纳米二氧化硅的表面改性研究
纳米二氧化硅的改性与应用及聚倍半硅氧烷结构和性能研究
复旦大学碾士学位论文１．４．６复合材料中纳米二氧化硅的形貌表征图１—１１和１－１２是纳米二氧化硅ＳＰｌ和Ａ２００分散在丙烯酸树脂中的透射电镜照片。
与纳米二氧化硅在醋酸丁酯中的分散性一样，用ＭＡＰＴＳ改性的二氧化硅相对未改性的二氧化硅来说，具有较好的分散性，这点对于ＳＰｌ来说尤为明显（见图１—１ｌａ和１．１ｌｂ）。
另外，通过原位聚合制备的纳米复合材料中，二氧化硅的分散性优于通过共混法制各的（见图１－ｌｌｂ和】．１ｌｃ），这是由于改性的二氧化硅中含有可与丙烯酸酯单体反应的基团，在原位聚合中，与丙烯酸酯链段有较强作用，有利其分散。
然而这些对于纳米二氧化硅Ａ２００来说都不是那么明显（见图１－１２），无论是否改性，无论使用原位或者共混得方法，对于Ａ２００在丙烯酸树脂中的分散性没有很大影响。
这可能是纳米二氧化硅Ａ２００相对ＳＰｌ而言，本身就具有较小的比表面积以及较低的羟基含量，使其在丙烯酸树脂中具有比较好的分散性，所以通过ＭＡＰＴＳ对其改性，欲使其更易分散并没有在Ａ２００中体现出来。
（ａ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－ｌｌ含有ＳＰｌ的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）含有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１１ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＳＰＩｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ【ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ·ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ—ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ（ａ）（ｂ）复旦大学硕士学位论文（ｃ）图１－１２含有Ａ２００的复合涂层的ＴＥＭ照片（ａ）含有共混的未改性的二氧化硅（ｂ）含有共混的改性的二氧化硅（ｃ）古有原位生成改性的二氧化硅Ｆｉｇｕｒｅ１－１２ＴＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＡ２００ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ（ａ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｒｉａｎｏ－ｓｉｌｉｃａａｎｄ（ｃ）ｉｎ－ｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ．ｓｉｌｉｃａ１．４．７改性对复合树脂Ｔｇ的影响图１．１３至图１．１５为纳米复合树脂的ＤＭＡ损耗曲线。
纳米二氧化硅的表面改性研究
‘ 八 ７ ７ ７ｏ 『 ７ ７ Ｄｌ 州ｅ ｕｄ ｂ －
７
｝ ／ 八／７ （ Ｈ Ｉ ＼ ＼ 夕
ｌｌ Ｊ ｌ Ｖ Ｖ Ｉ Ｉ ＶＪ Ｖ
圈 １ 纳 米 二 氧 化硅 的表 面 特 征
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 不 同剂量改 性剂对 纳米二 氧化硅 的改性效 果（ ． 图
