酸/碱催化二氧化硅功能材料的制备和改性及其应用
发布时间：2021-10-22 11:17
采用溶胶-凝胶法,研究了不同催化条件下的反应过程与产物。在酸催化的条件下制备了透明的二氧化硅溶胶,并利用浸渍提拉法,在玻璃和铁基底上制备了透明不开裂的薄膜,研究表明,溶胶稳定性影响薄膜的性能,可以通过调节溶胶的配比,催化剂加入量和反应的温度与时间,控制凝胶的时间在4-7天,制备的薄膜不会开裂。研究了硅氧烷偶联剂KH 560对二氧化硅溶胶的改性方法和影响,正交试验结果和记录的凝胶时间表明,偶联剂的加入对溶胶的稳定性影响很大,加入量选择不当会使凝胶时间急剧缩短,同时红外结果显示,KH 560成功的接枝到了二氧化硅的无机网络之上。而在碱催化的条件下制备得到了不同粒径的二氧化硅微球,使用扫描电镜和动态光散射法对产物的形貌、粒径及其分布进行了研究,结果表明,微球粒径随着TEOS浓度和氨水浓度的增加而增大,随着反应温度的增加而减小,随着水浓度的增加先增大后减小。同时,当正硅酸乙酯浓度较高的时候,在60℃条件下,也制备得到了单分散的纳米二氧化硅,并提出了制备机理。最后,研究了两种催化方式产物的应用,通过溶胶-凝胶过程,一步制备了SiC/SiO2无机-无机型核壳结构复合微粒,观察...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 二氧化硅薄膜材料
1.2.1 薄膜材料
1.2.2 溶胶—凝胶法
1.2.3 浸渍提拉法
1.2.4 薄膜开裂问题
1.2.5 TEOS的酸催化机理
1.3 有机无机杂化材料
1.3.1 发展状况
1.3.2 有机无机杂化涂层
1.3.3 制备方法
1.4 二氧化硅粉体材料
1.4.1 概述
1.4.2 TEOS的碱催化机理
1.4.3 研究现状
1.5 核壳结构
1.5.1 核壳结构材料分类
1.5.2 核壳结构材料应用
1.5.3 核壳结构材料制备
1.6 研究背景与选题意义
1.7 研究内容
第二章 溶胶-凝胶法二氧化硅薄膜的制备
2.1 前言
2.1.1 溶胶配比
2.1.2 催化剂用量
2.1.3 干燥工艺
2.1.4 热处理与基底选择
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 溶胶合成与薄膜制备
2.2.3 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂浓度对凝胶时间的影响
2.3.2 反应温度与时间对凝胶时间的影响
2.4 小结
第三章 KH 560 改性二氧化硅溶胶
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 改性实验
3.2.3 表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 改性溶胶红外光谱表征
3.3.2 改性溶胶热重分析
3.3.3 改性剂加入量对溶胶稳定性的影响
3.3.4 反应时间与温度的影响
3.4 小结
第四章 St?ber法单分散二氧化硅粉体的制备
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 St?ber法制备球形二氧化硅
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 TEOS浓度对粒径的影响
4.3.2 H2O和氨水浓度对粒径的影响
4.3.3 温度对粒径的影响
4.3.4 TEOS浓度较高时的反应机理
4.4 小结
第五章 SiC/Si O_2核壳结构的制备
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 碱性催化包覆
5.2.3 酸性催化包覆
5.2.4 先酸后碱包覆
5.2.5 表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 SiC颗粒与包覆后的形貌表征
5.3.2 不同包覆方式的包覆强度对比
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化钛/聚氨酯超疏水涂层的制备及性能[J]. 潘洪波,汪存东,刘建新,喻华兵. 高分子材料科学与工程. 2015(05)
[2]铜锌锡硫薄膜材料及其器件应用研究进展[J]. 刘浩,薛玉明,乔在祥,李微,张超,尹富红,冯少君. 物理学报. 2015(06)
[3]SiO2光子晶体的制备及其自组装带隙特性研究[J]. 李华杰,葛文萍. 激光杂志. 2014(09)
[4]KH550改性纳米SiO2的制备及其界面相互作用研究[J]. 朱建君,翟秋阁,李晓玲,朱锦锦,于心爱. 化学研究与应用. 2014(07)
[5]核壳结构TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯[J]. 唐荣芝,陈彤,陈勇,张元卓,王公应. 催化学报. 2014(04)
[6]超疏水SiO2/PS薄膜于木材表面的构建[J]. 张明,王成毓. 中国工程科学. 2014(04)
[7]提拉法制备二氧化硅陶瓷膜的形貌及性能[J]. 周琦,万文露,张春丽,贺春林. 材料工程. 2014(02)
[8]树莓状粒子的制备及应用研究进展[J]. 贾向坤,范新龙,张和鹏,张秋禹. 化学通报. 2014(02)
[9]Preparation of Nano-SiO2/Amino-modified Polysiloxane Hybrid Superhydrophobic Coating and Thermal-stability Characterization[J]. 李金桦,翁睿. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(01)
