｈｙｄｒｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａｔｅｓ：ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｓｏｌｉｄｓ，１９８８，１００：３１－５０．［２１］　林　健．催化剂对正硅酸乙酯水解－聚合机理的影响［Ｊ］．无机材料学报，１９９７，１２（３）：３６３－３６９．Ｌｉｎ　Ｊ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃａｔａｌｙｓｔｓ　ｏｎ　ＴＥＯＳ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ－ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉ－ａｌｓ，１９９７，１２（３）：３６３－３６９．［２２］　余锡宾，吴　虹．正硅酸乙酯的水解，缩合过程研究［Ｊ］．无机材料学报，１９９６，１１（４）：７０３－７０８．Ｙｕ　Ｘ　Ｂ，Ｗｕ　Ｈ．ＴＥＯＳ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９９６，１１（４）：７０３－７０８．　第２期张志晖等：酸催化溶胶－凝胶法制备高强度ＳｉＯ２增透膜研究进展１０１［２３］　Ｙａｎｇ　Ｈ，Ｃｏｏｍｂｓ　Ｎ，Ｓｏｋｏｌｏｖ　Ｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｆｒｅｅ　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍｓ　ｇｒｏｗ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｗａｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９６，３８１：５８９－５９４．［２４］　Ｙｏｌｄａｓ　Ｂ　Ｅ．Ｄｅｐｏｓｉｔ　ｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒ　ｔｉｅｓ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｆｒｏｍ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．，１９８２，２１（１６）：２９６０－２９６４．［２５］　Ｙｏｌｄａｓ　Ｂ　Ｅ．Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｏｘｉｄｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，１９９０，１３２８：２９６－３０６．［２６］　Ｂｒｉｎｋｅｒ　Ｃ　Ｊ，Ｍｕｋｈｅｒｊｅｅ　Ｓ　Ｐ．Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ｇｅｌｓ　ｔｏ　ｇｌａｓｓｅｓ　ｉｎ　ａ　ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９８０，１６：７．［２７］　Ｇｌａｓｅｒ　Ｐ　Ｍ，Ｐａｎｔａｎｏ　Ｃ　Ｇ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈ２Ｏ／ＴＥＯＳ　ｒａｔｉｏ　ｕｐｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎｉｔｒｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌ－ｇｅｌｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｓｏｌｉｄｓ，１９８４，６３：２０９－２２１．［２８］　Ｇｕｐｔａ　Ｒ，Ｃｈａｕｄｈｕｒｙ　Ｎ　Ｋ．Ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ　ｉｎ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｆｏｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ：ｐｒｏｂ－ｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００７，２２：２３８７－２３９９．［２９］　Ｈａｎａｏｒ　Ｄ　Ａ　Ｈ，Ｃｈｉｒｏｎｉ　Ｉ，Ｋａｒａｔｃｈｅｖｔｓｅｖａ　Ｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｉｎｇｌｅ　ａｎｄ　ｍｉｘｅｄ　ｐｈａｓｅ　ＴｉＯ２ｐｏｗｄｅｒｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｅｘｃｅｓｓｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｋｏｘｉｄｅ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ，２０１２，１１１（３）：１４９－１５８．［３０］　Ｍｏｔｏｙｕｋｉ　Ｌ，Ｍａｙｕｍｉ　Ｔ，Ｈｉｄｅｈｉｒｏ　Ｋ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ｏｎ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ　ｏｆ　ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｎｅ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｌｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００７，３０５（２）：３１５－３２３．［３１］　Ｋｅｓｍｅｚ　Ｏ，Ｂｕｒｕｎｋａｙａ　Ｅ，Ｋｉｒａｚ　Ｎ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ａｃｉｄ，ｗａｔｅｒ　ａｎｄ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｒａｔｉｏｓ　ｏｎ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎ－ｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ＳｉＯ２ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｎ－Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　Ｓｏｌｉｄｓ，２０１１，３５７：３１３０－３１３５．［３２］　姚兰芳，杜梅芳，吴兆丰，等．表面活性剂浓度对纳米介孔ＳｉＯ２薄膜结构的影响［Ｊ］．功能材料，２００４，３５：２９６９－２９７２．Ｙａｏ　Ｌ　Ｆ，Ｄｕ　Ｍ　Ｆ，Ｗｕ　Ｚ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓＳｉＯ２ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，３５：２９６９－２９７２．［３３］　Ｓｈｅｎ　Ｊ，Ｌｕｏ　Ａ　Ｙ，Ｙａｏ　Ｌ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｌｏｗ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍｓ　ｗｉｔｈ　ｏｒｄｅｒｅｄ　ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃ，２００７，２７：１１４５－１１４８．［３４］　Ｌｉｕ　Ｘ　Ｍ，Ｄｕ　Ｘ，Ｈｅ　Ｊ　Ｈ．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｌｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　ｐｏｒｏｕｓ　ｆｉｌｍｓ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｈｏｌｌｏｗ　ｓｐｈｅｒｅｓ　ｖｉａ　ｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ　ａｓ－ｓｅｍｂｌｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ　ａｎｄ　ａｎｔｉｆｏｇｇｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，２００８，９：３０５．［３５］　Ｌｉｕ　Ｘ　Ｍ，Ｈｅ　Ｊ　Ｈ．Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ　ａｎｄ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｖｉａｌａｙｅｒ－ｂｙ－ｌａｙｅｒ　ａｓｓｅｍｂｌｙ　ａｎｄ　ｐｏｓｔｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２００９，１１３：１４８．［３６］　Ｄｕ　Ｘ，Ｈｅ　Ｊ　Ｈ．Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ　ｓｉｌｉｃａ　ｍｉｃｒｏ／ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏｓｃａｌｅ，２０１１，３：３９８４－４００２．［３７］　Ｂｒｉｎｋｅｒ　Ｃ　Ｊ，Ｓｃｈｅｒｅｒ　Ｇ　Ｗ．Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ：Ｔｈｅ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，１９９０．［３８］　Ｄｏｒｃｈｅｈ　Ａ　Ｓ，Ａｂｂａｓｉ　Ｍ　Ｈ．Ｓｉｌｉｃａ　ａｅｒｏｇｅｌ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，１９９：１０－２６．［３９］　吴广明，沈　军，王　珏，等．溶胶凝胶制备纳米多孔ＳｉＯ２光学增透薄膜耐磨特性强化研究［Ｊ］．原子能科学技术，２００２，３６（４／５）：３７４－３７９．Ｗｕ　Ｇ　Ｍ，Ｓｈｅｎ　Ｊ，Ｗａｎｇ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｎａｎｏ－ｐｏｒｏｕｓ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍｓ　ｄｅｒｉｖｅｄｂｙ　ｂａｓｅ／ａｃｉｄ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｍｉｘｅｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．Ａｔｏｍｉｃ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙ，２００２，３６（４／５）：３７４－３７９．［４０］　Ｌｉｕ　Ｑ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ，Ｌｉｕ　Ｑ　Ｊ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｌｉｃａ　ｆｉｌｍ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｏｐｐｏｓｉｔｅ　ｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅｓ：ｎａｎｏ－ｐｏｒｏｕｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｕｂｅｒａｎｔ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００９，１１４：３０９－３１２．［４１］　Ｙｅ　Ｈ　Ｐ，Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｘ，Ｚｈａｎｇ　Ｌ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｅｎ－ｈａｎｃｅｄ　ａｂｒａｓｉｏｎ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｂｙ　ａ　ｂａｓｅ／ａｃｉｄ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　＆Ｓｏ－１０２　影　像　科　学　与　光　化　学第３１卷　ｌａｒ　Ｃｅｌｌｓ，２０１１，９５：２３４７－２３５１．［４２］　业海平，张欣向，肖　波，等．碱／酸两步催化法制备耐候性ＳｉＯ２增透膜的研究［Ｊ］．无机化学学报，２０１１，２７（５）：８２３－８２７．Ｙｅ　Ｈ　Ｐ，Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｘ，Ｘｉａｏ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｓｉｌｉｃａ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃ－ｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｂｙ　ｂａｓｅ／ａｃｉｄ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１１，２７（５）：８２３－８２７．［４３］　马建华，吴广明，程银兵，等．疏水型ＳｉＯ２光学增透膜的制备［Ｊ］．物理化学学报，２００１，１７（１２）：１１１２－１１１６．Ｍａ　Ｊ　Ｈ，Ｗｕ　Ｇ　Ｍ，Ｃｈｅｎｇ　Ｙ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｉｌｉｃａ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｗｉｔｈ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｐｈｙｓｉｃｏ－Ｃｈｉｍｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２００１，１７（１２）：１１１２－１１１６．［４４］　Ｌｉ　Ｘ　Ｇ，Ｓｈｅｎ　Ｊ．Ａ　ｓｃｒａｔｃｈ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｂｙ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，２０１１，５１９：６２３６－６２４０．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ　Ｄｕｒａｂｌｅ　ＳｉＯ２Ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂｙ　Ａｃｉｄ　Ｃａｔａｌｙｚｅｄ　Ｓｏｌ－Ｇｅｌ　ＰｒｏｃｅｓｓＺＨＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｈｕｉ　１，２，ＨＥ　Ｊｕｎ－ｈｕｉ　２，ＹＡＮＧ　Ｑｉａｏ－ｗｅｎ１（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ　ｄｕｒａｂｌｅ　ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅ　ｌｉｇｈｔ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｙ　ｅｘｈｉｂｉｔ　ｌｏｗ　ｄｅｎｓｉｔｙ，ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　ｈｉｇｈａｂｒａｓｉｏｎ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐａｐｅｒ，ｒｅｃｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ　ｄｕｒａｂｌｅａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆａｃｉｄ－ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒｉｎｇ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌｓ，ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ　ｄｕｒａｂｌｅａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｂｙ　ａｃｉｄ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｓｓｉｓｔ　ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｉｄ　ｃａｔａｌｙｚｅｄ；ｓｏｌ－ｇｅｌ；ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ；ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ；ｄｙｎａｍｉｃ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＨＥ　Ｊｕｎ－ｈｕｉ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｈｅ＠ｍａｉｌ．ｉｐｃ．ａｃ．ｃｎ．。