ｗａｅ ｕ ｐ ｎ ｉｎ （ｌｃｒｃｓｉｒｎ ） ｔｒｓｓ ｅ ｓｏ ｅｅ ｔｉ ｔ ｉ ｇ ｒ
响 口］ 橡胶 工业 ，０ ９ ５ （ ）２ —２ ． ２０ ，６ １ ：９３ ．
［ ］ Ｔｅｆ ， ｄｚｊ ４ ｏｉＪ Ａｎ ｒｅ Ｋ．Ｉｆｕｎｅｏ ｉ ｎ ｏ ｐｉｇａ ｅ ｔ ｏ ｕ ｆｃ ｌ ｎｌｅｃ ｆ ｌ ｅｃｕ ｌ ｇｎｓ ｎｓｒａｅ ｓａ ｎ
纳 米 二 氧 化 硅 的 表 面 改 性 研 究
阮 娟 ， 王 君 ， 明 程 学 院 ， 徽 淮 南 ２ ２ ０ ） 安 安 ３ ０ １
摘 要 ： 用 改性 剂 Ａ、 Ｃ分 别 对 纳 米 二氧 化 硅 表 面 进行 改性 ， 察 了改性 荆剂 量 和 搅拌 方式 对 改性 效 果 的 影 响 。 采 Ｂ、 考
接 触 面 积 增 大 ， 而 混 合 得 更 均 匀 ， 性 效 果 得 到 提 从 改 高。
究 Ｅ］ 非 金 属 矿 ，０ ８ ３ （ ） ３—９ Ｊ． ２ ０ ，１ ３ ：７３ ．
［ ］ 张红 艳 ，鹿 化 煜 ，赵 军 ， ．超 声 波 振 荡 对 细 颗 粒 黄 土 样 品 粒 度 ８ 等 测 量 影 响 的 实 验 分 析 ［］ Ｊ ．沉 积 学 报 ，２ ０ ，２ （ ） ９ — ０ ． ０ ８ ６ ３ ：４ ４５ ０
阮 娟 ：米 氧 硅 表 改 研 ／ｌ 第 期— — — — — — — — — — — — — — — — —｜ 等纳 二 化 的 面 性 究２１ ３ — — — — — — — — — — — — — — — — － ０年 ｜ ｌ 蜀
纳米二氧化硅表面改性的研究
ＡＢＳ ＴＲＡ ＣＴ ：Ｔｈ ｕ ｆ ｃ ｄｉ ｃ ｔｏ ｔｎ ｎ — ｉ ｃ ｓ ｍｏ ｆｅ ｙ ｓｌｎ ｏ ｌｎ ｇ ｎ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｍｏ ｆ ａｉｎ ｏ‘ ａ ｏ ｓｌ ａ ｗａ ｄｉ ｄ ｂ ｉａ ｅ ｃ ｕｐｉ ｇ ａ ｅ ｔＫＨ 一 ０ ，ｔｔｎａｅ Ｃ Ｕ ｉ ｉ ｉ ５５ ｉａ ｔ Ｏ － ｐ ｉｇ ａ ｅ ｔＮＤＺ－ ０１ ａ ｄ ｓｅ ｒｃ ａ ｉ ｅ ｐ ｃ ｉｅｙ，ｔ ｅ ｏ ｌ ｇ ｎ ｎ ２ ｎ ｔ ａ ｉ ｃｄ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ｖ ｈ ｎ ｃ ｍｐａｅ ｔ ａ ｈ ｏｈｅ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｆｅ ｔ ｒ ｄ ｗｉ ｅ ｃ ｔ ｒ ｈ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈｅ ｅｆｃ
也 是 一 种 十 分 重 要 的 无 机 增 韧 增 强 功 能 性 填
充 效 果 ， 以 ，有 必 要 对 其 进 行 表 面 改 性 。 目前 ， 所 采
用 硅 烷偶联 剂 、 酸酯 偶联 剂对 纳 米 ＳＯ 进行 表 面 钛 ｉ：
改 性 的 研 究 有 报 道 ，Ｚ ｉ ｎＷａ ｇ等 以 超 临 界 ｈ． ｎ Ｗｅ Ｃ ， 溶剂 、 Ｏ 为 以钛 酸 酯 偶 联 剂 Ｎ Ｚ２ １为 改 性 剂 对 Ｄ － ０
吴 海 艳 ， 莉 ， 树 良 周 臧
（ 宁 石 油 化 工 大 学 化 学 与 材 料 学 院 ， 宁抚 顺 １ ３ ０ ） 辽 辽 １０ １
摘 要 ：用 硅 烷 偶 联 剂 Ｋ －５ 钛 酸 酯偶 联 剂 Ｎ Ｚ２ １和 硬 脂 酸 处 理 纳 米二 氧化 硅 ， 对 改 性 效 果 进 Ｈ５ ０、 Ｄ ．０ 并
