纳米二氧化硅修饰 改性文献总结
《SnO2纳米结构的改性及其在气体检测中的应用》范文

《SnO2纳米结构的改性及其在气体检测中的应用》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展,SnO2纳米结构因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
SnO2纳米材料具有较高的比表面积、良好的化学稳定性和优异的电子传输性能,尤其在气体检测领域,其应用潜力巨大。
然而,原始的SnO2纳米结构在某些方面仍存在局限性,如灵敏度、选择性和稳定性等方面的问题。
因此,对SnO2纳米结构进行改性研究,提高其在气体检测中的应用性能,显得尤为重要。
本文将介绍SnO2纳米结构的改性方法及其在气体检测中的应用。
二、SnO2纳米结构的改性方法2.1 掺杂改性掺杂是一种常用的SnO2纳米结构改性方法。
通过将其他元素引入SnO2晶格中,可以调整其电子结构和表面性质,从而提高气体检测性能。
常见的掺杂元素包括贵金属(如Au、Pt)、过渡金属等。
掺杂可以增加SnO2纳米结构的活性位点,提高气体分子的吸附能力和电子传输速率。
2.2 表面修饰表面修饰是另一种有效的改性方法。
通过在SnO2纳米结构表面引入有机或无机分子,可以调整其表面化学性质和物理性质。
例如,可以利用含氧官能团与SnO2表面的相互作用,改善其对特定气体的吸附性能。
此外,表面修饰还可以增加SnO2纳米结构的亲水性或疏水性,有利于提高其在实际应用中的稳定性。
2.3 结构调控通过调整SnO2纳米结构的形貌、尺寸和结构,可以优化其气体检测性能。
例如,制备具有高比表面积的纳米花状、纳米线等结构,可以提高气体分子的吸附面积和吸附速率。
此外,控制SnO2纳米结构的结晶度和晶格缺陷,也可以影响其电子传输性能和气体吸附能力。
三、改性SnO2纳米结构在气体检测中的应用3.1 气体传感器改性SnO2纳米结构在气体传感器领域具有广泛的应用。
通过将改性后的SnO2纳米结构制备成薄膜或厚膜传感器,可以实现对多种气体的检测。
例如,利用掺杂贵金属的SnO2纳米结构制备的传感器,对CO、H2等可燃性气体具有较高的灵敏度和快速响应能力。
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
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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
纳米二氧化硅的制备及表面改性的研究

纳米二氧化硅的制备及表面改性的研究作者:王维来源:《科技与创新》2014年第09期摘要:纳米二氧化硅与其他聚合物混合成复合材料后不仅能集合两种材料的性能,还会产生一些复合性能,因此被广泛应用于涂料、黏合剂、塑料和阻燃材料等的生产中。
下面将简单介绍一种纳米二氧化硅的制备方法,并将硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-201应用到纳米二氧化硅的表面改性中,通过实验分析改性结果。
关键词:纳米二氧化硅;硅烷偶联剂;钛酸酯偶联剂;改性效果中图分类号:TB383.1 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)09-0060-021纳米二氧化硅的制备纳米二氧化硅是当前工业生产中产量最高的一种纳米粉体材料,具有优良的光学性能、光催化性能和流变性,同时还具有很强的无机增韧增强功能,因此被广泛应用于复合材料、颜料、陶瓷、黏合剂、化妆品、抗菌颜料等领域。
常用的制备方法有气相法、沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法。
