低热导率多层复合结构空心微球模板法合成与表征

发布时间：2017-07-06 03:17

  本文关键词：低热导率多层复合结构空心微球模板法合成与表征

  更多相关文章： SiO2 TiO2 中空微球 反射率 导热系数

【摘要】：无机中空微球以其独特的空心结构,将传导传热转变为对流传热,同时增加气固界面和延长传热通道,可以显著提高材料的隔热保温性能,有利于缓解日益严重的能源危机。本研究以聚苯乙烯微球为模板合成了SiO2、SiO2/TiO2、TiO2和TiO2/SiO2中空微球粉末,并对其进行了表征分析。研究结果表明,利用硅酸四乙酯水解-缩聚合成SiO2中空微球时TEOS和氨水的最佳使用量都为6ml,此时获得的中空微球球径约为468nm,球壳厚约60nm,比表面积为68.742m2/g,粉体在400~1100nm波段反射率保持在95%左右,太阳吸收比为0.081,中空微球粉末导热率为0.0384W/(m·K)。利用钛酸四丁酯水解-缩合合成了直径约为210nm的TiO2中空微球,最低太阳吸收比为0.095,中空微球粉末导热率为0.0727W/(m·K)。以2000nm聚苯乙烯微球为模板,在50℃下一步合成了SiO2/TiO2复合微球和TiO2/SiO2复合微球。SiO2/TiO2复合微球球径大约为2000~2380nm,壁厚约为30nm,最大比表面积约为141.08m2/g,球壁孔径约为3.8nm,其在近红外波段反射率有所提高,太阳吸收比为0.102,中空微球粉末的导热系数为0.0532W/(m·K)。TiO2/SiO2复合微球,球径约在2400~2500nm,壁厚约为35nm,最大比表面积为88.450m2/g,球壁表面孔径尺寸约为3.75nm,太阳吸收比为0.094,中空微球粉末的导热系数为0.0578W/(m·K)。
【关键词】：SiO2 TiO2 中空微球 反射率 导热系数
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 隔热保温材料分类8-9
• 1.3 中空微球导热理论研究9-12
• 1.4 中空微球的合成方法12-17
• 1.4.1 模板法12-15
• 1.4.2 无模板法15-17
• 1.5 立题依据和本研究主要内容17-19
• 1.5.1 本研究立题依据17-18
• 1.5.2 本研主要内容18-19
• 第2章 材料设备、表征方法及PS模板球合成19-27
• 2.1 SiO_2、SiO_2/ TiO_2与TiO_2、TiO_2/ SiO_2制备方法19
• 2.2 试验材料及设备19-20
• 2.3 分析表征方法20-23
• 2.3.1 扫描电子显微镜微观形貌分析20
• 2.3.2 透射电子显微镜分析20
• 2.3.3 X射线衍射物相结构分析20
• 2.3.4 光谱反射率测试20-21
• 2.3.5 太阳吸收比计算21
• 2.3.6 红外光谱分析21
• 2.3.7 热重-差热（TG-DTA）分析21
• 2.3.8 比表面积和孔结构分析21-23
• 2.3.9 导热系数计算23
• 2.4 聚苯乙烯（PS）微球的合成与表征23-27
• 2.4.1 聚苯乙烯（PS）微球的合成23-24
• 2.4.2 聚苯乙烯（PS）微球形貌24-25
• 2.4.3 聚苯乙烯微球红外表征25-27
• 第3章 SiO_2微球及SiO_2/TiO_2复合微球合成与表征27-45
• 3.1 SiO_2微球的合成与表征27-36
• 3.1.1 TEOS对合成SiO_2微球形貌影响规律27-29
• 3.1.2 氨水对合成SiO_2微球形貌影响规律29-32
• 3.1.3 SiO_2微球比表面积分析32
• 3.1.4 SiO_2微球形成机理32-33
• 3.1.5 SiO_2微球光学性能33-35
• 3.1.6 SiO_2微球热学性能35-36
• 3.2 SiO_2/TiO_2复合微球的合成与表征36-43
• 3.2.1 EtOH与H2O配比对合成SiO_2/TiO_2复合微球形貌影响规律37-39
• 3.2.2 TEOS和TBT对合成SiO_2/TiO_2复合微球形貌影响规律39-40
• 3.2.3 SiO_2/TiO_2复合中空微球比表面积及孔径分析40-42
• 3.2.4 SiO_2/TiO_2复合微球光学性能42
• 3.2.5 SiO_2/TiO_2复合微球热学性能42-43
• 3.3 本章小结43-45
• 第4章 TiO_2微球及TiO_2/SiO_2复合微球的合成与表征45-60
• 4.1 TiO_2微球的合成与表征45-50
• 4.1.1 TBT对合成TiO_2微球形貌影响规律45-48
• 4.1.2 TiO_2微球光学性能48-49
• 4.1.3 TiO_2微球热学性能49-50
• 4.2 TiO_2/SiO_2复合微球的合成与表征50-58
• 4.2.1 EtOH与H2O配比对合成TiO_2/SiO_2复合微球形貌影响规律51-53
• 4.2.2 TBT和TEOS对合成TiO_2/SiO_2复合微球形貌影响规律53-55
• 4.2.3 TiO_2/SiO_2复合中空微球比表面积及孔径分析55-57
• 4.2.4 TiO_2/SiO_2复合微球光学性能57-58
• 4.2.5 TiO_2/SiO_2复合微球热学性能58
• 4.3 本章小结58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 致谢66

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