等离子喷涂-水热处理制备二氧化钛-羟基磷灰石复合涂层

为克服等离子喷涂羟基磷灰石生物涂层在结合强度和成分上的缺点 ,通过在钛合金基体上等离子喷涂二水磷酸氢钙和二氧化钛 (锐钛矿型 )复合粉末 ,并后续水热处理 ,制备了二氧化钛 -羟基磷灰石复合涂层。结果表明 :二水磷酸氢钙和二氧化钛复合粉末的等离子喷涂涂层由CaHPO4,Ca2 P2 O7,Ca3(PO4) 2 ,非晶磷酸钙和二氧化钛组成。水热处理涂层由羟基磷灰石和二氧化钛组成 ,升高水热处理温度可提高涂层中羟基磷灰石的结晶性。随着原始粉中二氧化钛加入量的增加 ,喷涂涂层中磷酸钙的含量和水热处理涂层中羟基磷灰石的含量减少 ,羟基磷灰石的晶体形貌从细针状变为小颗粒状 ,喷涂涂层和水热处理涂层的结合强度也随之升高。当二氧化钛的质量分数为 60 % ,水热处理涂层的结合强度可达

甲基丙烯酸酯交联改性二氧化硅涂层的制备和性能研究(英文)

不饱和C=C双键表面修饰的一氧化硅粒子采用正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）共水解制备，然后加入甲基丙烯酸甲酯单体和引发剂原位聚合生成PMMA接枝改性二氧化硅溶胶。将该有机．无机复合溶胶旋转涂覆到金属基片（黄铜及不锈钢）上，经90～120℃热处理2h制备了复合涂层。采用傅立叶变换红外光谱、X-射线衍射、透射电镜表征了涂层结构和形貌，同时用激光光散射、铅笔硬度仪等对溶胶粒径和涂层性能进行了测试。结果表明该方法制备的PMMA-二氧化硅体系在一较宽的浓度范嗣内都能形成透明的稳定溶胶，接枝改性后的二氧化硅纳米粒子在聚合物中分散均匀，涂层机械强度明显提高，对金属基底具有良好的附着效果。

改性二氧化硅溶胶的制备及成膜过程

采用甲基三乙氧基硅烷(MEOS)和含有C=C双键的烷氧基硅(KH-570)与正硅酸乙酯(TEOS)共同水解,合成了改性的二氧化硅溶胶,并且用提拉法在不锈钢基材上镀膜。结果表明经MEOS及KH-570改性后二氧化硅溶胶粒子明显减小,粒径分布范围变窄,对涂层具有明显增韧性效果,MEOS涂层水接触角较大,而经KH-570改性的二氧化硅涂层在有引发剂存在下,120℃热固化时可发生C=C双键的聚合交联,形成机械强度更高的有机-无机复合网络结构。

胶体二氧化硅改性聚硅氧烷涂层的制备和性能(英文)

以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,以3种商业胶体二氧化硅为无机增强材料,采用溶胶-凝胶法在铝基板上制备了纳米有机无机复合涂层。通过FTIR、SEM、DTA、静态接触角测试和铅笔硬度计等方法考察了胶体二氧化硅的种类和反应时间对涂层结构和性能的影响。结果表明:以酸性胶体二氧化硅1034CS为无机增强材料的涂层具有比其他两种涂层更好的热稳定性;3种涂层的热分解温度都随着反应时间的延长而提高;3种涂层表面粗糙度都随反应时间的延长而增大;所制得的涂层都具有良好的疏水性。

掺杂纳米粒子有机-无机复合涂层的疏水、防护性能

为了改善复合涂层的疏水、防护性能,在正硅酸乙酯/硅烷(偶联剂,KH550)杂化溶胶中掺杂了纳米SiO2,纳米TiO2和羟基化的多壁碳纳米管(MWCNTs-OH),采用浸渍-提拉法制备了3种有机-无机复合涂层,用不同的修饰剂对其表面进行修饰。通过水接触角、扫描电镜(SEM)和电化学方法,研究了不同修饰剂对涂层疏水和防护性能的影响。结果表明:十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰剂对改善3种复合涂层的疏水性能效果最好,其接触角分别达到了120.95°,121.62°和146.58°;在3.5%NaCl溶液中3种复合涂层的腐蚀电流密度都比铝合金降低了3个数量级;3种复合涂层都具有良好的疏水和防护性能,其中MWCNTs-OH复合涂层的效果最佳。