sol-gel法制备纳米TiO2-SiO2宽带高增透膜

sol-gel法制备纳米TiO2-SiO2宽带高增透膜潘静;王永强;胡晓云;李白存;郑娜;康浩;郭庆磊【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2009(028)009【摘要】通过模拟计算设计出一种透射比为99%、包含一层TiO2薄膜和一层SiO2薄膜的宽带高增透膜.两层薄膜均由溶胶-凝胶法制得并采用提拉法成形于玻璃基片上.对增透膜样品的透射比、表面形貌、膜厚等进行了表征,考察了提拉速度、退火温度、催化条件等对其透射比、表面均匀性的影响.结果表明:增透膜的使用提高了玻璃基片的透射比;当提拉速度为9 cm/min,增透膜厚约为255 nm时,基片在400～800 nm波段的透射比提高了7%.控制退火温度,可以使增透膜在某些波段的透射比增强.增透膜样品的表面均匀性良好,室温下膜层的均方根表面粗糙度(RMS) 为1.682,平均粗糙度(RA)为1.208,在550 ℃的温度以下,随着退火温度升高,表面粗糙度降低.【总页数】4页(P1-4)【作者】潘静;王永强;胡晓云;李白存;郑娜;康浩;郭庆磊【作者单位】西北大学,物理系,陕西,西安,710069;河南理工大学,理化系,河南,焦作,454000;西北大学,物理系,陕西,西安,710069;西北大学,化工学院,陕西,西安,710069;西北大学,物理系,陕西,西安,710069;西北大学,物理系,陕西,西安,710069;西北大学,物理系,陕西,西安,710069【正文语种】中文【中图分类】O484【相关文献】1.Sol-gel法在烧结型NdFeB永磁材料表面制备耐蚀纳米MgO膜层的研究 [J], 王菊平;李青;张亮;范佳敏2.正交实验法研究Sol-Gel纳米二氧化钛微粒制备工艺 [J], 左继成;牟世辉3.高活性TiO2纳米晶的酸催化Sol-Gel法制备与表征 [J], 蔡河山;刘国光;吕文英;余林;李大光4.利用Sol-Gel法与水热合成法制备纳米TiO2及其光催化活性研究 [J], 张文皓;杨武;郭昊;薄丽丽;薛再兰;高锦章5.模板辅助sol-gel 法制备高比表面积、高磁性能纳米CoFe2 O4材料 [J], 高朋召;李冬云;张小亮;晏兵;孙玉坤;徐丽女;马瑞雪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超声波辅助溶胶—凝胶法制SnO2纳米晶的研究