气相法要运用到的原材是氧气、氢气和有机卤硅烷,在高温环境下就可以制备出纳米二氧化硅,其化学反应式为:SiCl4+(n+2)H2+(n/2+1)O2—+SiO2′•nH2O+4HCI.用这种方法制备出来的纳米二氧化硅纯度高、分散度好、粒径小,但制备过程中会造成严重的资源消耗,成本较高。
类似的方法还有有机硅化合物分解法:将有机硅化合物、氢气和空气均匀混合起来,在高温环境下水解,然后利用分离器分离出大的凝集颗粒,最后进行脱酸处理,制备气相纳米二氧化硅。
2表面改性实验纳米二氧化硅的表面能高,容易聚集成团,很难与有机物充分混合起来,再加上其表面亲水疏油,难以在有机介质中均匀分散,会影响填充效果,因此对其进行表面改性处理是非常必要的。
下面就利用硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-201作为改性剂对二氧化硅进行表面改性处理。
利用硅烷偶联剂KH-550改性纳米二氧化硅,具体步骤是:①用电子天平秤取一定量的干燥纳米二氧化硅,往其中加入适量的甲苯,并将其放置到有冷凝管的三口瓶中均匀搅拌,使纳米二氧化硅与甲苯充分混合。
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
纳米二氧化硅制备、改性与应用

纳米二氧化硅制备、改性与应用l0无机硅化合物(Inorg.SiliconCompound)2006年第1期(总第134期)纳米二氧化硅制备,改性与应用张密林,丁立国,景晓燕,侯宪全(哈尔滨工程大学,哈尔滨1S0001)摘要:SiOz是重要的无机材料,对于诸多行业产品的提档升级具有重要意义.本文介绍了纳米SiO:制备方法,对各种制法的优缺点进行了评述;阐明了改性机理,列举了常见的改性方法;对具体应用作了简要的概括,讲述了纳米SiOz在各个应用所表现的优越性能和一些奇异特性.关键词:纳米SiO:;制备;改性;应用纳米Si0是极具工业应用前景的纳米材料,它的应用领域十分广泛,几乎涉及到所有应用SiO粉体的行业.就作为添料而言,不改变工艺流程,而只是替代精晶SiO,其制品的各项性能指标均会大幅提高,而纳米SiO的应用远不止于此.我国是美,英,日,德国之后,第五个能批量生产此产品的国家,纳米SiO批量生产为其研究开发提供了坚实的基础.我国纳米SiO的生产与应用落后于发达国家, 该领域的研究工作还有待突破.1纳米Si0的制备纳米S是无定型白色粉末(指其团体聚体),表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基.其分子状态呈三维链状结果(或称三维网状结构,三维硅石结构等).工业用SiO:称作白炭黑,是一种超微细粉体,质轻,原始粒径0.3m以下,相对密度2.319~2.653,熔点1750C,吸潮后形成聚合细颗粒.国外生产方法有干法和湿法两种.干法包括气相法和电弧法,湿法分沉淀法和凝胶法.国内主要为湿法,即沉淀法和凝胶法,其中凝胶法用得较少.气相法:气相法多以四氯化硅为原料,采用四氯化硅气体在氢氧化流高温下水解制得烟雾状的二氧化硅.该法优点是产品纯度高,分散度高,粒子细而形成球形,表面羟基少,因而具有优异的补强性能,但原料昂贵,能耗高,技术复杂,设备要求高,限制了产品使用.沉淀法:沉淀法是硅酸盐通过酸化获得疏松,细分散的,以絮状结构沉淀出来的SiO晶体.该法原料易得,生产流程简单,能耗低,投资少.但是产品质量不如气相法和凝胶法.该法为目前主要的生产方法.凝胶法:凝胶法是加入酸使碱度降低从而诱发硅酸根的聚合反应,使体系中以胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大,形成具有乳光特征的硅溶胶.成溶胶后,随着体系pH值的进一步降低,吸附OH一带负电荷的SiO胶粒的电动电位也相应降低,胶粒稳定性减小,SiO胶粒便通过表面吸附的水合Na+ 的桥联作用而凝聚形成硅凝胶,去水即得纳米粉.该法原料与沉淀法相同,只是不直接生成沉淀,而是形成凝胶,然后干燥脱水,产品特性类似于干法产品,价格又比干法产品便宜,但工艺较沉淀法复杂,成本亦高,该法应用较少.2纳米SiO2的改性张密林,丁立国等:纳米二氧化硅制备,改性与应用11纳米SiO表面是亲水性的,这导致了与橡胶等有机配合时相容性差,难混入,难分散.