纳 米 ＳＯ 为 无 定 型 白 色 粉 末 … ， 目前 世 界 上 ｉ， 是
KH_550改性纳米二氧化硅的研究_解小玲
Study of Nano- scale Silica modification by KH-550
XIE Xiao-ling, GUO Ru-i jie, JIA Hu-sheng, LIU Xu- guang, XU Bing-she
( College of M ater ials Science and Eng ineer ing of T aiy uan Univer sity of T echnology , T aiy uan 030024, China)
212. [ 8] 郑水林. 粉体表面改性[ M ] . 北京: 北京工业出版社, 1995. [ 9] T eof il J, A ndrzej K . Inf luence of s ilan e couplin g agen ts on surf acepr op ert ies of precipit at ed sil icas[ J] . A pplied S urf ace Sc-i
表 1 羟基紫外线吸收率
改性剂质量
分数/ %
60
0. 5
0. 056 5
1. 1
0. 045 7
1. 5
0. 045 3
2. 3
0. 044 1
3. 2
0. 036 0
3. 5
0. 009 3
4. 1
0. 007 2
4. 3
0. 007 8
5. 2
0. 008 2
时间/ min
90
120
150Biblioteka 180中图分类号: T B383
文献标识码: A
随着 SiO2 的制备技术发展及改性研究的深入, 超微细乃至纳米 SiO 2 在橡胶、塑料、粘合剂、涂料和 功能材料等领域应用更加广泛。
纳米二氧化硅修饰-改性文献总结
一、单分散纳米二氧化硅微球的制备及羧基化改性赵存挺,冯新星,吴芳,陈建勇2009年第11期(40)卷采用改进工艺条件的St ber法制备纳米SiO2微球用KH-550硅烷偶联剂和丁二酸酐对纳米二氧化硅表面羧基化改性。
结果表明,纳米二氧化硅表面成功接枝了羧基官能团。
2.1主要试剂正硅酸乙酯(TEOS,AR);无水乙醇(AR);氨水,含量为25%~28%;去离子水;硅烷偶联剂KH-550,纯度≥95%;丁二酸酐(AR)。
2.2二氧化硅微球的制备将一定量无水乙醇、去离子水和氨水混合磁力搅拌约20min成均匀溶液。
将4ml正硅酸乙酯分散在20ml无水乙醇中,磁力搅拌约30min混合成均匀溶液。
然后将上面两种溶液混合在100ml单口烧瓶中,在一定温度下恒温磁力搅拌5h即生成二氧化硅微球溶胶。
小球经多次醇洗离心分离后,即得SiO2小球样品。
2.3二氧化硅微球表面羧基化改性将等摩尔的KH-550和丁二酸酐均匀分散在一定量的DMF中,一定温度下磁力搅拌3h后,往该体系中加入经过超声分散的约20ml二氧化硅的DMF悬浊液,同时加入2ml去离子水。
在相同温度下继续磁力搅拌5h后,用超高速离心机分离出纳米二氧化硅,多次醇洗离心分离后,即得到羧基化改性后的纳米二氧化硅。
改性的纳米SiO2标为样品S1,未改性的标为S0。
SiO2表面羧基的引入不仅提高了纳米粒子与基体的界面相容性,更重要的是羧基宽广的反应范围和易于离子化的特性赋予了纳米粒子很高的反应活性,使之可以广泛地应用于纳米粒子自组装[5]、高分子材料改性剂、水处理剂、催化剂和蛋白质载体、微胶囊包埋等领域[6]二、二氯二甲基硅烷改性纳米二氧化硅工艺研究唐洪波李萌马冰洁精细石油化工第24卷第6期2007年11月以纳米二氧化硅为原料，乙醇为溶剂，二甲基二氯硅烷为改性剂，水为改性助剂，较佳工艺条件为:二甲基二氯硅烷用量15%，预处理温度120℃，预处理时间50min，回流温度130℃，回流时间50min，水用量4%。