超声波辅助溶胶—凝胶法制ＳｎＯ纳米晶的研究２作者：刘秀琳郭英等化学世界年7期字数：3266李酽陈立青摘要：以SnCl4·5H2O和氨水为主原料，采用超声波辅助溶胶—凝胶法成功合成出了SnO2纳米晶，并讨论了制备过程中超声波作用时间、超声波的有无、烧结温度和表面活性剂等因素对纳米晶性能的影响。

样品采用XRD，TEM进行了表征。

结果表明，超声波辅助溶胶一凝胶法合成的snO2微粒呈圆球形，粒径在20nm左右，其中阴离子表面活性剂—柠檬酸对SnO2纳米晶的团聚能够起到很好的分散作用。

关键词：SnO2纳米晶：超声波辐射；表面活性剂纳米SnO2粉体，在工业上有着广泛的用途，是重要的气敏材料、陶瓷材料、电子材料和化工材料。

在陶瓷工业中SnO2用作釉料及搪瓷的不透明剂，由于其难溶于玻璃及釉料中，还可用作颜料的载体；在电工电子工业上，SnO2掺杂后具有高导电率、高透射率以及较好的化学和热稳定性等，这些性质可应用在很多技术领域，包括太阳能电池、液晶显示器、光探测器、保护涂层等；在化工方面的应用主要作为催化剂和化工原料。

纳米微粒的制备方法很多，大致可归类为气相法、液相法和固相法三大类。

对于纳米SnO2来说，常用的制备方法有微乳液法、溶胶—凝胶法、水热法、高能机械球磨法等。

其中溶胶—凝胶法由于其采用普通化工设备，流程简单，操作容易控制，环境污染少，产品性能好，在超细粉体的开发方面有旺盛的生命力，是一种很有前途的方法。

另外，超声波技术在纳米材料的合成过程中有很重要的作用，因此，本实验选择超声波辅助溶胶—凝胶法来制备SnO2纳米晶。

1 实验部分1．1原料SnCL4·5H2O(分析纯，99％)·氨水(分析纯，25％-28％)，无水乙醇(分析纯，99.7％)，AgNO3(分析纯)，聚乙二醇(PEG-400)，柠檬酸(分析纯)，盐酸(分析纯)和去离子水。

1．2纳米晶的制备将15gSnCI4·5H2O溶于100mL去离子水中作为主盐溶液，加入一定量的HCl防止水解。

表面活性剂辅助酸催化溶胶-凝胶法制备高强度超亲水二氧化硅减反增透纳米粒子涂层

１２］法涂覆于玻璃基底表面，所得涂层经过７００℃快速淬火处理２００ｓ后［，得到具有减反增透性和超亲水
性的高强度涂层。
２０１２０８１７收稿，２０１２１２０４修回８６３计划）（２０１１ＡＡ０５０５２５），中国科学院重要方向性项目（ＫＧＣＸＹＷ３７０，ＫＧＣＸ２ＥＷ３０４２），中国科学国家高技术研究发展计划（院光化学转化与功能材料重点实验室开放基金资助项目通讯联系人：贺军辉，研究员；Ｔｅｌ／Ｆａｘ：０１０６４８６０２８５；Ｅｍａｉｌ：ｊｈｈｅ＠ｍａｉｌ．ｉｐｃ．ａｃ．ｃｎ；研究方向：功能性微／纳米空心球的自组装制备及应用
胶凝胶（ｓｏｌｇｅｌ）法制备的二氧化硅（ＳｉＯ）纳米粒子涂层由于具有高的机械强度，引起了广泛关注。由２酸性催化获得的ＳｉＯ溶胶形成的涂层与基片间以Ｓｉ —Ｏ —Ｓｉ化学键结合，附着力较强，可以形成高强度２ＳｉＯ溶胶易于形成线形链式结构，形成的涂层孔隙的功能性纳米结构涂层。然而，在酸性催化条件下，２率较低，折射率较高，其增透效果和亲水性往往达不到实际应用的要求，有待进一步提高。本文尝试通过加入表面活性剂来增加涂层的透过率及亲水性能。采用酸催化溶胶凝胶（ａｃｉｄ）法，在形成的ＳｉＯ溶胶中加入一定量的十六烷基三甲基溴化氨（ＣＴＡＢ），然后运用提拉ｃａｔａｌｙｚｅｄｓｏｌ生产工艺简便所得涂层的均匀性和光学性能好等优点被认为是制备高透射率光学增透涂层最有效的方法之一在光学增透涂层领域具有广阔的应用前景810用于溶胶凝胶法的催化剂主要有酸性催化剂如盐酸11和碱性催化剂如氨水

