銀納米晶TiO2有序多孔膜；Si摻雜TiO2氣凝膠

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銀納米晶TiO2有序多孔膜；Si摻雜TiO2氣凝膠

以單分散聚苯乙烯（PS）微球為原料，水為稀釋溶劑，利用垂直沉降法制備出多層Ps球有序陣列模板。采用溶膠—凝膠法制各TiO2溶膠，并用膠晶模板法制備出銳鈦礦型TiO2有序多孔薄膜。然后將金屬銀納米晶摻入多孔膜骨架中制備出含銀納米晶的TiO2有序多孔發光薄膜。分析了摻銀的TiO2有序多孔膜的形貌與結構，并研究了摻銀的TiO2有序多孔膜吸附羅丹明B及量子點CdSc熒光物質的熒光性能。結果表明：摻銀的TiO2薄膜基本呈現多孔結構并保留有的有序性。有序多孔骨架中銀納米晶的表面熒光作用可熒光物質的熒光性能，從而擴展了TiO2有序多孔薄膜在生物信息探測、光信息處理領域的應用。

純硅氣凝膠對于2~8μm的紅外輻射具有穿透性，且其本身機械性能差，因此不能單作為高溫熱材料使用。通過摻雜TiO_2和硅酸鋁纖維，地降低了紅外透過率，并且了機械強度，有望成為一種輕質高溫熱材料。 采用廉價的水玻璃為硅源，結合SiO_2氣凝膠的溶膠凝膠制備工藝，通過摻雜TiO_2地降低了紅外透過率。具體研究了TiO_2的添加量及添加工藝，pH值對整個制備工藝的影響，硅烷偶聯劑對TiO_2分散工藝的改進，結果表明TiO_2經過聲分散后被均勻分散到溶膠溶液當中，分散時間和分散頻率的控制對SiO_2氣凝膠的孔結構及TiO_2的分散程度重要，確定200kHz分散1min為佳分散工藝；TiO_2的摻入對SiO_2氣凝膠的密度影響較大，摻量過小又起不到阻擋紅外輻射的作用，根據紅外透過率曲線發現摻量為5%與8%的很接近，但密度卻小很多，因此終摻量5%；pH值可以控制溶膠的水解和縮聚速率，對孔結構的形成重要，實驗研究了TiO_2引入對pH值的影響，發現TiO_2對溶膠的pH值影響不大；硅烷偶聯劑由于既含有疏水基團，又含有親水基團，它可以起到連接有機材料和無機材料的作用，通過用硅烷偶聯劑對TiO_2經行表面改性，可以TiO_2的分散性，減少團聚，同時硅烷偶聯劑還有誘導SiO_2納米粒子定向生長的作用，控制孔結構的作用，通過實驗發現當硅烷偶聯劑含量為70w%時比表面積為497.23m2/g，累積孔體積1.8993ml/g，平均孔直徑37.51nm，累計孔面積399.62m2/g，孔結構為介孔。 由于硅酸鋁纖維略顯堿性，引入溶膠后會升高溶膠的pH值，因此在引入前溶膠溶液的pH值應該保持一個較低的值，根據實驗引入硅酸鋁纖維前溶膠的pH應值在4.5左右為宜；在實驗中發現，纖維氈厚度對制備過程的影響較大，而纖維氈的厚度影響到老化、交換、修飾等工藝的進行，控制氈的厚度可以控制后續工藝的目的，通過纖維氈厚度實驗可以看出，隨著厚度的增加密度會出現增大的趨勢，并伴隨著黃塊的出現，當厚度過1cm時密度開始急劇上升，終選擇1cm為硅酸鋁纖維氈厚度的大上線；通過老化工藝的調整，掌握了老化時間的影響，老化時間不足會造成孔結構的塌陷，不利于形成低密度的氣凝膠，老化時間長延長實驗周期且浪費資源，當先用正硅酸乙酯老化2d，再用無水老化2d可以滿足老化要求，得到密度較小的硅酸鋁纖維復合氣凝膠氈；修飾工藝之后在氣凝膠的孔結構中還殘留有部分水和HCl，通過進一步交換可以殘留的水和HCl干凈，有利于干燥過程的進行，實驗表明將正己烷與無水按9:1配合交換好，得到的硅酸鋁纖維復合氣凝膠氈的密度為0.1627g/cm3，導熱系數為0.02818w/(m K)。

溫馨提示：西安齊岳生物供應產品用于科研，不能用于人體（zhn2020.03.13）