纳米SiO2表面高聚物接枝改性的研究
２． ｆｉ ｎ ｃ ｅ ｒ Ｈｅｅ Ｘｉｇ ｈ ｎＷｉ ｅ＆ Ｃ ｂｅＣ ． ａ ｌ ｏ ，ｈｄ ， Ｈｅｅ ２ ０ １ ，Ｃｈｎ ） ． ｆｉ ３ ０ １ ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓ ｒａ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆ ｎ ｎ － ｔｒ Ｓ Ｏ２ｍａ ｅ ｂ ｓｎ ｉ ｎ ｏ ｐ ｉｇ ａ ｅ ｔ ＫＨ一 ７ ｉ ｎｒ — ｓｒ ｃ ： ｅ ｕ ｆｃ ｒ ａｍｅ ｔ ｏ ａ ｏ ｍｅｅ ｉ ｄ ｙ ｕ ｉｇ ｓｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ｇ ｎ ａ ｎ ５ ０ ｓ ｉｔｏ
在这 种立 体 网状结构 中分子 问作 用力 很强 。因此在 应 用过 程 中 ，采 用一 般 的直 接共混 方法 难 以获得 纳米 尺 度上 的均 匀分 散 以及纳 米 粒子 与高分 子材 料 间 良好 的
启 东精 细化 工二 厂 ；丙酮 ：合肥 工 业 大学 化工 厂 ；过
氧化 苯 甲酰 （Ｐ ） Ｂ Ｏ ：天 津市 福 晨化 学 试剂 厂 。
１ ２ 合成 与表 征 ． １２ １ 纳米 ＳＯ 的改 性 ．． ｉ， 称取 １ ０ｇ干燥 的纳米 ＳＯ 放 人 ５０ ｍ ｉ２ ０ Ｌ圆底 烧 瓶 中 ，然 后加 入 ２０ｍ ０ Ｌ乙 醇／ 为 １ ５的 乙 醇溶 液 ，超 水 ／
界 面粘 接 ，很 难均 匀分 散 在有 机 聚合 物 中 ，颗 粒 的纳 米效 应很难 发 挥 出来 。 因此 对纳 米粒 子 的表 面进行 处 理 ，以改 善纳 米粒 子与 高 分子基 体 的界面 相容 性及 其 在 高分子 基体 中的分散 性 ，是 实现 纳米粒 子对 高分 子
纳米二氧化硅表面改性的研究
等通过原位 表面改性制备
入三口瓶中, 然后加入甲苯和钛酸酯偶联剂 , 搅拌并 超声振荡 , 而后升温至指定温度, 回流, 然后抽滤 , 洗 涤, 放入烘箱中干燥 , 制得改性后的纳米 SiO2。 ( 3) 硬脂酸改性纳米 S i O2 将一定量的硬脂酸和 NaOH 置于三口瓶中, 加 入适量开水, 升温搅拌, 待硬脂酸和 NaOH 全部溶解 加入一 定量的 纳米 SiO2。恒温 搅拌一 定时 间, 抽 滤, 用无水乙醇洗 去表面的有机 物, 再用水 洗涤一 次, 干燥, 即制得改性后的纳米 S i O 2。 1 4 改性效果的表征 ( 1)亲油化度的测定 将 1g 改性后的纳米 S i O 2 粉体置于 40mL 蒸馏 水中 , 然后逐滴地滴定甲醇, 当漂浮在水面上的粉体 完全润湿后, 记录甲醇的加入量 V ( mL ) , 则 亲油化度 = ( V / 40+ V ) ∀ 100 % ( 2)吸水率的测定 将 1 000g 改性后的产品均匀铺洒在表面皿上, 然后放入盛有适量水的干燥器中 , 放置一定时间后, 称量并计算粉体增加的质量 m, 按下面的公式计算 其吸水率。 吸水率 = (m / 1 000) ∀ 100 %
充效果, 所以 , 有必要对其进行表面改性。目前, 采 用硅烷偶联剂、 钛酸酯偶联剂对纳米 S i O2 进行表面 改性的研究有报道 , Zh iW en W ang 等
8!
