反相微乳液体系制备SiO2包覆的ZnO NPs及其作为防晒材料的应用

通过AEO9/环己烷/正己醇/水反相微乳体系制备二氧化硅透明壳层包封的纳米氧化锌紫外屏蔽器以降低纳米氧化锌的光催化性,提高纳米氧化锌防晒剂的使用安全性。TEM图像与傅里叶红外光谱图表明SiO₂包覆在纳米氧化锌表面,ZnO@SiO₂纳米颗粒具有核壳结构。亚甲基蓝降解实验证明SiO₂降低了纳米氧化锌的光催化活性。紫外屏蔽测试结果表明ZnO@SiO₂纳米颗粒防晒效果好,SiO₂壳层提高了纳米氧化锌在可见光区的透明度。TEOS与纳米氧化锌质量比为0.4时,制备的ZnO@SiO₂纳米颗粒防晒效果最好,光催化活性最低。     

ZnO@SiO2防晒剂的应用与测试

分别将未包覆的纳米ZnO和ZnO@SiO₂纳米颗粒添加到同样的防晒配方中,并与商用防晒霜对比来探究ZnO@SiO₂纳米颗粒作为防晒剂实际应用的可行性。结果表明,SiO₂壳层提高了防晒霜在可见光区的透明度,使防晒产品使用时更贴近肤色。与商用防晒剂相比,ZnO@SiO₂防晒霜在UVA波段吸收度更强,有更好的屏蔽紫外线性能。同时ZnO@SiO₂防晒霜具有良好的粘度稳定性。通过改变ZnO@SiO₂的加入量可以得到不同防晒因子(SPF)值的防晒霜来满足日常生活的防晒需求。这项工作证明了ZnO@SiO₂纳米颗粒作为防晒剂在化妆品和防晒产品中的可行性和应用潜力。     

SiO2包覆TiO2复合纳米粒子的制备及防晒性能研究

通过溶胶-凝胶法在金红石型纳米二氧化钛（TiO₂）表面包覆二氧化硅（SiO₂）薄膜,对纳米TiO₂进行表面改性。通过优化聚乙烯吡咯烷酮（PVP）用量、硅钛比、氨水的用量确定最佳制备条件为:TiO₂用量为0.3 g,PVP用量为0.4 g,硅钛比为2∶1,氨水用量为5 m L,获得了粒径小,SiO₂包覆层薄,单分散性好的SiO₂-TiO₂复合纳米粒子。应用FT-IR,XRD,SEM,TEM和UV-vis等对改性前后的粒子进行表征。结果表明:红外光谱图中出现Si-O-Ti键的振动吸收峰,改性前后的纳米TiO₂均为金红石型,SEM及TEM显示改性后的粒子团聚现象减弱,其表面形成了约10 nm的SiO₂薄膜。经过表面改性,SiO₂成功包覆在纳米TiO₂表面,复合纳米粒子的光催化活性得到有效抑制,纳米TiO₂作为防晒剂的安全性大大提高。...     

纳米氧化锌/二氧化硅杂化体的制备及其对天然橡胶复合材料性能的影响

采用3-氰基丙基三乙氧基硅烷（CTOS）对二氧化硅（SiO₂）进行了氰基化改性,并采用热溶剂法将纳米ZnO沉积于氰基官能化SiO₂（SiO₂-CN）表面,制备出纳米氧化锌/二氧化硅杂化体（ZnO@SiO₂）,并使用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等对杂化结构进行表征。将ZnO@SiO₂作为填料添加入天然橡胶中制备复合材料（NR/ZnO@SiO₂）,然后对ZnO@SiO₂与橡胶的界面关系进行了分析,并研究了ZnO@SiO₂对橡胶复合材料的硫化特性、力学性能的影响。结果表明,纳米ZnO成功沉积在SiO₂-CN表面,并且NR/ZnO@SiO₂复合材料表现出优异的机械性能和硫化特性。与天然橡胶相比,仅添加5份杂化体的NR/ZnO@SiO₂复合材料的拉伸强度、100%定伸及300%定伸强度分别增加了150.2%、86.2%和65.5%,并且正硫化时间缩短了38.5%。     

