CaCO3/SiO2复合粒子涂层的表面结构及其疏水性能研究

以机械高速搅拌法制备了具有草莓结构的CaCO₃/SiO₂复合粒子,并对其进行了表面修饰改性.利用聚硅氧烷的自组装功能,将制备的复合粒子与硅氧烷一起制备了具有“荷叶效应”的超疏水涂层,静态水接触角达169°,滚动角约为2°.通过扫描电镜观察涂层的表面微观形貌,发现该涂层具有微米-纳米相结合的双层粗糙结构.微米凸起的粒径在2～3μm左右,纳米凸起的粒径约为200nm左右,与荷叶具有类似的结构排布方式.通过原子力显微镜和接触角的测试,探讨了表面微观结构、涂层粗糙度和涂层疏水性能之间的关系.结果表明：复合粒子构成的非均相界面的水接触角符合Cassie模型.复合粒子赋予涂层的双微观粗糙结构与自组装成膜硅氧烷的低表面能的协同效应,使涂层具有了优良的超疏水性能.     

CaCO3/SiO2复合粒子涂层的表面结构及其疏水性能研究

以机械高速搅拌法制备了具有草莓结构的CaCO₃/SiO₂复合粒子,并对其进行了表面修饰改性.利用聚硅氧烷的自组装功能,将制备的复合粒子与硅氧烷一起制备了具有“荷叶效应”的超疏水涂层,静态水接触角达169°,滚动角约为2°.通过扫描电镜观察涂层的表面微观形貌,发现该涂层具有微米-纳米相结合的双层粗糙结构.微米凸起的粒径在2～3μm左右,纳米凸起的粒径约为200nm左右,与荷叶具有类似的结构排布方式.通过原子力显微镜和接触角的测试,探讨了表面微观结构、涂层粗糙度和涂层疏水性能之间的关系.结果表明：复合粒子构成的非均相界面的水接触角符合Cassie模型.复合粒子赋予涂层的双微观粗糙结构与自组装成膜硅氧烷的低表面能的协同效应,使涂层具有了优良的超疏水性能.     

纳米态电极催化材料Au-Pt/半胱氨酸/Au电极的制备及性能研究

利用自组装技术制备了纳米态Au-Pt/半胱氨酸/Au电极,TEM、ED、XPS等研究表明双金属纳米粒子为Au合金,粒子的平均粒径＜10nm;通过组装时间可以控制双金属纳米颗粒组装的数量.对组装电极的电化学性能进行了测试,通过SEM对其表面结构进行了表征.结果表明,利用自组装方法可以制备纳米态Au-Pt/半胱氨酸/Au电极,该电极具有良好的电催化性能.     

亲油性LaF3纳米粒子的制备及表征

在醇-水混合溶剂中合成了表面为油酸修饰的LaF3纳米粒子,并用透射电子显微镜、红外光谱和X射线粉末衍射仪对修饰LaF3纳米粒子进行了表征.结果表明:所制备的修饰LaF3纳米粒子大小均匀,粒径约为8nm;其纳米核为六方结构的LaF3;由于表面修饰剂油酸与LaF3纳米粒子表面之间发生化学键合作用,使得油酸修饰LaF3纳米粒子在苯及润滑油中的分散性明显提高.     

原位表面修饰纳米CdS粒子的表面结构和光学性能

采用微乳液法合成了纳米尺度硫化镉粒子,并用硫醇和咪唑对粒子进行了原位表面修饰.对纳米硫化镉粒子的形貌与表面结构进行了表征,证实了表面修饰剂与粒子间的键合.电镜观察和紫外-可见吸收光谱的测定发现,表面修饰明显地提高了纳米粒子在溶剂中的分散性,改变了纳米粒子的表面结构,消除了粒子表面导致无辐射弛豫的缺陷,因而提高了纳米粒子分散于溶剂体系的荧光性能.修饰剂与溶剂间的相互作用决定了表面修饰粒子在溶剂中的分散性,对纳米粒子的光学性能也有一定的影响.     