以超临界
CO 2 为溶剂、 以钛酸酯偶联剂 NDZ 201 为改性剂对 纳米 SiO2 进行了表面改性 , 修饰后纳米 S i O 2 由亲 水变为疏水, I R 和热重分 析表明纳米 S i O 2 和钛酸 酯偶联剂主要 是通过化学键相互作用的。 Yan lo ng T a i等
粉体置于40ml蒸馏水中然后逐滴地滴定甲醇当漂浮在水面上的粉体完全润湿后记录甲醇的加入量yml则亲油化度v40y1002吸水率的测定将10009改性后的产品均匀铺洒在表面皿上然后放人盛有适量水的干燥器中放置一定时间后称量并计算粉体增加的质量m按下面的公式计算其吸水率
纳米二氧化硅表面改性
纳米二氧化硅表面改性一、本文概述纳米二氧化硅作为一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的化学稳定性和独特的光学性质等，在众多领域如橡胶、塑料、涂料、医药、化妆品和食品工业等都有着广泛的应用。
然而，纳米二氧化硅的高比表面积和表面能导致其易于团聚，从而影响了其性能和应用。
因此，对纳米二氧化硅进行表面改性，以改善其分散性和与其他材料的相容性，一直是纳米材料领域的研究热点。
本文旨在深入探讨纳米二氧化硅表面改性的各种方法、原理及其在实际应用中的效果。
我们将首先介绍纳米二氧化硅的基本性质和应用领域，然后重点论述表面改性的重要性以及目前常用的表面改性方法，包括物理改性和化学改性两大类。
在此基础上，我们将对改性后的纳米二氧化硅的性能进行评估，并探讨其在实际应用中的潜力和挑战。
我们将展望纳米二氧化硅表面改性的未来研究方向和应用前景。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事纳米材料研究和应用的科研人员提供有价值的参考，推动纳米二氧化硅表面改性技术的进一步发展，并为其在各领域的广泛应用提供有力支持。
二、纳米二氧化硅的表面性质纳米二氧化硅（SiO₂）是一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，如高比表面积、优异的热稳定性、良好的光学透明性等，在众多领域如涂料、橡胶、塑料、陶瓷、生物医药等都有着广泛的应用。
而纳米二氧化硅的表面性质，特别是其表面结构和活性，直接影响了其在这些领域的应用效果。
纳米二氧化硅的表面结构主要由硅羟基（Si-OH）构成，这些硅羟基可以是孤立的，也可以是连生的，形成硅氧烷键（Si-O-Si）。
这些硅羟基的存在使得纳米二氧化硅表面带有亲水性，易于形成氢键，从而表现出强烈的吸附性能。
同时，硅羟基也是纳米二氧化硅表面改性的关键，通过对其进行化学反应，可以引入各种有机官能团，从而改变其表面性质。
纳米二氧化硅的表面活性主要源于其高比表面积和大量的表面硅羟基。
高比表面积使得纳米二氧化硅能够与其他物质进行充分的接触和反应，而大量的表面硅羟基则提供了丰富的反应位点。
- 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)。
第４期王云芳等：纳米二氧化硅的表面改性研究３８３ＳｉｚｅｏｆＳｉ０２ｇｒａｉｎ（ｎｍ）图１水溶胶中Ｓｉ０５颗粒的大小分布Ｆｉｇ．１ＳｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＳｉ０２ｇｒａｉｎｉｎｈｙｄｒｏｓｏｌ可以看出，所制得的二氧化硅水溶胶中，二氧化硅成纳米状态分布，粒径为５０—１２７ｒｉｍ，其电子显微镜照片如图２所示。
另外，从二氧化硅水溶胶的红外光谱（图３（ａ））可以看出，２９００ｃｍｄ为ＳｉＯＨ的吸收峰；３４３３ｅｍｄ为吸附的水峰；１２１６ｅｍ’１为Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ的不对称伸缩峰；９５８ｃｍｄ为ＳｉＯＨ的伸缩峰；４７１ｃｍｄ为Ｏ—Ｓｉ·Ｏ的畸变吸收峰，说明纳米二氧化硅表面还有大量羟基，因此它可以和许多有机官能团发生作用。
