RuO2包覆的TiO2纳米复合粒子的表面与界面分析

将溶胶-凝胶法与水热合成技术相结合制备了RuO2包覆量为1.5%的TiO2纳米复合粒子,并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及X射线光电子能谱(XPS)详细研究了纳米复合粒子的表面与界面性质.结果表明,RuO2以非晶态高度分散在TiO2纳米粒子表面形成包覆层,TiO2的晶型为锐钛矿型;纳米复合粒子呈球形,平均粒径约为47.5nm,RuO2包覆层的平均厚度约为0.75nm;RuO2包覆层与核材料TiO2纳米粒子表面存在化学键的作用,这种化学包覆有利于提高纳米复合粒子结构和性能的稳定性.     

SiO2包覆对稀土磷光粉在涂层中发光性能的影响

摘 要: 为了防止稀土磷光粉在复合涂层中的发光猝灭,利用溶胶-凝胶法对稀土磷光粉SrAl2O4:Eu2+,Dy3+进行表面包覆,制备SiO2- SrAl2O4包覆粉体,再用冷喷涂技术在45#钢基体上制备Cu-14Al-X/SrAl2O4（未包覆/包覆）复合涂层,通过发光现象实现对涂层摩擦磨损状况的监测。采用SEM、激光粒度分析等技术对包覆粉体进行表征,再结合EDS、F97 Pro荧光分光光度计等研究和检测复合涂层微观组织、微区成分及其发光性能,探究冷喷涂过程中磷光粉的发光猝灭机理及SiO2包覆防猝灭工艺效果。结果表明,稀土磷光粉与Fe、Mn、Ni等金属元素接触以及喷涂粒子相互高速撞击是造成冷喷涂层发光性猝灭的主要原因。溶胶-凝胶法能够制备具有核-壳结构SiO2-SrAl2O4包覆粉体,形成的SiO2壳层结构较好地改善了粉体表面形貌,使得包覆粉体表面较为平整圆润,硬度明显增大,涂层组织过渡良好,发光性能更优。     

以表面负载羧酸型苯/丙乳胶粒为模板制备ZrO2空心球壳

以聚C9-马来酸酐为乳化剂制备了粒径为400nm表面带有羧基的聚苯乙烯-丙烯酸酯阴离子乳胶粒(PSA),并以此为模板,用直接包覆法制得了450 nm～500nm ZrO2空心球壳.所制备的样品采用FT-IR,XRD,TEM和SEM等进行了表征.结果表明在适宜的条件下可以使水合氧化锆纳米粒子通过静电引力在乳胶粒表面形成光滑的核壳结构.在600℃煅烧后制得由约为17 nm的粒子堆成的ZrO2空心球壳.用Zeta电位法推测了水合金属氧化物纳米粒子在PSA乳胶粒表面形成球壳的机理,预测了利用直接包覆法形成核/壳结构的最佳条件.     

TiO2包覆单分散SiO2球的制备

分别采用钛酸异丙酯和钛酸丁酯为先驱体,对所制备的单分散氧化硅球(Ф≈400 nm)进行了1次和2次包覆TiO2层,获得了单分散的SiO2-TiO2芯-壳结构的球;采用TEM,SEM和EDS对所得SiO2-TiO2的球的大小、形貌和球中硅、钛含量进行了表征.研究结果表明采用钛酸异丙酯作为先驱体可获得氧化钛层较薄但无粘结的SiO2-TiO2芯-壳结构的球(φ可达500 nm);而采用钛酸丁酯作为先驱体时,则可获得较厚但粘结的SiO2-TiO2芯-壳结构的球(φ可达600nm).     

纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒的制备和光催化性能

用钛酸丁酯为原料,通过胶溶-沉淀的方法在低温下制备了纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒,利用SEM、DRS、XRD等表征了复合颗粒的结构和形貌。结果表明,玻璃微珠表面被20nm左右的TiO2包覆形成核-壳型结构,XRD结果显示表面的TiO2为锐钛矿型,复合颗在紫外光区有强烈吸收,呈现出纳米TiO2半导体光吸收特征。以含甲基橙废水为降解对象研究了所制备复合颗粒的光催化活性。     

新型核-壳结构PS/CeO_2和PS/SiO_2复合磨料的制备及其抛光性能

以聚苯乙烯(PS)微球为内核,采用液相法制备具有核壳结构的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、傅里叶转换红外光谱仪和热重分析仪等对所制备样品的物相结构、形貌和粒径等进行表征。将所制备的复合磨料用于硅晶片表面二氧化硅介质层的化学机械抛光,采用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌,并测量表面粗糙度。结果表明:所制备的PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒呈近球形,粒径为250～300nm,且具有核壳包覆结构,包覆层的厚度为10～20nm;硅晶片表面二氧化硅介质层经PS/CeO2和PS/SiO2复合颗粒抛光后,表面无划痕,且非常平整,在5μm×5μm范围内,粗糙度均方根值(RMS)分别为0.238nm和0.254nm。     

CdSe/ZnS/SiO_2多层核壳结构量子点材料的制备

纳米粒子表面包覆二氧化硅层形成的核/壳结构能减少表面缺陷,改善发光性能,保护纳米粒子核不受外界环境的影响。本实验在液体石蜡-油酸介质中首先制备CdSe量子点,再通过直接在反应体系中加入硫源和锌源的方法,在CdSe量子点的表面原位组装ZnS纳米层,得到CdSe(核)/ZnS(壳)结构量子点材料;然后利用反相微乳液方法在CdSe(核)/ZnS(壳)复合量子点的表面继续包覆SiO2层,得到CdSe/ZnS/SiO2多层核壳结构量子点材料。化学性质稳定的ZnS及SiO2材料的包覆使CdSe量子点材料的毒副作用降低,且没有降低单纯CdSe的发光效率,这种CdSe/ZnS/SiO2多层核壳结构量子点材料在探索新型载体、生物传感器、生物医疗、肿瘤的早期诊断和治疗等方面有广泛的应用前景。     

介孔SiO2负载和包覆的纳米金属颗粒的制备与研究

制备了以SiO2为核、介孔SiO2为壳的核一壳颗粒负载纳米金属颗粒以及介孔SiO2壳层包覆SiO2负载的纳米金属颗粒。结果表明,十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）作为模板剂,有助于介孔SiO2壳层包覆SiO2核的结构形成,介孔SiO2壳层的孔径方向垂直于SiO2核的表面;在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的稳定作用下,Pt纳米颗粒能均匀地分布在介孔SiO2壳层的表面。单分散SiO2颗粒经过3-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）功能化后,可负载纳米金属颗粒。进一步研究表明,以SiO2负载纳米金属颗粒为核,NH3·H2O,乙醇和水为分散剂,CTAB为模板剂,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,还能制备介孔SiO2壳包覆SiO2负载的纳米金属颗粒,而且介孔SiO：壳层的厚度可通过TEOS的含量调节。     

CTAB/正己醇/水反胶束体系中合成PPy/TiO2纳米复合粒子

通过溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,并用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水反胶束体系作为微反应器合成了聚吡咯(PPy)/TiO2纳米复合粒子.利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)对纳米复合粒子进行了表征.实验结果表明,PPy/TiO2球形粒子的平均粒径为150～200 nm,在复合粒子中球形粒子占据优势,并有团聚的趋势.FTIR和XRD结果显示纳米复合材料由PPy和TiO2组成,无机复合粒子只有部分形成晶体.从该研究结果中可以看出,反胶束法可以有效地应用于有机-无机纳米复合材料的制备.     

泡沫铝用SiO2/TiH2包覆型发泡剂的制备

以硅酸钠(NaSiO3*9H2O)和盐酸(HCl)为原料,采用非均匀形核法,通过控制反应条件可以在氢化钛(TiH2)表面均匀地包覆一层SiO2,作为发泡剂用于泡沫铝的制备.实验结果表明,经过包覆的发泡剂释氢时间可延迟60 s以上.用这种SiO2/TiH2包覆型发泡剂能制备出孔洞均匀的泡沫铝制品.