SiO_2包裹改性对TiO_2/环氧树脂涂膜防污抑菌性能的影响

采用光催化、接触角、霉菌试验以及SEM扫描电镜的测试方法,研究了不同比例SiO2掺入和包裹改性TiO2粉体添加量对TiO2防污抑菌涂膜光催化性能、与水的接触角以及抗菌性能的影响。试验表明,4%SiO2包裹改性的TiO2在环氧树脂胺固化体系中15%粉体添加量时,涂膜光催化性能最高,并表现出良好的抗菌性能,对水的接触角下降。

SiO2多次包裹对铋基黄色颜料的耐酸性和热稳定性的影响

先用沉淀法合成了成分为Bi0.82V0.45Mo0.55O4和Na0.5Bi0.5(MoO4)的铋基黄色料,再用水解法对色料进行SiO2多次包裹,采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、差热热重分析仪(DTA-TG)等技术对色料进行了表征。研究结果表明,SiO2多次包裹不改变色料的明度值L*,但色料的红/绿值a*和黄/蓝值b*略有下降,三次包裹后,色料仍呈现鲜艳的绿相黄,其色度L*、a*和b*值分别为79.26、-7.66和60.23;SiO2包裹次数越多,包裹层的孔隙率越少,包裹色料的耐酸性越好,三次包裹色料浸泡于1mol/L的盐酸中半小时损失量由未包裹色料的100%降至9.15%;未包裹色料在煅烧温度高于900℃后,部分物相向Bi4V2O11相转变,而SiO2一次包裹后,色料经1200℃煅烧后仍保持原物相;同时,SiO2致密包裹层的存在,减少了Bi的挥发,且包裹次数越多,孔隙率越少,Bi的挥发量也越少,耐温性也越好,三次包裹色料的耐温性由未包裹色料的600℃提升至1200℃。

水解法和水解-水热法制备γ-Ce2S3@SiO2包裹色料的研究

以工业纯γ-Ce_2S_3大红色料为研究对象,以正硅酸乙酯(TEOS)、氨水(NH_3·H_2O)、CTAB和无水乙醇为原料,研究水解法和水解-水热法在不同醇水比条件下制备SiO_2包裹γ-Ce_2S_3色料(记为γ-Ce_2S_3@SiO_2)效果和性能的影响。研究发现水解-水热法制备的γ-Ce_2S_3@SiO_2色料包裹效果优于水解法,当醇水比为7∶1时,包裹色料表面的SiO_2包裹层厚度适中,更致密,包裹色料经550℃热处理后仍然能够保持一定的红度,a*达到22.16。包裹后色料的抗氧化温度从350℃左右提高到758℃。

SiO_2包覆的β-NaYF_4∶Eu^(3+)及透明发光薄膜的制备和性能研究

通过溶胶-凝胶方法对β-NaYF4∶Eu3+进行了表面SiO2包裹处理,并将其分散于溶胶中提拉成膜,制备成发光薄膜。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、UVPC、PL等测试手段进行了分析表征。结果表明:NaYF4表面被成功包裹上了一层SiO2,形成了核壳结构,并除去了表面油酸等有机物。表面包裹对NaYF4的晶型结构没有产生影响,但荧光性能略有下降,形貌趋向于圆形,这是由于表面SiO2颗粒在形成网络结构的张力和溶剂溶解所致。采用提拉浸渍镀膜后,发光粒子比较好地分散在薄膜上,并且具有比较理想的透过率,呈现出一定的减反射效果。由于SiO2包裹和热处理,O2-空位缺陷增强了Eu3+在420～500 nm波段的发光,这对整个发光性能是有利的。而因为能量转移,产生无辐射跃迁,613 nm处发光产生猝灭。通过实验,优化确定了制备发光薄膜的最佳工艺。

Au和SiO_2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学,制备出金纳米壳Au@SiO2以及SiO2包裹的金纳米壳SiO2@Au@SiO2;去除SiO2@Au@SiO2颗粒中的金壳层,获得含有可移动SiO2核的空心壳H-SiO2@M-SiO2.结果显示:SiO2@Au@SiO2复合颗粒表面光滑,并保留了金壳的近红外吸收特性;通过改变复合颗粒外层SiO2厚度,可以调节其等离激元共振峰的位置;王水可以有效地去除SiO2@Au@SiO2中的金壳,相应的等离激元共振峰消失.