２．２表面羟基值的测定【ｌ列采用离心干燥分离、醇洗，反复５次使溶胶中的二氧化硅分离，１０００Ｃ真空干燥４８ｈ，得到纳米二氧化硅粉体，其红外光谱如图３（ａ）所示。
称取该粉体２９放入１００ｍＬ的锥形瓶中，加入０．０５ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液８０ｍＬ，密封搅拌２４ｈ。
离心分离二氧化硅颗粒后的溶液体积为Ｃ毫升（一８０ｍＬ），从分离的Ｃ毫升溶液中量取１０ｍＬ，用Ａ毫升０．０５ｍｏＬ／Ｌ的ＨＣｌ溶液滴定至中性，剩余溶液（Ｃ一１０ｍＬ）用同样的方法滴定至中性所用ＨＣｌ溶液为Ｂ毫升，根据下式可计算出单位重量二氧化硅颗粒表面的羟基含量（ｘ）ｕ引。
茗：盟笔华≈７．８ｍｍｏｌ／ｇ茗２——广２Ｌｇ上式中，Ａ一中和分离溶液１０ｍＬ所消耗０．０５ｍｏＬ／ＬＨＣｌ溶液的体积数；Ｂ一滴定剩余溶液（约７０ｍＬ）至中性所用０．０５ｍｏｌ／ＬＨＣＩ溶液的体积数；ｗ一纳米二氧化硅粉体的克重数。
２．３纳米二氧化硅的表面改性及分析配制２．０ｗｔ％纳米二氧化硅水溶胶１００ｍＬ，并用冰醋酸调节溶液的ｐＨ＝３．５—４．５，随后加入图２改性前纳米Ｓｉ０２粒子的ＴＥＭ图片Ｆｉｇ．２ＴＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆｎａｎｏ—ｓｉｌｉｃａｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｅｆｏｒｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ４００￥００１２００１６００２０００２４００２８００３２００３６００４０００Ｗａｖｃｎｔｕｎｂｅｒ“ｇｎｒｌ图３ｓｉ０２（ａ），ｃｒ，ｒＭＳ（ｂ）和ＧＰＴＭＳ改性Ｓｉ０２（ｃ）的红外光谱Ｆｉｇ．３ＦＴＩＲｇｐｌ圮－ｑ：ｒａｏｆ（ａ）ｓｉｌｉｃａ，（ｂ）ＣＰａ＇ＭＳａｎｄ（ｃ）ＣＰＴＭＳ—ｍｏｄｉｆｉｅｄｓｉｌｉｃａ２ｍＬ偶联剂ＧＰＴＭＳ（未水解前的红外光谱如图３（ｂ）所示），磁力搅拌，常温反应２．５ｈ后得到纳米二氧化硅改性溶胶（改性后纳米颗粒溶液的透射电子显微镜显微分析如图４所示）经离心干燥后醇洗（重复五次），常温干燥２４ｈ，然后在２００℃真空干燥４８ｈ得到改性纳米ＳｉＯ：粉体，其红外图谱如图３（ｃ），从图谱可以看出：纳米二氧化硅接枝ＧＰＴＭＳ后，二氧化硅的物理吸附水（３４３３ｃｍ。
）和表面的硅醇羟基Ｓｉ．ＯＨ（９５８ｅｍ～，３７４４ｅｍｄ）明显减少，还有明显的亚甲基（２９４４ｅｍ４）的吸收峰，但二氧化硅的特征吸收峰（１１００ｃｍ～，７９７—８０５ｅｍ～，４７１ｃｍ４）无明显变化，只是Ｓｉ．Ｏ．Ｓｉ键的伸缩振动吸收峰（１１００—１２１６ｅｍ。
１）变宽增强。
分析表明，在二氧化硅颗粒表面接枝硅烷偶联剂并未改变二氧化硅的物质组成和结构，只是ＳｉＯ：表面羟基与硅烷偶联剂水解产生的童ＳｉＯＨ基团缩合，硅烷偶３８４化学研究与应用第１９卷联剂以化学键（Ｓｉ．０一Ｓｉ）包覆在ＳｉＯ：颗粒的外围，使得ＳｉＯ：颗粒表面的有机成分增多，疏水性增强，由于接枝基团的位阻作用使得改性后的氧化硅胶粒表现出独特的空间稳定性，表面的物理化学性能也发生显著变化，经改性后颗粒的表面能降低，与改性前的透射电子显微分析（图２）比较可以看出，发生聚集的倾向显著降低，这也可通过测定改性前后溶液的‘电位（如图５所示）明显向正电位方向移动得以证实。
２．４热失重分析未改性和改性后纳米两种二氧化硅粉体热失重（ＴＧＡ）分析结果图如图６所示。