纳米Si0比表面积大,粒径小,空气中易飞扬,储存与运输皆不便.表面改性分为热处理和化学改性,SiO的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与Si0表面上的羟基发生反应,消除或减少表面硅醇基的量,使产品由亲水变为疏水,以达到改变表面性质的目的.2.1热处理热处理后二氧化硅表面吸湿量低,且填充制品吸湿量也显着下降,其原因可能是由于高温加热条件下以氢键缔合的相邻羟基发生脱水而形成稳定键合,从而导致吸水量降低,此种方法简便经济.但是,仅仅通过热处理,不能很好改善填充时界面的粘合效果,所以在实际应用中,常对纳米SiO使用含锌化合物处理后在200~400℃条件下热处理,或使用硅烷和过渡金属离子对纳米Si0处理后进行热处理,或用聚二甲基二硅氧烷改性二氧化硅,然后进行热处理.2.2化学改性Si0的表面活性硅醇基可以同有机硅烷,醇等物质发生化学反应,以提高同聚合物的亲和性及反应活性.根据改性剂的不同,常用的化学反应有以下几种.(1)与醇反应II—Si—oH—Si占占IIII(2)与脂肪酸反应I—H—_Si—oH+R—COOH——II—RO—H占__+OIl一i_0o—RI(3)和有机硅化合物反应I}一Si—OH+CI--Si(CH.).—一一Si—O—Si(CH.).+HCIII(4)表面接枝聚合物Il—Si—0H+SOCI—一一Si—Cl+IIRRIIIIR—OOH—一一Si—0OH+nCHz—C—一一Si一(CHz—C)一IfIICOORCOOR(5)与胺类反应一i—oH+NHR二!一当i—o—HNR—Si—oH+NH2R——二二—一Si—o—HNR u/12无机硅化合物(Inorg.SiliconCompound)2006年第1期(总第134期)(6)硅烷偶联剂改性YRsix!YRi——oH+Ho一i一二!YR—0—i—IIII其中Y为一NH,一sH等官能团,X为一OMe或--OEt,R代表C—C桥.3纳米SiO的应用领域由于纳米SiO具有小尺寸效应,表面界面效应,量子尺寸效应和宏观量子隧道效应和特殊光,电特性,高磁阻现象,非线性电阻现象以及其在高温下仍具有的高强,高韧,稳定性好等奇异特性,使纳米SiO可广泛应用各个领域,具有广阔的应用前景和巨大的商业价值.3.1树脂基复合材料的改性树脂基复合材料具有轻质,高强,耐腐蚀等特点,随着应用领域对树脂基材料性能的要求的提高,高性能的树脂基复合材料不断产生,把分散好的纳米SiOz颗粒均匀地加到树脂材料中,可以提高材料强度和延伸率,提高耐磨性和改善材料表面的光洁度,提高抗老化性能,从而改善树脂基复合材料性能的目的.3.2新型塑料添加剂常规SiO作为补强添加剂加到塑料中,利用它的透光性,粒度小,可以使塑料变得更加致密.纳米SiO的作用不仅仅是补强,它具有许多新的特性,如半透明性的塑料薄膜,添加纳米SiO不但提高了薄膜的透明度,强度,韧性,更重要的是防水性能大大提高.3.3功能纤维添加剂利用纳米SiO对紫外光,可见光和近红外的高反射率光学特性,可用于人造纤维的制造,主要有红外屏蔽人造纤维,抗紫外线辐射人造纤维,高介电绝缘纤维和静电屏蔽纤维等.3.4新型橡胶材料添加剂传统橡胶生产过程中通常在胶料中加入炭黑来提高强度,耐磨性和抗老化性,但制品均为黑色,并且档次较低.纳米SiOz不仅具有补强的作用,而且使常规橡胶具备一些功能特性,例如通过控制纳米SiO颗粒尺寸可以制备对不同波段光敏感性不同的橡胶,即可抗紫外辐射,又可防红外反射,还可利用纳米SiOz的高介电特性制成绝缘性能好的橡胶.添加纳米SiO的橡胶,弹性,耐磨性都会明显优于常规的炭黑作填料的橡胶.3.5陶瓷中添加纳米Sio2在现代氧化物陶瓷生产中,纳米SiO代替纳米AlO.添加到陶瓷里,效果比添加AlO.更理想,不但大大降低陶瓷制品的脆性,其韧性也提高几倍至几十倍, 在陶瓷制品表面喷涂薄薄一层纳米SiO,光洁度可明显加强.