水解法制备氧化硅包覆钒酸铋黄色颜料及其表征

研究先采用共沉淀法制备了未包裹BiVO_(4)黄色色料,再以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用水解法制备了SiO_(2)包裹BiVO_(4)包裹色料。系统研究了Si/Bi摩尔比和水浴温度对包裹色料耐温性的影响,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等技术对色料进行了表征。结果表明,当反应温度为45℃、nSi/Bi=4时,可得到耐温性最佳的BiVO_(4)@SiO_(2)色料,其色度参数L*、a*和b*值分别为75.41、0.06和72.08,包裹色料在700℃煅烧后其呈色基本不变,并在800℃煅烧后仍呈现红相黄色调且未烧结成块,仍可作为黄色颜料使用,而未包裹色料在600℃煅烧后已变色且烧结成块无法使用。总之,BiVO_(4)@SiO_(2)包裹色料的耐温性有了显著提升,且可开发为多种色度的高温无机黄色颜料。

多孔SiO_2包裹磁性纳米颗粒Fe_3O_4的制备与表征

采用加热分解油酸铁法制备了Fe3O4磁性纳米颗粒,并用有机模板和反相微乳液相结合的方法将磁性纳米颗粒包裹在多孔二氧化硅中.用红外光谱(FTIR)研究了不同的处理方式对油酸铁表面官能团的影响及油酸的反应浓度和加热分解油酸铁的过程中升温速率对Fe3O4纳米颗粒的影响.结果表明,用乙醇和丙酮处理后的固态蜡状油酸铁表面的油酸基团会受到损害,将不利于加热分解时形成单分散性的Fe3O4纳米颗粒.加热分解油酸铁的升温速率对Fe3O4纳米颗粒的形成影响不大,而当改变油酸的浓度后,Fe3O4的Fe-O的弯曲振动吸收570cm-1特征峰有明显的增强.X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和超导量子干涉仪(SQUID)结果表明Fe3O4纳米颗粒为立方尖晶石结构,并且具有良好的单分散性和超顺磁性,用多孔SiO2可同时包裹多个Fe3O4颗粒.

纳米MnZn铁氧体微粒的磁热效应和细胞毒性

为了探讨SiO2包裹层对纳米磁性微粒的细胞毒性和磁热效应的影响,采用柠檬酸盐自燃烧法制备用于肿瘤磁热疗的纳米MnZn铁氧体微粒,应用ATP细胞活力测试和磁热量测定等方法,对其生物相容性和磁热效应进行测试。在60kHz交变磁场作用下,重量为10mg的包有SiO2的纳米磁性微粒在25min内可以使1mL去离子水温度升高26.5℃;未包裹SiO2的样品浸泡于37℃的生理模拟液(SBF溶液)中有微量的Zn2+、Fe3+、Mn2+离子溶出,但在剂量小于20mg时,其细胞毒性较小,而包裹了SiO2的样品则无论在剂量和时程上对细胞都没有影响。SiO2的包裹有利于提高纳米磁性微粒的生物相容性和细胞安全性,而且经过SiO2包裹的纳米磁性微粒的发热量仍能完全满足肿瘤磁热治疗的要求,其在肿瘤磁热治疗方面具有良好的应用前景。

基于金纳米棒@二氧化硅表面等离子体共振增强的有机太阳能电池

把包裹SiO_2的金纳米棒(AuNRs@SiO_2)掺杂到有机太阳能电池的活性层中,利用表面等离子体共振效应来增强活性层对光的吸收,从而提高有机太阳能电池的能量转换效率。研究了不同掺杂浓度和不同包裹厚度对电池性能的影响。结果表明,掺杂浓度为1. 5%时,器件性能最佳,能量转换效率达到4. 02%; SiO_2壳层厚度为3 nm时,转换效率达到4. 38%,较标准电池提升了29. 2%。