对于未改性的图４ＧＰＴＭＳ改性Ｓｉ０２颗粒的ＴＥＭ图片Ｆｉｇ．４ＴＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆＧＰＴＭＳｍｏｄｉｆｉｅｄｓｉｆｉｃａｐａｒｔｉｃｌｅｓ１００２００３００４００５００６００７００８００Ｔｅｍｐｃｒａｔｕｒｅ＇Ｃ图６未改性ｓｉｑ（ａ），＠ｃＰｒ惦改巨ｓｑ的ＴＣＡＦｉｇ．６ＴＧＡｆｏＫａ）哪瑚衄ｅｄ。
（ｂ）ＧＰＴＭＳｍｏｄｉｆｉｅｄｓｉｌｉｃａ其接枝反应原理如图８所示，接枝度随ＧＰＴ－ＭＳ的含量而异，并且出现极大值。
根据所测的Ｓｉ０２纳米颗粒表面的羟基值为７．８ｍｍｏｌ／ｇ，颗粒表面的羟基要完全反应（图８（３））所需ＧＰＴＭＳ的摩尔数应为２．６ｍｍｏｌ，体积为２．６／４．３３６＝０．６ｍＬ，所以图７接枝度与Ｒ（ＧＰＴＭＳ（ｍＬ）／Ｓｉ０２（ｇ））的纳米二氧化硅粉体，在４０℃一２５００Ｃ温度范围内失重为０．７％，其损失为物理吸附水的减少；在２５０℃一６８０℃温度范围内，由于二氧化硅表面的硅醇基团（ｓｉｏＨ）发生脱水缩合反应（…ＳｉＯＳｉ－＋Ｈ２０），其失重为２．８８％。
而对ＧＰＴＭＳ改性的纳米二氧化硅粉体，在４０℃一２５０。
Ｃ温度范围内失重为ｏ．９７％，其失重的也是由于物理吸附水的减少；但在２５００Ｃ一６８０℃温度范围内，总失重达到了１６．７３％，这说明其质量损失量１３．８５％（＝１６．７３％一２．８８％）显然是与二氧化硅颗粒表面发生接枝反应的Ｃ删Ｓ的百分含量有关。
图５￥ｉ０２溶胶和ＧＰＴＭＳ改性Ｓｉ０２溶胶的Ｚｅｔａ电位Ｆｉｇ．５Ｚｅｔａ—ｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｓｉｌｉｃａｓｏｌａｎｄＣＰＴＭＳ．ｍｏｄｉｆｉｅｄｓｉｌｉｃａｓｏｌ图７（ＰＩｌｔＥ浓度对Ｑ’Ｉ幅在ｓｑ番面接枝效率的影响Ｆｉｇ．７Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ０ｆＧＦｒＭＳｃｏｎｃｅｍ枷叩ｏｌｌｔｈｅｇｒａｆｔｉｎｇｅ缶ｄｅｎｅｙ０ｆＧＦｒＭ￥Ｏ！ｉｓｉｌｉｃａｓｕｒｆａｃｅ关系曲线表明，加人大约ｌｍＬ的ＧＰＴＭＳ就可以与Ｉｓｓｉ０２颗粒表面的羟基完全反应，加入过量的ＧＰＴＭＳ接枝率变化不明显，理论分析和实验２产生的误差可能是由于水解的ＧＰＴＭＳ发生了部分自聚所致。
寥；氙—¨爹纳米二氧化硅的表面改性研究作者：王云芳， 郭增昌， 王汝敏， WANG Yun-fang， GUO Zeng-chang， WANG Ru-min作者单位：西北工业大学化工系,陕西,西安,710072刊名：化学研究与应用英文刊名：CHEMICAL RESEARCH AND APPLICATION年，卷(期)：2007,19(4)被引用次数：12次1.Liu Y L.Wei W L.Hsu K Y Thermal stability of epoxy-silica hybrid materials by thermogravimetric analysis[外文期刊] 20042.Macan J.Ivankovi H.Ivankovi M Study of cure kinetics of epoxy-silica organic-inorganic hybrid materials[外文期刊] 20043.Valter C.Cinzia D V Nanostructured hybrid materials from aqueous polymer dispersions[外文期刊] 2004(108-109)4.Que W X.Hu X Spectroscopic investigations on solgel derived organic-inorganic hybrid films for photonics from ormosils and tetrapropylorthotitanate[外文期刊] 20035.罗宁.闰双景.吕志刚纳米SiO2的制取技术及应用研究[期刊论文]-淮阴工学院学报 2003(01)6.