酸碱复合催化溶胶-凝胶法制备SiO_2减反膜及膜性能研究

酸碱复合催化溶胶-凝胶法制备SiO_2减反膜及膜性能研究窦雯雯;牛玉超;黄国威;徐勇;王献忠;王孝丽;张琳琳【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2013(42)1【摘要】采用酸催化法、碱催化法和酸碱复合催化法制备了SiO2溶胶,进而制得SiO2减反膜。

表征了薄膜的表面形貌,测定了薄膜的透射率和硬度。

结果表明,不同催化溶胶制得的膜层在表面形貌、减反效果和薄膜硬度等方面存在明显差异:酸催化得到的薄膜,孔隙率和透过率最低,但硬度和抗划伤性最好;碱催化得到的薄膜,孔隙率和透过率最高,但硬度和抗划伤性最差;酸碱复合催化得到的薄膜,孔隙率、透过率、硬度和抗划伤性能介于以上二者之间,性能与酸碱复合催化溶胶的制备工艺密切相关。

【总页数】4页(P63-66)【关键词】溶胶-凝胶;酸碱复合催化;SiO2;减反膜;透过率;表面形貌【作者】窦雯雯;牛玉超;黄国威;徐勇;王献忠;王孝丽;张琳琳【作者单位】山东建筑大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】O484.4【相关文献】1.溶胶-凝胶法制备TiO2复合陶瓷光催化膜--制备前驱物对膜性质的影响 [J], 张玉红;吴鸣;熊国兴;吴合进;杨维慎2.TiO2-ZrO2复合膜的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究 [J], 许世龙3.短波段光学减反膜的溶胶-凝胶法制备及性能分析 [J], 肖轶群;沈军;姚兰芳;王珊;杨帆4.溶胶-凝胶法制备纳米多孔二氧化硅减反膜的研究进展 [J], 李春华;姜宏;赵会峰;邹世锋5.溶胶—凝胶法制备TEOS-DOS基SiO_2疏水减反射膜:溶胶微结构对膜性能的影响 [J], 徐耀;范文浩;章斌;吴东;孙予罕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

表面活性剂CTAB辅助溶胶_凝胶法制备硼酸铝纳米棒

表面活性剂CTAB辅助溶胶–凝胶法制备硼酸铝纳米棒顾培，胡军，陈爱民，徐淑芬(浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州 310014)摘要：以仲丁醇铝(aluminum tri-sec-butoxide，ATSB)和硼酸为原料，采用阳离子表面活性剂(cetyltrimethyl ammonium bromide，CTAB)辅助溶胶–凝胶法于120℃形成白色干凝胶，再进行焙烧得到硼酸铝纳米棒。

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量色散谱仪和Fourier 变换红外光谱仪对产物结构和形貌进行表征。

结果表明：750℃焙烧产物为具有单晶结构的Al4B2O9纳米棒，，其形貌及直径、长度受ATSB和硼酸摩尔比影响；当ATSB与H3BO3摩尔比为1:2时，Al4B2O9纳米棒直径约为15nm，长度为200～300nm。