水性环氧-丙烯酸酯复合纳米涂层的制备及其防腐性能

先以Fe Cl_2和Fe Cl_3为原料,用化学共沉淀法制备了Fe_3O_4纳米粒子,再在其表面包覆Si O_2制得Fe_3O_4@Si O_2颗粒,然后将Fe_3O_4@Si O_2颗粒与水性环氧-丙烯酸酯乳液混合制备了复合涂层。采用透射电镜、红外光谱仪和X射线衍射仪表征了Fe_3O_4纳米粒子改性前后的形貌和晶体结构。通过塔菲尔极化曲线和浸泡试验考察了纳米粒子对复合涂层在自来水、3.5%(质量分数)HCl、3.5%Na OH和3.5%Na Cl溶液中耐蚀性的影响,并探讨了涂层的防腐机理。Si O_2成功包覆到Fe_3O_4粒子表面,提高了其与水性环氧–丙烯酸酯乳液的相容性,显著改善了复合涂层的防腐性能。

无机复合涂层对碳纤维性能的影响

采用溶胶-浸渍法在碳纤维表面制备了二氧化钛-二氧化硅复合涂层。考察了钛溶胶与硅溶胶体积比、浸渍方式、浸渍次数对涂层的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了涂层的相组成及形貌。通过静态等温氧化实验考察了复合涂层碳纤维的抗氧化性能。结果表明:钛溶胶与硅溶胶体积比为15∶1条件下采用真空超声浸渍3次,制备的复合涂层均匀、完整、致密,与碳纤维表面结合良好,涂层抗氧化性能好,涂层二氧化钛为锐钛矿型、二氧化硅为无定型。将复合涂层碳纤维在400℃连续氧化15 h,其质量损失率仅为5.91%。

溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜紫外光处理的研究

采用溶胶－凝胶技术，结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜，采用高压汞灯对其进行紫外光处理，分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究，并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明，紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一，其致密化的机理不同于传统的热处理，主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发，导致原子化学键的断裂，进而产生结构重组而致密化．

Fe^(3+)/TiO_2/SiO_2复合纳米微粒的合成及光催化降解NO_2^-

采用溶胶 -凝胶法制备了 Ti O2 / Si O2 和不同浓度 Fe3+掺杂的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合纳米粉末 ,并利用XRD、BET、UV-vis等手段研究了 Ti O2 / Si O2 及掺铁形成的 Fe3+ / Ti O2 / Si O2 复合微粒的表面结构形态变化 ,以及对污染物 NO- 2 光催化降解的影响 .结果表明 ,Fe3+ / Ti O2 / Si O2 (ω( Fe3+ ) =1 .5 % ,m( Ti)∶ m( Si) =2∶ 1 )具有最佳活性 ,样品呈晶化度较低的锐钛矿结构 .Fe3+ 掺杂导致晶粒的增大 ,稳定性降低 ,大大提高了半导体的光催化活性 ,有利于对低浓度 NO- 2

稻壳灰制备TiO_2-SiO_2复合载体脱硝催化材料

鉴于农业废弃物稻壳灰中非晶态硅含量高的特点,以稻壳灰为原料,采用共沉淀法制备了以TiO_2-SiO_2复合材料为载体,锰、铈为活性组分的脱硝催化材料。探究了SiO_2的添加对催化材料微观结构的影响,并对不同硅含量催化材料的脱硝机理进行了相关分析。实验结果表明,与纯TiO_2为载体的催化材料相比,TiO_2-SiO_2复合材料为载体的催化材料表面颗粒大小均匀,呈蓬松状态堆积,比表面积及孔容都有所增加,弱酸性位点的数量也大大增加,当SiO_2与TiO_2的物质的量比为4∶1时,催化材料的脱硝效率可达90%以上。