环糊精功能化的Fe_3O_4@Au纳米粒子

制备了Fe3O4@Au纳米粒子,再通过两步法制备了全-6-硫代-β-环糊精,并用自组装法将β-环糊精修饰在纳米粒子表面,获得了环糊精功能化的Fe3O4@Au纳米粒子(Fe3O4@Au-β-CD)。实验发现,外界磁场作用下,复合纳米粒子具有快速响应性能;Fe3O4@Au-β-CD的紫外可见光谱中出现了Au特征吸收峰;透射电镜显示该粒子形貌呈球形,粒径在15.5nm左右;X射线光电子能谱中表明β-CD已修饰到纳米粒子表面;通过分别对比修饰前后Au、S的单谱,可知是β-CD通过Au-S键修饰到Fe3O4@Au表面;Fe3O4@Au-β-CD的红外光谱中出现了β-CD的特征峰,而且巯基吸收峰消失,确证了β-CD修饰到粒子表面;热重分析表明粒子表面β-CD的含量约为26.4%。     

表面活性剂在纳米粒子形状控制及自组装中应用新进展

近年来纳米粒子特殊几何形状调控及自组装研究在纳米技术领域已迅速成为研究热点,相关研究近期已产生一些最具创新性、前沿性的国际一流水平的成果.重点介绍了表面活性剂在纳米粒子制备以及自组装技术上的应用,讨论了表面活性剂对粒子生长控制及自组装的影响.     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.     

纳米/微米结构粒子合成技术进展

介绍了近年来纳米/微米结构粒子的合成技术进展,将纳米单元(纳米棒、纳米带、纳米片、纳米颗粒)自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体协同性质,这对纳米/微米结构粒子的性能研究有重要意义。主要介绍了表面活性剂法、水热法和模板诱导法等。表面活性剂由于具有多种特殊、优异的性能,包覆在纳米粒子表面可使其组装成具有新颖结构的聚集体,是目前研究热点。水热法所得粒子具有纯度高、分散性好、晶形可控,生产成本低等特点已被广泛采用。     

修饰纳米CdS/聚合物的界面相互作用与光学性能

采用微乳液法结合原位表面修饰合成了纳米尺度的硫化镉粒子,采用溶液共混和静态铺膜方法制备了纳米粒子/聚合物复合体系,以研究纳米粒子与聚合物间的界面作用.结果表明,经修饰的纳米CdS粒子比较均匀地分散于聚合物基体内,纳米粒子与聚合物基体间存在较强的相互作用.根据复合体系的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,分析了表面修饰(表面修饰剂种类、表面修饰剂用量等)对纳米粒子的分散以及复合体系界面特性的影响,证实了表面修饰剂具有促进纳米粒子分散和消除粒子表面缺陷的作用.     

应用纳米二氧化硅改进外墙涂料性能的研究

对不同添加量纳米二氧化硅 (SiO2 )对外墙涂料性能产生的不同效能进行了表征 ,从而找到纳米SiO2 对外墙涂料影响的相关参数。     

多孔硅对单晶硅少子寿命影响状况的研究

以p型单晶硅片为研究对象,在单晶硅片表面采用化学腐蚀方法制备多孔硅层,通过实验选取制备多孔硅的最佳工艺条件,采用SEM观察多孔硅表面形貌,以及用微波光电导法测试少子寿命的变化情况。结果表明,在相同的腐蚀溶液配比条件下腐蚀11min得到的多孔硅层的表面形貌最好,孔隙率最大。在850℃下热处理150min时样品少子寿命的提高达到最大,不同腐蚀时间的样品少子寿命提高程度不同,腐蚀11min的样品少子寿命提高最大,约有10%左右。多孔层的形成伴随着弹性机械应力的出现,引起多孔层-硅基底界面处产生弹性变形,这有利于缺陷和金属杂质在界面处富集。另外,多孔硅仍具有晶体结构,但其表面方向上的晶格参数要比初始硅的晶格参数大,也有利于金属杂质向多孔层迁移。     

半固态铝硅合金中共晶硅的形貌

利用扫描电镜研究了未变质和锶变质半固态铝硅合金中共晶硅的形貌,实验结果表明,未变质半固态合金中晶硅的形貌较常规铸态合金有较硅变化,从成簇的细长片状过渡到以粗短片状或碎块状为主,锶变质半固态合金中的共晶硅仍以细长片状为主,但有一部分为粗短片状或碎块状,上述结果与旋转磁场引起的熔体流动对凝固过程的影响有关。     

溶胶-凝胶法纳米二氧化硅原位改性研究

研究了原位改性对溶胶凝胶法制备的纳米二氧化硅的特性和应用性能的影响,结果表明原位改性改善了纳米二氧化硅的分散性,使纳米二氧化硅的粒径减小,分布更加均匀,外观形貌发生变化,但并不改变纳米二氧化硅的晶体结构和体相成分.其改性机理是纳米二氧化硅表面的物理吸附水和硅羟基被硅烷偶联剂的有机成分所代替.当硅烷偶联剂的用量适当时,制备的纳米二氧化硅在阴极电泳漆中具有良好的应用性能.     