1200℃焙烧的产物为Al18B4O33纳米棒，其直径为200～500nm，长度约为3μm。

对硼酸铝纳米棒的形成机理进行了初步探讨。

关键词：硼酸铝；纳米棒；溶胶–凝胶法；表面活性剂；十六烷基三甲基溴化铵中图分类号：O614.3+1 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)06–0922–07网络出版时间：2012–05–23 14:37:07 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20120523.1437.026.htmlFabrication of Aluminum Borate Nanorods via a Surfactant CTAB-Assisted Sol–Gel MethodGU Pei，HU Jun，CHEN Aimin，XU Shufen(College of Chemical Engineering and Materials Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China) Abstract: Al4B2O9 and Al18B4O33 nanorods were synthesized via a cationic surfactant cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB)- assisted sol–gel method and a subsequent calcination of the white gel of aluminum tri-sec-butoxide (ATSB) and boric acid. The struc-ture and morphology of the as-prepared products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive spectrometer and Fourier transform infrared spectroscopy, respectively. The results showed that the product calcined at 750℃ was Al4B2O9 nanorods with a single-crystal structure. The length and diameter of Al4B2O9 nano-rods were affected by the mole ratio of ATSB to H3BO3. The diameter of Al4B2O9 nanorods was 15nm and the lengths was in the range of 200–300nm at the mole ratio of ATSB to H3BO3 of 1:2. The diameters of Al18B4O33 nanorods calcined at 1200℃were in the range of 200–500nm and the length was 3μm. The possible formation mechanism of aluminum borate nanorods was proposed.Key words: aluminum borate; nanorods; sol–gel method; surfactant; cetyltrimethyl ammonium bromide硼酸铝晶须具有优异的力学性质，高温化学稳定性，低的热胀系数以及低廉的生产成本，作为金属、高分子、陶瓷的增强材料具有良好的应用前景[1–2]。

超疏水材料的研究现状及应用

超疏水材料的研究现状及应用超疏水材料的研究现状及应用摘要: 超疏水表面材料具有防水、防污、可减少流体的粘滞等优良特性，是目前功能材料研究的热点之一。

由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注，本文简述了超疏水表面的制备方法，归纳了超疏水表面的应用,对超疏水表面研究的发展进行了展望。

关键词:超疏水表面材料;微流体系统;表面制备方法;表面应用Superhydrophobic materials Researchand ApplicationLi Yongliang(Jiangnan University, College of Chemistry and Materials Engineering JiangsuWuxi 214122,China)Abstract: Superhydrophobic surface material with a waterproof, anti-fouling, can reduce the viscosity of the fluid and other excellent features, is currently one of the hot functional materials. As super-hydrophobic surface in the self-cleaning surfaces, microfluidic systems, biocompatibility and other potential applications, research on super-hydrophobic surface caused a great deal of attention, this paperoutlines the super-hydrophobic surface preparation methods, summarized the super-hydrophobic surface application of research for the development of super-hydrophobic surfaces were discussed.Keywords: Superhydrophobic surface material; Microfluidic systems; Surface preparation methods; Surface application近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