吉小利.王君.李爱无纳米二氧化硅粉体的表面改性研究[期刊论文]-安徽理工大学学报(自然科学版) 2004(zk)7.毋伟.贾梦秋.陈建峰硅烷偶联剂对溶胶凝胶法纳米二氧化硅复合材料制备及应用的影响[期刊论文]-复合材料学报 2004(02)8.白红英.贾梦秋.毋伟纳米SiO2的原位改性及在耐热涂料中的应用[期刊论文]-表面技术 2003(06)ardo J.Nassar udio R Functionalized silica synthesized by sol-gel process[外文期刊] 199910.Deng G.Michael A M.Paul R Control of surface expression of functional groups on silica particles [外文期刊] 200011.Michael W.Sefcik J.Lorraine F Reactions of a trifunctional silane coupling agent in the presence of colloidal silica sols in polar media 199912.Jesionowski T.Bzurawska J.Krysztafkiewicz A Surface properties and dispersion behaviour of precipitated silicas[外文期刊] 200113.赵丽.余家国.程蓓单分散二氧化硅球形颗粒的制备与形成机理[期刊论文]-化学学报 2003(04)14.陈小泉.刘焕彬.古国榜单分散酸性纳米二氧化硅的合成新方法[期刊论文]-化学研究与应用 2004(01)15.Yuaga S.Okbayahi M.Ohno H Amorphous,spherical inorganic compound and process for preparation thereof 19881.刘琪.崔海信.孙长娇.黎汉生.顾微.林春梅纳米SiO_2表面改性及其对阿维菌素吸附性能的影响[期刊论文]-农药学学报 2010(1)2.郑水林非金属矿物粉体表面改性技术进展[期刊论文]-中国非金属矿工业导刊 2010(1)3.张伟娜.李云辉.王庆伟.谢学锦.任敏.朱果逸二氧化硅气凝胶最佳表面改性条件的研究[期刊论文]-吉林师范大学学报（自然科学版） 2009(4)4.孙保帅.彭进.邹文俊纳米SiO2改性酚醛树脂结合剂耐热性能的研究[期刊论文]-化学工程师 2009(9)5.徐梅.王建清.金政伟.赵明旭纳米SiO2对纤维素包装薄膜力学性能的影响[期刊论文]-塑料包装 2009(4)6.刘琪.崔海信.顾微.林春梅.李颖硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究[期刊论文]-纳米科技2009(3)7.张伟娜.李云辉.王庆伟.任敏.朱果逸二氧化硅气凝胶的表面改性及热稳定性的研究[期刊论文]-吉林师范大学学报（自然科学版） 2009(2)8.袁清峰.高延敏.吕伟刚KH-550改性纳米SiO2对环氧胶黏剂性能的影响[期刊论文]-化学与黏合 2009(3)9.武艳.李维栋.钱家盛.章于川.夏茹.林宏云纳米氮化硅对氯磺化聚乙烯橡胶耐磨性能的影响[期刊论文]-橡胶工业 2008(12)10.关博文.刘开平.张艳.张晓旭纳米SiO2的制备及改性研究进展[期刊论文]-辽宁化工 2008(5)11.郑丽华.刘钦甫.程宏飞白炭黑表面改性研究现状[期刊论文]-中国非金属矿工业导刊 2008(1)12.余慧明.陈雪梅沉淀纳米SiO2的聚硅氧烷原位改性及应用研究[期刊论文]-化工新型材料 2008(1)本文链接：/Periodical_hxyjyyy200704009.aspx。