纳米SiOz的价格, 仅是纳米AlO.的二分之一,又可有效地降低材料成本.3.6密封胶,粘结剂的改性剂密封胶和粘结剂要求产品粘度,流动性,固化速度均为最佳条件,国外产品采张密林,丁立国等:纳束二氧化硅制备,改性与应用13用纳米材料作为添加剂,纳米SiO是首选材料.在纳米SiO的表面包敷一层有机材料,使之具有亲水特性,这种纳米SiO添加到密封胶中很快形成一种硅石结构, 形成网络结构,抑制胶体流动,固化速率快,提高粘结效果.由于颗粒尺寸小,就更增加了胶的密封特性.3.7新型涂料添加剂因为纳米SiO是一种抗紫外线辐射材料(即抗老化),加之颗料小,比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,添加纳米SiO可改善普通涂料诸如悬浮稳定性差,触变性差,耐候性差,耐洗刷性差等缺点,涂膜与墙体结合强度大幅提高,涂膜硬度显着增加,表面自洁能力也获得改善.3.8用作催化剂载体,由于纳米Si0具有粒径小,比表面积大等特点,担载后使催化剂达到纳米级,从而具有纳米颗粒的性质,担载少量催化剂有效成分可达到高催化活性,有效降低了催化剂的成本,提高了催化效率,并能延长催化剂寿命.3.9在杀菌剂中的应用纳米SiO具有生理惰性,由于比表面积大,表面多孔隙,所以具有高吸附性,在杀菌剂的制备中常用作载体,可吸附抗菌离子,达到杀菌抗菌的目的,已用于洗衣机,冰箱外壳,电脑键盘等的制造.3.10在医药方面的应用纳米SiO无毒无害且具有高吸收性,分散性,增稠性,在药物制剂中得到了广泛的应用.如在雷尼替丁,甲晴米胺,呱仑西平等药物中,加入少量的纳米SiO可改变其流动性I力Ⅱ入少量的纳米SiO于灰黄霉素中,可改变其溶解速度,即改变难溶药物在水中的分散性和吸收性;加入少量的纳米SiO于含有阿司匹林的药粉中,,会改变药粉的抗静电性.除上所列应用领域外,纳米SiO在机械,通讯,电子,光学,军事,农业,食品轻工,化妆品等领域中还具有广阔的应用前景.4结语纳米SiO作为纳米材料家族中的一员,对其开发具有重要的实际意义.我国纳米材料的研究已取得许多成果,但纳米SiO的应用才刚刚起步,随着对纳米SiO研究的深入,应用领域的拓宽,纳米SiO会进一步工业化,纳米SiOz材料也必然引起更多的关注.参考文献:[1]李中军,贾汉东,申小清.水玻璃一乙酸乙酯体系的成胶特性及SiOz凝胶粉末的制备[J].硅酸盐,2000?28(1):77—79[2]秦晓东,将晓明,陈月珠.高比表面积超细二氧化硅粉体的制备[J].石油大学,2001,25,36--38[3]赵秦生,李中军,刘长让.溶胶一凝胶法制备多孔SiO2超细粉体口].中南工业大学,1998,29(2)t131—134[4]WradD,KOEl,etat.Preparingcatalyticmaterialsbythesol--gelmethod[J].IndustrialEng ineeringChemicalRe—search.1995,34(z):421—426(其它路)。
纳米二氧化硅表面接枝聚合改性研究进展

N n SO 表 面 引 入 活 性 基 团 之 后 , 以 利 用 活 性 基 团 的 性 ao— i 可 质 , 行 自由基 、 子 转 移 等 方 法 接 枝 聚 合 或 共 聚 。 进 原
1 Na o— i 微 粒 表 面 接 枝 聚 合 改 性 的 方 法 n SO
N n SO 微 粒 表 面 接 枝 聚 合 改 性 的 方 法 主 要 有 两 种 : ao— i ( )接 枝 于 ( r t g f m )法 ;( 1 G a i r fn o 2)接 枝 到 ( r t g Gai fn
( .河南科技 大 学 高分 子科 学与 纳米技 术重 点 实验 室 , 1 河南洛 阳 4 10 ; .洛 阳理 工 学院 , 703 2 河南洛 阳 4 12 ) 7 0 3
摘 要 : 了纳米二 氧化硅 ( a o i 微粒表面接枝 聚合改性 的基本方法 , 综述 N n —SO ) 分析 了各种表 面接枝 聚合改性方