[10]二氧化硅/有机蒙脱土复合超疏水涂层的制备及其性能研究[J]. 钱红雪,何少剑,林俊. 中国科技论文. 2013(12)
硕士论文
[1]高分子薄膜的提拉法制备及成膜机理研究[D]. 赵俊丽.东华大学 2014
[2]核壳结构PVPS改性丙烯酸酯乳液的制备及在涂料印花中的应用[D]. 徐小刚.东华大学 2013
本文编号：3450990
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 二氧化硅薄膜材料
1.2.1 薄膜材料
1.2.2 溶胶—凝胶法
1.2.3 浸渍提拉法
1.2.4 薄膜开裂问题
1.2.5 TEOS的酸催化机理
1.3 有机无机杂化材料
1.3.1 发展状况
1.3.2 有机无机杂化涂层
1.3.3 制备方法
1.4 二氧化硅粉体材料
1.4.1 概述
1.4.2 TEOS的碱催化机理
1.4.3 研究现状
1.5 核壳结构
1.5.1 核壳结构材料分类
1.5.2 核壳结构材料应用
1.5.3 核壳结构材料制备
1.6 研究背景与选题意义
1.7 研究内容
第二章 溶胶-凝胶法二氧化硅薄膜的制备
2.1 前言
2.1.1 溶胶配比
2.1.2 催化剂用量
2.1.3 干燥工艺
2.1.4 热处理与基底选择
2.2 实验部分
2.2.1 仪器与试剂
2.2.2 溶胶合成与薄膜制备
2.2.3 表征方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂浓度对凝胶时间的影响
2.3.2 反应温度与时间对凝胶时间的影响
2.4 小结
第三章 KH 560 改性二氧化硅溶胶
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器与试剂
3.2.2 改性实验
3.2.3 表征方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 改性溶胶红外光谱表征
3.3.2 改性溶胶热重分析
3.3.3 改性剂加入量对溶胶稳定性的影响
3.3.4 反应时间与温度的影响
3.4 小结
第四章 St?ber法单分散二氧化硅粉体的制备
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器与试剂
4.2.2 St?ber法制备球形二氧化硅
4.2.3 表征方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 TEOS浓度对粒径的影响
4.3.2 H2O和氨水浓度对粒径的影响
4.3.3 温度对粒径的影响
4.3.4 TEOS浓度较高时的反应机理
4.4 小结
第五章 SiC/Si O_2核壳结构的制备
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 仪器与试剂
5.2.2 碱性催化包覆
5.2.3 酸性催化包覆
5.2.4 先酸后碱包覆
5.2.5 表征方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 SiC颗粒与包覆后的形貌表征
5.3.2 不同包覆方式的包覆强度对比
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化钛/聚氨酯超疏水涂层的制备及性能[J]. 潘洪波,汪存东,刘建新,喻华兵. 高分子材料科学与工程. 2015(05)
[2]铜锌锡硫薄膜材料及其器件应用研究进展[J]. 刘浩,薛玉明,乔在祥,李微,张超,尹富红,冯少君. 物理学报. 2015(06)
[3]SiO2光子晶体的制备及其自组装带隙特性研究[J]. 李华杰,葛文萍. 激光杂志. 2014(09)
[4]KH550改性纳米SiO2的制备及其界面相互作用研究[J]. 朱建君,翟秋阁,李晓玲,朱锦锦,于心爱. 化学研究与应用. 2014(07)
[5]核壳结构TiO2@SiO2催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯[J]. 唐荣芝,陈彤,陈勇,张元卓,王公应. 催化学报. 2014(04)
[6]超疏水SiO2/PS薄膜于木材表面的构建[J]. 张明,王成毓. 中国工程科学. 2014(04)
[7]提拉法制备二氧化硅陶瓷膜的形貌及性能[J]. 周琦,万文露,张春丽,贺春林. 材料工程. 2014(02)
[8]树莓状粒子的制备及应用研究进展[J]. 贾向坤,范新龙,张和鹏,张秋禹. 化学通报. 2014(02)
[9]Preparation of Nano-SiO2/Amino-modified Polysiloxane Hybrid Superhydrophobic Coating and Thermal-stability Characterization[J]. 李金桦,翁睿. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(01)
[10]二氧化硅/有机蒙脱土复合超疏水涂层的制备及其性能研究[J]. 钱红雪,何少剑,林俊. 中国科技论文. 2013(12)
硕士论文
[1]高分子薄膜的提拉法制备及成膜机理研究[D]. 赵俊丽.东华大学 2014
[2]核壳结构PVPS改性丙烯酸酯乳液的制备及在涂料印花中的应用[D]. 徐小刚.东华大学 2013
本文编号：3450990
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