聚多巴胺修饰纳米SiO2颗粒

纳米SiO₂颗粒粒径小、比表面积大,广泛用做填料、涂料、催化剂等。由于纳米SiO₂颗粒表面能高、亲水性强、易团聚、在聚合物基体中的分散性差,需要对其表面修饰改性。多巴胺（DA）分子具有类似贻贝分泌的黏附蛋白的结构单元儿茶酚和活性基团氨基,在碱性条件下,通过氧化自聚可在多种材料表面沉积,形成富含活性基团的聚多巴胺（PDA）包覆层,可进行二次修饰,是近期发展的一种新型表面修饰方法。本文针对纳米SiO₂颗粒表面的PDA功能化修饰,分析了该修饰方法的工艺特点及优势,阐述了SiO₂@PDA纳米颗粒及SiO₂/PDA共聚复合颗粒的制备路线及应用,总结了SiO₂@PDA颗粒表面二次功能化修饰的研究进展。分析表明,SiO₂@PDA表面易于接枝功能化聚合物分子,并可负载功能纳米颗粒,有利于拓展SiO₂纳米颗粒的多功能应用。关于多巴胺与SiO₂纳米颗粒的表面反应机制、沉积动力学、聚合机理等仍需进一步研究。     

微滴乳液聚合制备PDMS/SiO2纳米复合材料

采用超声分散的方法,以少量八甲基环四硅氧烷(D₄)对硅溶胶粒子进行表面接枝改性。然后在改性硅溶胶存在下,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂兼催化剂进行D₄的微滴乳液聚合,得到聚硅氧烷(PDMS)/二氧化硅(SiO₂)纳米复合乳液。采用FTIR、TGA、纳米粒度仪、TEM和拉力机分别对样品进行了表征。结果表明:采用超声分散的方法,能够有效地实现硅溶胶粒子的表面改性。通过微滴乳液聚合得到的复合乳胶粒是聚合物包覆二氧化硅粒子的核壳结构形态。SiO₂的引入提高了有机硅复合膜力学性能,增强了热稳定性。     

PFSA-PES-纳米颗粒复合纳米纤维的制备及催化性能

利用静电纺丝法制备了全氟磺酸(PFSA)-聚醚砜(PES)-纳米颗粒(SiO₂、TiO₂和Al₂O₃)复合纳米纤维,比较了SiO₂、TiO₂和Al₂O₃等不同纳米颗粒对磺酸基团在纤维表面分布的影响,并利用乙酸乙酯合成反应考察了纤维结构对表面磺酸基团活性的关系。结果表明:静电纺复合纳米纤维的比表面积可达85.6 m²·g^-1,纳米颗粒均匀分布在纤维表面,表面酸性中心占PFSA酸性基团总量最高达71.2%。酯化反应实验表明,复合纳米纤维具有很好的催化性能,纳米颗粒的存在可以提高酸中心的活性;同时,所得复合纳米纤维膜表现出很好的回收与可再生性能,有望作为一种对环境友好的固体酸催化剂。     

SiO2@BiOCl-Bi24O31Cl10核壳微球的合成及光催化

调整禁带宽度和抑制光生电子-空穴对复合是提高Bi₂O₃半导体光催化性能的重要途径。首先采用溶液合成和热处理法成功制备了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球,研究了投料比、热处理温度等因素来调控核壳组成和包覆效果。为提高光催化活性,采用Cl掺杂改变SiO₂@Bi₂O₃核壳微球壳层的结构、形貌与组成,通过XRD、SEM、TEM等方法确定了微球壳层为BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合物。调整摩尔比、氨水和NaCl用量等参数,优化SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的均匀包覆效果,大幅提高了对罗丹明B（RhB）的光催化降解效率。在此基础上,阐述了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球的形成机理和SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的光催化降解机理。     

SiO2@BiOCl-Bi24O31Cl10核壳微球的合成及光催化

调整禁带宽度和抑制光生电子-空穴对复合是提高Bi₂O₃半导体光催化性能的重要途径。首先采用溶液合成和热处理法成功制备了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球,研究了投料比、热处理温度等因素来调控核壳组成和包覆效果。为提高光催化活性,采用Cl掺杂改变SiO₂@Bi₂O₃核壳微球壳层的结构、形貌与组成,通过XRD、SEM、TEM等方法确定了微球壳层为BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀复合物。调整摩尔比、氨水和NaCl用量等参数,优化SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的均匀包覆效果,大幅提高了对罗丹明B（RhB）的光催化降解效率。在此基础上,阐述了SiO₂@Bi₂O₃核壳微球的形成机理和SiO₂@BiOCl-Bi₂₄O₃₁Cl₁₀核壳微球的光催化降解机理。     

TiO_2/ZnO/木质素全波段紫外屏蔽剂的制备及其防晒性能研究

以TiO_2/ZnO为核体,在其表面包覆木质素,制备TiO_2/ZnO/木质素全波段紫外屏蔽材料。通过UV-Vis、TG、XRD、FT-IR、TEM和光催化性能测试等对材料进行结构和性能分析。结果表明,木质素能够有效降低锌-钛复合材料的光催化活性,且最佳包覆量为15%。将TiO_2/ZnO/木质素复合材料与市售TiO_2/ZnO以相同活性组分添加至防晒配方中,考察配方稳定性、防晒性能等。结果表明,TiO_2/ZnO/木质素复合材料具有更优异的紫外屏蔽能力和稳定性。     