－５盐酸，使其以１ ∶ ３８ ∶ １ ∶ ５× １０的摩尔比混合，在６０℃下，搅拌９０ｍｉｎ后，正硅酸乙酯发生部分水解，冷
却至室温。向所得溶胶加入７２ｍＬ盐酸、０４ｍＬ水和４６６ｍＬ无水乙醇，使生成的ＳｉＯ溶胶浓度达到２１０ｍｏｌ／Ｌ，在室温下搅拌１５ｍｉｎ后，再在５０℃下放置老化约３ｈ。加入１０６０ｍＬ乙醇进行稀释，使稀释后溶胶中的ｎ（ＴＥＯＳ） ∶ ｎ（ＥｔＯＨ） ∶ ｎ（ＨＯ） ∶ ｎ（ＨＣｌ）＝１ ∶ ２２ ∶ ５ ∶ ００４。最后，再加入一定质量分数的ＣＴＡＢ，２充分搅拌１ｈ，得到粒径约为４ｎｍ的ＳｉＯ纳米粒子透明分散液，作为涂膜用溶胶溶液。２１．３涂层的制备方法采用浸渍提拉法在玻璃基片上制备涂层。首先将玻璃片用氧等离子体（Ｏ００～２气流量８１０００ｍＬ／ｍｉｎ，１０５Ｗ）处理，再将其以一定速度浸入充分搅拌过的ＳｉＯ溶胶液中，停留一定时间（以下简２称停留时间）后，将其以同样的速度从ＳｉＯ溶胶液中提拉涂膜。将干燥后的涂层基片在７００℃高温快速２加热２００ｓ，取出自然冷却至室温备用。１．４涂层硬度的测定硬度测试采用英国Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ３０８６ＭｏｔｏｒｉｓｅｄＰｅｎｃｉｌＨａｒｄｎｅｓｓＴｅｓｔｅｒ完成。用不同硬度的铅笔测试涂ＳＥＭ，工作电压５ｋＶ）检测涂层是否层硬度，由于涂层在裸视下看不出是否划破，采用扫描电子显微镜（被划破。
，ｂ张志晖ａ贺军辉ａ杨巧文ｂ
ａ（中国科学院理化技术研究所，功能纳米材料实验室北京１００１９０；ｂ
中国矿业大学（北京），化学与环境工程学院北京１０００８３）
摘要以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）、十六烷基三甲基溴化氨（ＣＴＡＢ）、盐酸（ＨＣｌ）、乙醇和水为原料，通过溶胶凝胶法提拉涂膜，再经７００℃快速淬火２００ｓ，制备了二氧化硅（ＳｉＯ）纳米粒子涂层。研究了ＣＴＡＢ浓度、提拉速２ＴＡＢ质量分数为２５％，提拉速度为度、停留时间和提拉涂膜次数对透射率的影响，结果表明，当Ｃ１００ｍｍ／ｍｉｎ，停留时间为６０ｓ，提拉涂膜１次得到的ＳｉＯ纳米粒子涂层透射率最高，可达９５９％。该涂层具备２超亲水性并能耐受６Ｈ铅笔刮痕测试。实验还表明，在ＳｉＯ溶胶液中加入ＣＴＡＢ，通过其与ＴＥＯＳ部分水解生２ｉＯ溶胶的微观结构，从而提高了涂层的透射率和亲成的物种的相互作用，可以改善酸性催化条件下形成的Ｓ２水性。关键词酸催化，溶胶凝胶法，减反增透，超亲水，耐磨性中图分类号：Ｏ６３５文献标识码：Ａ文章编号：１００００５１８（２０１３）０７０７９４０７ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１３．２０３５４
胶凝胶（ｓｏｌｇｅｌ）法制备的二氧化硅（ＳｉＯ）纳米粒子涂层由于具有高的机械强度，引起了广泛关注。由２酸性催化获得的ＳｉＯ溶胶形成的涂层与基片间以Ｓｉ —Ｏ —Ｓｉ化学键结合，附着力较强，可以形成高强度２ＳｉＯ溶胶易于形成线形链式结构，形成的涂层孔隙的功能性纳米结构涂层。然而，在酸性催化条件下，２率较低，折射率较高，其增透效果和亲水性往往达不到实际应用的要求，有待进一步提高。本文尝试通过加入表面活性剂来增加涂层的透过率及亲水性能。采用酸催化溶胶凝胶（ａｃｉｄ）法，在形成的ＳｉＯ溶胶中加入一定量的十六烷基三甲基溴化氨（ＣＴＡＢ），然后运用提拉ｃａｔａｌｙｚｅｄｓｏｌｇｅｌ２
增透涂层具有密度低、介电常数小、折射率可调和热稳定性高等特性，在光学和光电子材料、滤光器、传感器、汽车玻璃、太阳能电池及微电子集成电路等领域具有广泛的应用。在光学器件表面镀一层