N n —SO 表 面 改 性 方 法 很 多 , 要 有 : 1 外 膜 包 覆 改 ao i, 主 ()
面 , 围单体发生 聚合 , 与周 达到接枝 聚合改性 的 目的 。接枝 于
法 主要 有 2种 方 法 : 1 引 入 单 体 ;2 引 入 引发 剂 。 () ()
0 引 言
无机纳米粒子复合聚合物材料可使聚合 物 的性 能等得到 显著改善 , 因此 , 聚合 物纳米复合技术得 到 了广 泛应用 。纳米 二氧化硅( ao i 具有材料来源 易得 、 格低廉 、 N n —SO ) 价 加工耗
能 低 、 环 境 污染 小 等 优 点 , 以在 聚 合 物 填 充 、 性 中 应 用 对 所 改
Pr g e s i o i c to f S f c r fi o r s n M d f a i n o ur a e G a tng i Po y e iato n S lc no r i l l m rz i n o ii a Na pa tc e
纳米二氧化硅对热熔压敏胶的改性研究

硅) 为耐 热 改性 剂 , 制备 相 应 的 H MP S A。研 究结 果表 明 : 在其 他 条件 保 持不 变 的 前提 下 , 随着 n a n o — S i O
含 量 的不 断增 加 , HMP S A的 初 粘 力 和 1 8 0 。 剥 离 强 度 均 呈 先 升 后 降 态势 ; 当叫 ( n a n o — S i O ) = 2 %( 相 对 于 S I S质 量 而 言 ) 时, HM P S A的 软 化点 提 高 了 1 5℃左 右 , 其综合 粘接性能相对最好『 持粘力> 7 2 h 、 初 粘
H MP S A的 内 聚强 度 及 耐 高温 性 能 主要 来 自于
苯 乙烯一 异 戊二 烯一 苯 乙烯 嵌段 共 聚物 ( S I S ) , 工
业级( 牌号 1 1 0 5 , 软化 点为 9 0 ~ 9 5 c C) , 岳 阳巴陵石 化
有 限公 司 ; 石油 树 脂 ( c ) , 工业级 , 南 京 扬 子伊 士 曼
以期 为 进 一 步制 备 综 合 性 能 优 异 的 H MP S A产 品提
初粘 力 测 量仪 、 C Z Y 一 6 S 型 持 粘力 测 量仪 , 济南 兰 光 机 电技 术 有 限公 司 ; K T 一 1 0 6 5 B型 拉力 试 验 机 , 东 莞 科 建 检测仪 器 有 限公 司。
ห้องสมุดไป่ตู้
S N B 一 2 一 J 型数 字 型选 择 黏度 计 、 S D 一 0 6 0 6 T 型自 动 软化 点试 验 仪 , 上 海 地 学 仪器 研 究 所 ; C Z Y — G型
的耐热 改性 剂 , 着 重探讨 了 n a n o — S i O 含量 对 H MP S A 的初 粘 力 、 持粘力 、 软 化点 和 1 8 0 。 剥离 强 度 等影 响 ,
纳米二氧化硅表面改性及辐射引发接枝GMA的研究

孙贵生 俎建华 刘新文 童 龙
( 上海大学射线应用研究所
上海 2 10 0 8 0)
摘要 利用偶联剂对纳米二氧化硅进行表面化学改性,制备 了乙烯基活化的纳米二氧化硅。 随后运用 1 , 射线引发 共辐照接枝的方法在改性纳米二氧化硅上接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯 ( lc y m tarlt,G G yi l e c a d h y e MA)单体 ,研 究 了单体浓度 ,辐照剂量等 因素对接枝率 的影响规律 ,明确了反应条件与接枝率的对应关系 ,并采用傅立叶变
F g3 FFI s e tao l o i x d g a td i . - R p c f i c n d o i e aUn fe , r si r
Fg E et f MAc net t no e a igy lo i. 2 f co G cn a o nt fn ed f o ri h g t i r
23 红 外分析 .
