浅色纤维状导电钛白的可控合成及其涂层应用
发布时间：2021-08-22 06:20
导电二氧化钛（TiO2）晶须是功能性钛白粉的一种,具有白度高、导电性优良、逾渗阀值低和稳定性强等优点。近年来,作为一种新型的浅色导电填料,它被广泛研究并应用于涂料、化纤、油墨等各种有导电、抗静电需求的技术领域。但由于缺乏TiO2晶须宏量制备技术的报道,无法满足国内对相关产品的需求。本研究以Ti O2纳米粉为钛源,烧结法制备钛酸钾晶须(K2TinO2n+1,1≤n≤8),并通过K+/H+离子交换与高温热处理得到形貌、晶型可控的高纯度TiO2晶须。在此基础上,以液相共沉淀的方法在TiO2晶须表面包覆锑掺杂的氧化锡（ATO）前驱体,经过煅烧脱水后最终制备出浅色的ATO@TiO2导电晶须。通过涂层整理的方式,将ATO@TiO2导电晶须与水性聚氨酯（WPU）共混制备的导电浆料涂覆在聚酯纤维织物表面制备出抗静电性能良好的涂层织物。同时,将...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导电填料简介Fig.1-1Introductionofconductivefiller
傻ジ?姆掷胄翁???比コ??氡砻娑嘤嗟腒2O。悬浮液经筛网过滤，去除未能开松的K2Ti4O9晶须与其他的钛酸盐衍生物（六钛酸钾、二钛酸钾等）。称取10g干燥后的K2Ti4O9晶须粉末，加入去离子水搅拌升温至实验所需温度。恒速滴加1mol/L的盐酸溶液使得pH达到控制值并稳定直到溶液体系中K+/H+离子交换到达平衡（悬浮液的K+浓度和pH值10min内稳定没有变化），整个反应过程中实时监控记录K+、H+浓度。以不同的水合比重复3-4次上述的离子交换过程，得到的产物经过抽滤、洗涤和喷雾干燥后即得到高纯的TiO2·xH2O晶须。图2-1展示了离子交换法制备高纯TiO2晶须的全部工艺流程。图2-1高纯TiO2晶须的制备流程图Fig.2-1FlowchartofpreparationofhighpurityTiO2whiskers2.2.3样品的性能表征（1）微观形貌：采用扫描电子显微镜（SEM）观察烧结法制备的K2Ti4O9晶须和K+/H+离子交换完成后的TiO2·xH2O晶须的形貌。操作方法：将充分干燥的样品粉末粘附于导电胶表面，经过喷金处理后对表面形貌进行观察。测试参数：加速电压为5kv，发射电流10μA。选取50个有效的单根晶须样本，在粒径分析软件中进行长度、直径的分布统计。
450-900℃之间，其中DTA显示800℃处反应（失重）最为剧烈。然而K2CO3受热超过890℃才会发生热分解反应生成K2O和CO2，这与VLS理论解释的晶体生长过程不完全吻合。富钾液并非由K2CO3直接分解产生，合理的解释倾向于K2CO3先与TiO2反应生成一些不稳定的中间产物，形成纳米微晶。在继续升温的过程中，中间产物受热向更加稳定的钛酸盐转变，同时伴随着液相的K2O在高温下从中间产物结构中脱离生成，它一方面作为反应成分参与到其他中间产物的反应过程中，另一方面充当VLS理论中的共熔体，诱导晶须的晶体加速生长。图2-2VLS生长机理示意图Fig.2-2SchematicdiagramofgrowthmechanismforVLS图2-3b是450℃、650℃、820℃和950℃烧结样品的X-射线衍射分解结果。经标准卡比对分析：450℃下烧结所得产物包括K2Ti3O7、K2O和初始原料（TiO2）。650℃温度下烧结的新生成产物为K2Ti2O5和K2Ti6O13的混合物，820℃烧结产物为K2Ti4O9、K2Ti6O13和K2Ti2O5，950℃煅烧产物主要是目标产物K2Ti4O9和少量的K2Ti6O9杂质。根据这样的反应机制，我们推测并给出符合反应过程的方程式（2-1~2-6），可以发现其中K2Ti3O7是一种不稳定的钛酸盐化合物，受热易向K2Ti6O13和K2Ti2O5转变，而高温
本文编号：3357182
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
导电填料简介Fig.1-1Introductionofconductivefiller
傻ジ?姆掷胄翁???比コ??氡砻娑嘤嗟腒2O。悬浮液经筛网过滤，去除未能开松的K2Ti4O9晶须与其他的钛酸盐衍生物（六钛酸钾、二钛酸钾等）。称取10g干燥后的K2Ti4O9晶须粉末，加入去离子水搅拌升温至实验所需温度。恒速滴加1mol/L的盐酸溶液使得pH达到控制值并稳定直到溶液体系中K+/H+离子交换到达平衡（悬浮液的K+浓度和pH值10min内稳定没有变化），整个反应过程中实时监控记录K+、H+浓度。以不同的水合比重复3-4次上述的离子交换过程，得到的产物经过抽滤、洗涤和喷雾干燥后即得到高纯的TiO2·xH2O晶须。图2-1展示了离子交换法制备高纯TiO2晶须的全部工艺流程。图2-1高纯TiO2晶须的制备流程图Fig.2-1FlowchartofpreparationofhighpurityTiO2whiskers2.2.3样品的性能表征（1）微观形貌：采用扫描电子显微镜（SEM）观察烧结法制备的K2Ti4O9晶须和K+/H+离子交换完成后的TiO2·xH2O晶须的形貌。操作方法：将充分干燥的样品粉末粘附于导电胶表面，经过喷金处理后对表面形貌进行观察。测试参数：加速电压为5kv，发射电流10μA。选取50个有效的单根晶须样本，在粒径分析软件中进行长度、直径的分布统计。
450-900℃之间，其中DTA显示800℃处反应（失重）最为剧烈。然而K2CO3受热超过890℃才会发生热分解反应生成K2O和CO2，这与VLS理论解释的晶体生长过程不完全吻合。富钾液并非由K2CO3直接分解产生，合理的解释倾向于K2CO3先与TiO2反应生成一些不稳定的中间产物，形成纳米微晶。在继续升温的过程中，中间产物受热向更加稳定的钛酸盐转变，同时伴随着液相的K2O在高温下从中间产物结构中脱离生成，它一方面作为反应成分参与到其他中间产物的反应过程中，另一方面充当VLS理论中的共熔体，诱导晶须的晶体加速生长。图2-2VLS生长机理示意图Fig.2-2SchematicdiagramofgrowthmechanismforVLS图2-3b是450℃、650℃、820℃和950℃烧结样品的X-射线衍射分解结果。经标准卡比对分析：450℃下烧结所得产物包括K2Ti3O7、K2O和初始原料（TiO2）。650℃温度下烧结的新生成产物为K2Ti2O5和K2Ti6O13的混合物，820℃烧结产物为K2Ti4O9、K2Ti6O13和K2Ti2O5，950℃煅烧产物主要是目标产物K2Ti4O9和少量的K2Ti6O9杂质。根据这样的反应机制，我们推测并给出符合反应过程的方程式（2-1~2-6），可以发现其中K2Ti3O7是一种不稳定的钛酸盐化合物，受热易向K2Ti6O13和K2Ti2O5转变，而高温
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