聚酰亚胺/TiO_2-SiO_2纳米复合材料的制备及表征

采用带柔性基团的4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和3,3′,4,4′-苯甲酮四酸二酐(BTDA)为单体用两步法合成聚酰亚胺(PI),并在合成过程中,用溶胶凝胶法在中间产物聚酰胺酸中加入正硅酸四乙酯和钛酸丁酯,不添加水和偶联剂,制备出了PI/TiO2-SiO2复合材料。利用红外(IR)、X衍射(XRD)、热失重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等对材料的微观结构和热稳定性进行了研究。结果表明,复合膜中纳米TiO2和SiO2在聚酰亚胺基体中有较好的分散,PI/TiO2-SiO2复合材料的热稳定性优于纯PI和PI/TiO2杂化膜。

纳米TiO_2/SiO_2复合涂层修饰玻璃的抗菌功能研究

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了均匀的纳米二氧化硅和二氧化钛复合薄膜,研究了经不同温度处理、不同TiO2/SiO2配比的薄膜修饰后的玻璃表面的抗菌性能.用SEM表征了复合薄膜的表面形貌及不同温度处理对颗粒大小的影响,并利用XRD检测此复合粉体的晶型.研究结果表明,薄膜中的二氧化钛主要以锐钛矿晶型存在,颗粒大小在15～40nm范围内,二氧化硅是非晶的无定型体.实验表明,此薄膜能高效快速地杀死细菌.其抑菌能力与薄膜的热处理温度、纳米SiO2和TiO2的比率等因素有关.100～500℃热处理后的薄膜经1h自然光照的抑菌率都在90%以上.

（TiO2-CdS）／SiO2复合粉体的溶胶一凝胶法合成及晶相转变

以钛酸丁脂为原料，CdS纳米晶为掺杂相，通过正硅酸乙脂水解，用溶胶-凝胶法制备(TiO2-CdS)／SiO2复合粉体。用DTA-TG、XRD和TEM对复合粉体进行表征。发现复合粉体中TiO2从无定型向锐钛矿型的相变温度大约为810℃，从锐钛矿型向金红石型的相变温度为900℃；添加少量的二氧化硅明显地抑制二氧化钛晶粒粒径的增大和相变。

超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备与表征

通过 ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜．实验结果表明：在 ＴｉＯ２薄膜中添加 ＳｉＯ２，可以抑制薄膜中 ＴｉＯ２晶粒的长大，同时薄膜表面的羟基含量增加，水在复合薄膜表面的润湿角下降，亲水能力增强．当 ＳｉＯ２含量为 １０～２０ ｍｏｌ％时获得了润湿角为０°的超亲水性薄膜．

TiO_2/SiO_2复合薄膜的晶型和晶粒尺寸研究

通过溶胶 -凝胶工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2 /SiO2 复合薄膜 .由紫外可见光谱发现 :在TiO2 薄膜中添加SiO2后 ,薄膜中TiO2 晶粒尺寸变小 ,TiO2 /SiO2 复合薄膜的吸收边缘波长发生了明显的“蓝移” .进一步用X射线衍射 (XRD)和透射电镜 (TEM )表征了TiO2 /SiO2 复合粉末和TiO2 粉末的晶型和晶粒尺寸 ,结果发现 :在TiO2 凝胶粉末中添加少量SiO2 (如摩尔分数为 5 % )后 ,TiO2 的晶粒生长受到明显抑制 ,晶粒尺寸明显变小 ,为 6～ 7nm ;当TiO2 凝胶粉末中添加的SiO2 量较高时 ,随热处理温度升高 ,TiO2 的晶型转变和晶粒生长受到更大抑制 。