图1 G 为 MA接 枝率与 辐照总 剂量 的关 系 , 辐
照剂量在 3 0 G —1k y范围内时接枝率随辐照剂量的 增 加而增 大 。 辐照 剂量大 于 1k y 后 , 0G 曲线上升趋 势逐渐平 缓 ,接 枝率增 大的速 度变慢 ,接 枝反应 的
最后 阶段 接枝率基 本保 持恒定 ,这是 由于基 体 自由 基 之 间随反 应时 间的延 长相互 结 合 的几 率增 大 , J
26 7
辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报
第2 5卷
所得 产物 即为 SO 一— MA接 枝共 聚物 。 i2 G g
1 接枝率 的测定 . 4
将接 枝产物再 经丙酮用 索 氏抽提器 抽提 5 以 h 上进 一 步 除去均 聚物 ,在 5 ℃烘 箱 中干燥 至恒 重 0 ( ),以下式计算 接枝率 G ( 为样 品原 重 )。
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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%。 称取纳米二氧化硅29置于三口瓶中,搅拌,加热至一定温度,并恒温。另称取一定量乙醇置于三口瓶中,配制成纳米二氧化硅质量分数为4.8%的乳液,继续搅拌分散10min后,一次性加人全部改性剂二甲基二氯硅烷,同时缓慢滴加一定量的改性助剂,当改性助剂加完后,升温至回流温度。反应结束后,将悬浮液用乙醇离心洗涤3一4次,经干燥至恒重即得产物。
3、氟烷基改性的二氧化硅纳米球的制备与应用研究 郭庆中,周书祥,伍双全,喻湘华 有机硅材料 , 2009, 23(4): 238~241 以浓氨水为催化剂、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过种子生长法制得二氧化硅纳米球;进一步以十三氟辛基三乙氧基硅烷(F-8261)对二氧化硅纳米球的表面进行改性,得到氟烷基改性二氧化硅纳米球。利用IR、UV、TEM等手段对氟烷基改性纳米球进行了表征。有机基多为甲基或长碳链烷基,究其本质是亲油性的 1·5 mL TEOS、1·7 mL浓氨水(25% ~28% )、1mL去离子水和50 mL乙醇加入到250 mL的圆 底烧瓶中,在40℃下缓慢搅拌3 h;然后再加入1mLTEOS,继续搅拌水解3 h;离心,水洗至pH=7,得到二氧化硅纳米球。将氨水的加入量从1·7mL增加到2·5 mL,可制备粒径不同的二氧化硅纳米球。第二步,二氧化硅纳米球的表面氟化改性将上述二氧化硅纳米球在30 mL乙醇中超声分散, 得泛蓝光的透明液体,加入0·1 mL F-8261,继续搅拌反应5 h,即得到氟烷基改性二氧化硅纳米球。 随着浓氨水用量的增加,二氧化硅纳米球的粒径增大;对比试验:测试前普通二氧化硅纳米球经过水、乙醇分散、洗涤,再离心,干燥;氟烷基改性二氧化硅纳米球经离心、乙醇分散洗涤离心两次,再用四氢呋喃分散洗涤离心两次,干燥。 4、硅烷偶联剂KH-560改性纳米二氧化硅 刘会媛,李德玲,李星 化学世界 2011 (456) 用硅烷偶联剂KH-560对纳米SiO2样品表面进行接枝改性研究 纳米SiO2最佳工艺改性条件:纳米SiO2用量4%,KH-560百分含量2%,改性温度90°C,改性时间6 h 常用的改性剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、超分散剂等[3-6],有关硅烷偶联剂改性纳米SiO2的研究已有文献报道[7,8]。 γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为改性剂,制备表面疏水的纳米SiO2,探索了最佳改性条件 称取一定量纳米SiO2,加入20 mL甲苯,常温用KQ-300E型超声波清洗器(300 W)超声分散30 min,得到均匀悬浮液,再向其中加入硅烷偶联剂KH-560,继续超声3~4 min,转移到装有回流冷凝管、增力电动搅拌的100 mL四颈烧瓶中,于设定好的油浴温度中搅拌反应。反应后的浆液用CT15RT台式高速冷冻离心机以12000 r/min的速度常温离心分离,得到改性纳米SiO2。改性纳米SiO2超声分散、离心分离6次。将改性纳米SiO2置于真空干燥箱中,常温干燥8 h,得到制备好的改性纳米SiO2白色粉末。 