聚苯乙烯-二氧化硅@十四烷复合纳米相变胶囊的表征及其乳液性能

采用细乳液原位聚合法,研制了以正十四烷(Tet)为芯材、高热导率二氧化硅(SiO₂)改性的聚苯乙烯(PS)为壳层的新型复合纳米相变胶囊蓄冷材料;对复合胶囊形貌、组成以及热物性进行纳米粒度、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、差示扫描量热(DSC)以及热失重(TG)等表征,并测试其乳液的热导率、比热容、黏度及机械稳定性。结果显示:复合相变胶囊平均粒径为64.90 nm,具有规整的球形核壳结构,表面硅含量(质量分数)为3.27%,相变潜热达83.38 J·g^-1,复合壳材对芯材有很好的保护作用;其乳液的热导率及比热容峰值均优于未用SiO₂改性的纳米胶囊乳液,且乳液具有较高机械稳定性和较低黏度,可作为潜在的蓄冷用功能热流体。     

用于化妆品的SiO2/TiO2复合微球的制备及表征

通过溶胶凝胶法在微米级的二氧化硅(SiO2)微球上包覆一层纳米级的二氧化钛(TiO2)粒子,将制备出的复合微粒表面接枝聚合改性,改性前后的复合颗粒用FT-IR、XRD表征,并用扫描电镜观察了微粒的形貌,用紫外分光光度计扫描了添加改性后复合微粒的自制防晒液的紫外吸收谱图,发现经复合后的纳米TiO2粒子的分散性能得到明显改善,复合处理后TiO2粒子的紫外吸收能力较纯TiO2增强80%,且光催化能力得到很大抑制,TiO2作为防晒剂安全性能大大提高,并讨论了该复合粒子在化妆品中的应用。     

纳米氧化锌表面包覆氧化铝复合粉体制备及其光催化活性

在制备ZnO的前驱物 ? 碱式碳酸锌的过程中原位包覆Al2O3，与在ZnO粉体表面包覆的传统工艺相比减少了多次引起粒子团聚的工艺过程，改善了包覆效果. TEM观察表明，包覆的ZnO复合粉体粒径为50 nm左右、包覆层厚为3~5 nm. XPS分析表明，包覆层为Al2O3和ZnO. 光催化活性的测试表明，包覆后的纳米ZnO光催化活性得到了明显降低. 包覆后的纳米ZnO紫外线吸收性能与未包覆的纳米ZnO基本相同，保证了其优异的紫外吸收性能.     

纳米SiO2/聚氨酯-含氟丙烯酸酯杂化乳液的合成与表征

采用种子乳液聚合法,以聚氨酯（PU）乳液为种子（在聚合过程中为壳相）,甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性的纳米SiO₂组成的混合物为核相,合成了具有核壳结构的纳米SiO₂/聚氨酯-含氟丙烯酸酯（SiO₂/FPUA）复合乳液。考察了纳米SiO₂和DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜性能的影响。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、接触角（CA）、透射电子显微镜（TEM）、热重（TG）、差示扫描量热仪（DSC）和力学性能测试（MPT）等表征乳液的结构形态、乳胶膜的表面性能和综合性能。结果表明：乳胶粒子呈现“反相核壳”结构,以聚丙烯酸酯（PA）相为核,PU相为壳;由于纳米SiO₂和DFMA的协同作用,涂膜的疏水性和综合性能得到了较大的提高。     

模拟地热水中微/纳米SiO2环氧涂层耐蚀阻垢性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)对微纳米SiO₂颗粒进行改性,将改性后的微纳米SiO₂颗粒添加到环氧树脂涂层,得到微纳米SiO₂/环氧复合涂层。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)对改性前后的微纳米SiO₂颗粒进行表征分析,结果表明,硅烷偶联剂成功接枝在SiO₂颗粒表面。考察不同微纳米SiO₂配比下复合涂层的硬度、附着力、耐酸耐碱、接触角等性能参数,结果表明,复合涂层中微纳米SiO₂颗粒添加量为5%时,涂层的硬度最佳,耐酸碱侵蚀性能最好;接触角最大,有着最佳的疏水性能。通过旋转挂片实验观察复合涂层在模拟地热水中随时间增长的腐蚀形貌,SEM结果表明,不锈钢片附着的微纳米SiO₂/环氧复合涂层没有开裂、涨泡、脱落等破损现象,结垢物质基本不附着。利用电化学阻抗谱和极化曲线分析复合涂层的耐蚀阻垢性能,结果表明,附着复合涂层的不锈钢片在模拟地热水中浸泡30 d后,腐蚀电流密度比原片减小了2个数量级,表现出较好的...     