纳米微粒母料--有机硅/无机硅纳米复合物

在纳米微粒制备过程中,把纳米微粒分散在基体中,形成纳米微粒母料,既防止了纳米材料可能对环境造成的污染,又解决了纳米材料应用时的团聚问题,为收集、保存和运输纳米颗粒提供了一条安全、行之有效的途径.     

Effect of nanoporous silicon coating on silicon solar cell performance

The surface modification of silicon solar cells was used for improvement of photovoltaic characteristics of silicon solar cells. A screen-printed solar cell technology is used to fabricate n⁺-p silicon solar cell. Nanoporous silicon (PS) layer on n⁺-type Si wafers or on the frontal surface of (n⁺-p)Si solar cell was formed by electrochemical etching in HF-containing solution. The surface morphology, porosity, spectra of photoluminescence and reflectance of PS layers were analyzed. The photovoltaic characteristics of two silicon solar cell type with and without PS layer (PS/(n⁺-p)Si and (n⁺-p)Si cell) were measured and compared. The spectra of photosensitivity of cells were measured in the wavelength range of 300-1100 nm. An average reflection of the porous silicon layer, fabricated on a polished silicon surface, is decreased to 4%. A remarkable increment of the conversion efficiency by 20% have been achieved for PS/(n⁺-p)Si solar cell comparing to (n⁺-p)Si solar cell without PS layer. The results, related with improving of the performance of PS/(n⁺-p)Si solar cell, have been attributed to the effective antireflection and the wide-gap window role of nanoporous silicon on the silicon solar cell.     

有机硅对天然乳胶的改性研究

采用复合阳离子型乳液聚合制备出一种带正电荷的有机硅乳液,通过杂凝聚共混和接枝两种不同的改性方法对带负电荷的天然乳胶进行改性,并比较了两种改性方法对胶膜力学性能、耐溶剂性、耐水性、表面形貌等的改性效果。结果表明,与纯天然乳胶膜相比,改性后胶膜的断裂伸长率均有提高,在石油醚中的增重率降低,表面水接触角增大,改性后胶膜的表面更加平整致密,其中共混改性对水接触角影响较大,接枝改性对力学性能、耐溶剂性、表面形貌的改性效果更为显著。其在工业生产医疗制品,如医用胶管、医用手套及避孕套等领域具有广泛的应用前景。     

Crystallite-size-dependent characteristics of porous silicon

Porous silicon prepared with anodic currents of 5 to 30 mA/cm² are characterized for structural and electronic properties of surface using photoluminescence, grazing angle X-ray diffraction, photoconductivity, thermally stimulated exo electron emission and work function measurements. The observed results indicate that with increasing porosity the crystallite size decreases and the amount of silicon hydride and oxide-type species increases, exhibiting a tendency similar to that of hydrogenated amorphous silicon and hydrogenated microcrystalline silicon. Free-standing powder of porous silicon, characterized by bright photoluminescence at 730 nm, showed crystallites of nanometre dimensions under the transmission electron microscope.     

Construct hierarchical superhydrophobic silicon surfaces by chemical etching

We present a simple approach for preparing hydrophobic silicon surfaces by constructing silicon nanowire arrays using Ag-assisted chemical etching without low-surface-energy material modification. The static and dynamic wetting properties of the nanostructured surfaces and their dependence on etching conditions were studied. It was revealed that the surface topologies of silicon nanowire arrays and their corresponding wetting properties could be tuned by varying the etching time. Under optimized etching conditions, superhydrophobic surfaces with an apparent contact angle larger than 150 degrees and a sliding angle smaller than 10 degrees were achieved due to the formation of a hierarchical structure. The origin of hydrophobic behavior was discussed based on Wenzel and Cassie models. In addition, the effects of surface modification of Si surface nanostructures on their hydrophobic characteristics were also investigated.