碳纤维增强镁基复合材料的制备及微观结构分析

采用溶胶-凝胶方法,经过水解、浸渍及干燥烧结,在纤维表面涂覆上一层均匀光亮、无裂纹且厚度适中的二氧化硅涂层。在惰性气体保护下实现三维编织碳纤维增强镁基复合材料的压力浸渗制备。通过SEM和XRD等分析碳纤维表面二氧化硅涂层的形貌、成分及其结构以及复合材料中碳纤维与镁基体界面的微观结构。结果表明,二氧化硅涂层厚度适当的碳纤维与镁合金基体之间通过轻微的界面反应,改善了二者间的润湿性,有效促进了镁合金熔液在三维编织碳纤维中的浸渗过程。

溶胶—凝胶法制备纳米TiO_2/SiO_2复合薄膜的研究

用溶胶-凝胶法在清洁的玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米TiO2/SiO2复合薄膜,并用扫描电镜,红外光谱仪,综合热分析仪和接触角测定仪对薄膜的结构和性质进行了研究。结果表明:TiO2/SiO2复合薄膜由晶粒小于10nm的球形颗粒组成,表面均匀,结构致密,具有平整的组织结构;引入SiO2后可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,且能显著降低薄膜的接触角,增强薄膜的亲水性。

亚临界干燥法制备TiO2/SiO2复合气凝胶及其光催化性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四丁酯(TnBT)为原料,去离子水和无水乙醇为溶剂,盐酸、甲酰胺为催化剂,通过酸/碱两步溶胶-凝胶法制得TiO2/SiO2复合醇凝胶,经过老化、溶剂置换等后续工艺,在亚临界条件下干燥制备不同TiO2/SiO2比的复合气凝胶。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积、热重-差示量热(TG-DSC)和红外光谱(FT-IR)等手段对气凝胶进行了表征。并将制备的TiO2/SiO2复合气凝胶用于紫外光催化降解甲基橙。结果表明:不同TiO2/SiO2比的复合气凝胶经过500℃煅烧之后,n(Ti)∶n(Si)=1∶1时其比表面积最高达480.61m^2/g,其组成为无定形SiO2和锐钛矿TiO2。紫外光催化降解甲基橙实验表明,采用亚临界干燥制备得到的TiO2/SiO2复合气凝胶,其催化降解率可达到99.6%,表现出优异的催化性能。

木材表面Fe^(3+)掺杂TiO_2/SiO_2复合膜构建及其光催化性能

以速生人工林桉木为基体,利用溶胶-凝胶技术,将掺杂Fe^(3+)的TiO_2/SiO_2复合膜构建在桉木材表面。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等手段分析了复合材料的微观形态;以10mg/L的甲基橙溶液为目标降解物,研究了负载复合膜的木材光催化活性。结果表明,生成的复合膜中TiO_2以锐钛矿晶型存在,SiO_2以无定型状态存在,由于Fe^(3+)的离子半径小于Ti^(4+),铁离子以物理状态掺杂进入TiO_2晶格。FT-IR光谱图显示,在1 026 cm^(-1)左右形成Ti—O—Si键,说明硅钛前驱体发生了相互作用。SEM图结果表明,复合膜与木材结合紧密。光催化测试结果表明,当Fe^(3+)掺杂量为0%~5%时,随着Fe^(3+)掺杂量的增加,负载复合膜的木材对甲基橙的降解率先上升后下降,当Fe^(3+)掺杂量为1%时,降解率达到最大值40.37%。

TiO_2/SiO_2纳米薄膜的光催化活性和亲水性

通过 sol-gel工艺在钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 TiO_2/SiO_2复合纳米薄膜 .实验结果表明 :当 SiO_2添加量较高时 , TiO_2/SiO_2复合纳米薄膜的光催化活性明显降低 ;当 SiO_2添加量较低时 ,TiO_2/SiO_2复合薄膜的光催化活性无明显变化 .在 TiO_2薄膜中添加 SiO_2,可以抑制薄膜中 TiO_2晶粒的长大 ,同时薄膜表面的羟基含量增加 ,水在复合薄膜表面的润湿角下降 ,亲水能力增强 .当 SiO_2含量为 10％－ 20％（摩尔分数）时获得了润湿角为 0°的超亲水性薄膜 .