木质素基二氧化硅复合纳米颗粒的制备及在高密度聚乙烯中的应用

针对目前木质素基SiO₂复合纳米颗粒聚集严重及木质素负载量低,难以应用的现状,以碱木质素为主要原料,先通过磷酸化改性制备磷酸化碱木质素,再利用酸析共沉法将1.2份磷酸化碱木质素与1份纳米SiO₂(均为质量份)复合制备了木质素-SiO₂复合纳米颗粒,并探究复合颗粒对高密度聚乙烯(HDPE)力学性能的影响。FT-IR、XPS、TEM、TG和静态接触角测试结果表明,木质素主要以氢键作用与SiO₂结合;与原料二氧化硅相比,复合颗粒的粒径从25 nm增加到40 nm,聚集程度明显减弱;复合纳米颗粒中木质素占47%(质量分数);表面的疏水性增强,有利于复合颗粒在高密度聚乙烯中均匀分散,显著提高了HDPE的拉伸强度。与碱木质素/HDPE复合材料相比,木质素-SiO₂复合纳米颗粒/HDPE复合材料的拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了48.68%和73.57%。     

SiO2/Zn2SnO4/环氧丙烯酸酯涂层的阻燃性能

为了探究复合纳米颗粒对环氧丙烯酸酯（EA）涂层阻燃性能的影响，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和正硅酸乙酯（TEOS）为原料合成了介孔二氧化硅纳米颗粒，以ZnCl₂和SnCl₄·5H₂O为原料合成了锡酸锌（Zn₂SnO₄）纳米颗粒，将它们复合制成了介孔二氧化硅/锡酸锌复合纳米颗粒（SiO₂/Zn₂SnO₄），并用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）对其表征。将所制的纳米颗粒（介孔SiO₂、Zn₂SnO₄、SiO₂/Zn₂SnO₄）与丙烯酸、丙烯酰胺、EA复合，经UV光固化制备出3种涂层（SiO₂/EA、Zn₂SnO₄/EA、SiO₂/Zn₂SnO₄/EA），通过紫外-可见光谱仪、差示扫描量热仪（DSC）及氧指数测定仪等对涂层的透光率、热稳定性、阻燃性能进行测试。结果表明：SiO₂/Zn₂SnO₄/EA涂层的综合性能较佳，当SiO₂/Zn₂SnO₄质量分数为4.85%时，该涂层的热稳定性及阻燃性能最佳，其极限氧指数、燃烧级别、残炭率（500℃下马弗炉煅烧）和硬度分别为31、V-0、17.32 % 及6H。     

核-壳型SiO_2@TiO_2的制备与退火时间对其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法工艺在二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒微球表面包覆二氧化钛(TiO_2),制备合成核-壳型SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的样貌情况、表面化学成分和分散性。使用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)测定200℃度下不同退火时间下SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解后的吸光度从而分析SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒的光催化性能。实验结果表明,SiO_2@TiO_2纳米复合粒子形貌均匀,分散性好,退火时间在48h~72h光催化活最佳。     

改性SiO2杂化层相变微胶囊的制备与表征

以相变温度为32℃的石蜡为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂/改性SiO₂杂化层为壁材,采用原位聚合法制备相变微胶囊。使用接触角测定仪考察了KH-570对纳米SiO₂的有机改性效果;运用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱仪（EDS）分析了微胶囊表面形貌及壳层表面的元素分布;采用差示扫描量热仪（DSC）测定了相变微胶囊的热性能参数。结果表明：使用KH-570有机改性的纳米SiO₂颗粒制备杂化层能显著提升微胶囊的热稳定性与使用耐久性。当改性SiO₂质量分数为3%时,制得的微胶囊呈光滑球形,SiO₂颗粒在胶囊壳层表面分散均匀,其相变焓为135.1J/g,相变过程滞后,并且微胶囊芯材在有机溶剂中的渗透率由66.1%降至45.8%,经历1000次热循环后的质量与相变焓损失率仅为7%与24.4%。     

ZnO/碳纳米管复合光催化材料对抗生素的光催化降解

采用溶胶法合成了ZnO/碳纳米管复合光催化材料,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对复合催化剂进行了表征。以氙灯(250～800 nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,评价样品的光催化活性。比较ZnO/CNTs复合材料和纯ZnO对抗生素的降解能力,并考察光催化剂的重复利用能力。结果表明,通过溶胶法得到了在碳纳米管表面均匀、致密包覆ZnO颗粒的复合材料。由于ZnO/CNTs材料良好的吸附性能,其光催化活性高于纯ZnO,在300 W氙灯光源下反应2 h,对盐酸四环素的降解率达82.38%,同时复合材料显示了抑制ZnO光蚀的能力。