１］折射率较低的涂层形成最简单的单层增透涂层［。增透涂层主要是利用涂层界面的干涉消除或减少光２］。到目前为止，已就增透涂层的增透作用学器件表面的反射光和杂散光，从而增大光学器件的透射率［３４］５６］和机械强度，进行了较多的理论［和应用［研究。关于增透涂层的制备方法，由于溶胶凝胶（ｓｏｌｇｅｌ）
法具有生产工艺简便，所得涂层的均匀性和光学性能好等优点，被认为是制备高透射率光学增透涂层最
７］８１０］有效的方法之一［。在光学增透涂层领域具有广阔的应用前景［。［１１］凝胶法的催化剂主要有酸性催化剂（如盐酸）和碱性催化剂（如氨水）。通过酸催化溶用于溶胶
第３０卷第７期２０１３年７月
应用化学ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
Ｖｏｌ．３０Ｉｓｓ．７Ｊｕｌｙ２０１３
表面活性剂辅助酸催化溶胶凝胶法制备高强度超亲水二氧化硅减反增透纳米粒子涂层
图１ＣＴＡＢ的差热曲线和热失重曲线Ｆｉｇ．１ＤＳＣａｎｄＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＣＴＡＢ
７９６
应用化学第３０卷
ＳｉＯ溶胶液的涂层在５００～６００ｎｍ之间的最大透射２率达到９３０％，而由ＣＴＡＢ质量分数为２５％的ＳｉＯ溶胶液所得涂层的最大透射率达到９５９％。因２此，ＣＴＡＢ的加入使酸催化溶胶凝胶法形成的ＳｉＯ２纳米粒子涂层的透射率提高了２９％。由酸催化
２结果与讨论
２．１ＣＴＡＢ含量对涂层透射率的影响为了考察煅烧前后膜中ＣＴＡＢ质量分数的变化，对膜进行了差热分析，并研究了其在空气中的热失重情况，如图１所示。从ＤＳＣ曲线可见，在４７０℃出现一个较大的放热峰，而从ＴＧ曲线可见，ＣＴＡＢ在５００℃ 已完全分解。所以，涂层经过７００℃ 煅烧２００ｓ后，膜中的ＣＴＡＢ应已完全去除。ＴＡＢ质量分数的ＳｉＯ溶胶液所图２为用不同Ｃ２得带涂层的玻璃基片（以下均简称为涂层）的透射光谱。在４００～６５０ｎｍ范围内，ＣＴＡＢ质量分数分别％、１５％、２０％、２５％和３０％时，得到的涂层为０的透射率均高于玻璃基片本身的（９１６％），但当ＣＴＡＢ质量分数为３５％时得到的涂层的透射率则低于玻璃基片的。其中ＣＴＡＢ质量分数为０％的
１２］法涂覆于玻璃基底表面，所得涂层经过７００℃快速淬火处理２００ｓ后［，得到具有减反增透性和超亲水
性的高强度涂层。
２０１２０８１７收稿，２０１２１２０４修回８６３计划）（２０１１ＡＡ０ Байду номын сангаас ０５２５），中国科学院重要方向性项目（ＫＧＣＸＹＷ３７０，ＫＧＣＸ２ＥＷ３０４２），中国科学国家高技术研究发展计划（院光化学转化与功能材料重点实验室开放基金资助项目通讯联系人：贺军辉，研究员；Ｔｅｌ／Ｆａｘ：０１０６４８６０２８５；Ｅｍａｉｌ：ｊｈｈｅ＠ｍａｉｌ．ｉｐｃ．ａｃ．ｃｎ；研究方向：功能性微／纳米空心球的自组装制备及应用
１４１５］ＴＥＯＳ生成ＳｉＯ溶胶凝胶机理［可知，酸催化的２
ＳｉＯ溶胶为线形，而线形ＳｉＯ易于分布于ＳｉＯ粒子２２２之间，使涂层的透射率降低。由于从ＣＴＡＢ质量分数为２５％溶胶液所得涂ＴＡＢ含量的涂层的透射率，层的透射率高于其它Ｃ所以对该涂层的结构、亲水性能和硬度进行了测定。图３Ａ和图３Ｂ为不含ＣＴＡＢ溶胶液中ＳｉＯ纳米２粒子的透射电子显微镜照片。由图可见，其中既有尺寸从４ｎｍ到８ｎｍ的粒径大小不一的分散ＳｉＯ纳２米粒子（图３Ａ），也有尺寸达９５ｎｍ的ＳｉＯ大颗粒。２图３Ｃ为ＣＴＡＢ含量为２５％溶胶液的ＳｉＯ２纳米粒子的透射电子显微镜照片，图３Ｄ为图３Ｃ的局部放大像。由图３Ｄ可见，生成的ＳｉＯ纳米粒子具有良好２的分散性，这可能是由于ＳｉＯ纳米粒子被ＣＴＡＢ均匀包覆造成的。在全图范围内随机任选５０个ＳｉＯ纳２２米粒子，统计其粒径分布，发现多数粒子的粒径集中于３～４ｎｍ范围内。因此，ＣＴＡＢ与ＴＥＯＳ部分水解形成的物种（Ｓｐｅｃｉｅｓ）之间的相互作用使生成的ＳｉＯ纳米粒子尺寸小且尺寸分布均匀，最终导致涂层的２高透射率。