纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究
发布时间：2020-12-24 12:46
本文通过sol-gel法制备了粒径可控的纳米SiO2,最小粒径为35 nm,最大粒径为350 nm。采用比表面积测试仪、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）以及红外光谱（FTIR）表征了纳米SiO2的物理化学特性,研究了不同粒径纳米SiO2对其表面化学修饰的影响机制。结果表明,sol-gel法制备纳米SiO2用水量显著影响粒径尺寸,粒径小于80 nm时,SiO2表面呈粗糙和不规则球形。粒径小于80 nm的SiO2表面的羟基主要以孤立的羟基存在,而粒径大于180 nm时,其表面的羟基以氢键结合的状态为主。纳米SiO2表面的羟基结合状态决定了其表面与硅氧烷化学反应活性,氢键结合的羟基基团不利于硅氧烷的化学修饰,孤立存在的羟基基团有利于纳米SiO2与硅氧烷反应。这一研究结果对指导纳米二氧化硅的表面处理和化学修饰具有重要意义。
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020年07期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
TEOS在碱性条件下生成纳米SiO2机理
由表1可知,随着纳米SiO2粒子尺寸由35 nm增加到330 nm,其比表面积由279.5 m2/g下降到15.5 m2/g,粒径尺寸的增加导致比表面积大幅下降。2.2 纳米SiO2表面形貌
2.3 纳米SiO2的红外光谱分析图3是不同粒径的纳米SiO2经MPS改性前后的红外光谱。图3(a)是未改性的35 nm SiO2红外光谱,其中,469 cm-1是Si-O-Si的弯曲振动吸收峰,800 cm-1和1 100 cm-1分别是Si-O-Si的不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰,Si-OH的弯曲振动吸收峰出现在945 cm-1。2 980 cm-1附近的吸收峰属于C-H的伸缩振动,C-H吸收峰的存在表明SiO2表面存在未完全水解的-OC2H5,在3 433 cm-1附近出现-OH的吸收峰。由图3(a)和图3(e)可见,图3(a)的-OH吸收峰宽度比图3(e)的-OH吸收峰窄,这是由于-OH之间氢键的存在导致红外光谱吸收峰变宽。
本文编号：2935680
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020年07期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
TEOS在碱性条件下生成纳米SiO2机理
由表1可知,随着纳米SiO2粒子尺寸由35 nm增加到330 nm,其比表面积由279.5 m2/g下降到15.5 m2/g,粒径尺寸的增加导致比表面积大幅下降。2.2 纳米SiO2表面形貌
2.3 纳米SiO2的红外光谱分析图3是不同粒径的纳米SiO2经MPS改性前后的红外光谱。图3(a)是未改性的35 nm SiO2红外光谱,其中,469 cm-1是Si-O-Si的弯曲振动吸收峰,800 cm-1和1 100 cm-1分别是Si-O-Si的不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰,Si-OH的弯曲振动吸收峰出现在945 cm-1。2 980 cm-1附近的吸收峰属于C-H的伸缩振动,C-H吸收峰的存在表明SiO2表面存在未完全水解的-OC2H5,在3 433 cm-1附近出现-OH的吸收峰。由图3(a)和图3(e)可见,图3(a)的-OH吸收峰宽度比图3(e)的-OH吸收峰窄,这是由于-OH之间氢键的存在导致红外光谱吸收峰变宽。
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