5、硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅的表面改性研究 刘琪,崔海信,顾微 纳米科技 2009年六月 第6卷第三期 为改善用作农药载体的纳米 SiO2的分散性和疏水性,以硅烷偶联剂 KH-570 对纳米 SiO2进行了表面改性,通过 SEM、XRD、FTIR 以及元素分析等表征方法结果表明,KH-570 能够成功地对纳米 SiO2进行改性,并且提高其分散性。最佳偶联改性的反应条件为:改性剂用量 5%,改性时间 5 h。在此条件下,改性纳米 SiO2的接枝率为 11.7% 大部分研究采用偶联剂自身先水解再与纳米SiO2作用的方法。而水解反应产物会发生自缩合,这会阻碍水解产物与纳米粉体表面羟基的作用,降低偶联效能[11]-[14],改性效果不佳。本文采用纳米 SiO2脱水处理,以甲苯作溶剂、KH-570 为偶联剂,在无水体系中对纳米SiO2进行改性,考察了偶联剂用量和改性时间对纳米SiO2接枝率的影响,并对改性产物进行了表征。 实验部分 原料 纳米 SiO2,硅烷偶联剂:γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)(北京市申达精细化工有限公司);甲苯、乙醇,分析纯 称量 5 g 经 400℃活化 5 h 的纳米 SiO2,吸取10 mL KH-570,共同分散于 150 mL 经 3A 分子筛除水的甲苯中,超声分散10 min,加热回流。反应一段时间后停止反应并冷却,13000 r/min 离心,沉淀用无水乙醇洗涤数次,干燥,得到改性纳米SiO2。,(加热回流 24 h 以确保反应完全) 6、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅包覆铝颜料的制备及其耐碱性能 硅烷偶联剂A2151(乙烯基三乙氧基硅烷) 将2 g铝颜料和50 ml无水乙醇加入250 ml四颈烧瓶中,氮气保护下搅拌1 h,然后升温至40℃,同时滴加乙醇稀释的TEOS、A-151和乙醇稀释的氨水及水,控制滴加速度为1滴/s(如表
1所示)。滴加完毕后,在40℃下反应6 h,停止反应,真空抽滤,用无水乙醇洗涤产物三次,干燥后得最终产物 7、聚合物改性纳米二氧化硅的制备与摩擦学性能 刘艳丽,刘芳,张小松 湖南工程学院学报 2009年3月第19卷第1期 采用纳米SiO2粒子的制备和表面修饰“一体化”的方法,通过分散剂来使高聚物-纳米SiO2杂化粒子达到在润滑油中悬浮、分散等功效以及测定纳米SiO2在环境友好型基础油中的摩擦学性能. 正硅酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯,十六烷基三甲基 溴化铵,氨水,无水乙醇 1.2 纳米二氧化硅的合成 取40 ml氨水配成10%(质量分数)的溶液待用.取正硅酸乙酯0.2 mol与27 ml的乙醇溶液混合后并置于60℃的恒温水浴中,在连续搅拌条件下将氨水滴入混合液中,使之均匀混合并反应.待反应完毕后,将产物醇洗,然后用阳离子表面活性剂CTAB进行处理,再经80℃干燥,即得到所需要的纳米微粒. 1.3 聚甲基丙烯酸丁酯的合成 在250 ml三口烧瓶中加入200 ml蒸馏水,水浴加热至85℃,同时通氮气保护.加入含0.1 g过 硫酸钾的50 ml水溶液,温度下降至70~75℃,在搅拌条件下再加入7 g甲基丙烯酸丁酯,反应体系温度维持在75℃左右.在高速搅拌下通氮聚合1.5h,取少量乳液,加入到甲醇中沉淀,过滤,固体用甲醇洗涤并真空干燥. 1.4 聚合物改性纳米二氧化硅的合成 在未反应完全的纳米二氧化硅反应液中直接加入聚合完成的反应液,条件不变,继续反应,直至底部沉淀无增加为止.抽滤,洗涤,干燥得白色粉末状固体. 8、聚酰胺胺接枝改性纳米二氧化硅及性能研究 卢康利,陈枫,杨晋涛 科技通报 第 26 卷 第 5 期 2010 年 9 月 摘 要:以发散法合成了以 SiO2为核的树枝状大分子聚酰胺胺(PAMAM),并用苯甲醛对端基为氨基的整代 PAMAM 进行封端,制备了一种以 SiO2为亲水硬核、希夫碱为末端基的 PAMAM 疏水软壳的核-壳结构材料。 红外光谱、紫外-可见吸收光谱证实了产物结构,亲水疏水性分析希夫碱为末基的 PAMAM接枝改性的 SiO2具有较好的疏水性,同时具有较好的对铜离子吸附性能和抗菌性能。 试剂和仪器 γ-氨丙基三乙氧基硅烷 (KH550),丙烯酸甲酯及乙二胺,分析纯,市售(使用前 通过减压蒸馏);甲苯、甲醇及苯甲醛, SiO2,平均粒径 15nm KH550 改性后的 SiO2(G0)与过量的丙烯酸甲酯,25℃下、甲醇溶剂中反应 24 h 得产物