纳米TiO_2的表面改性研究

简要介绍了纳米TiO2的优缺点,及在涂料、塑料、造纸、化妆品、废水处理等工业生产中的主要应用。并对纳米TiO2常用的改性方法进行综述。     

高岭土微粉与纳米TiO_2表面复合改性研究

采用sol- gel法对精细处理过的高岭土微粉与纳米TiO2 进行了表面复合改性进行研究。结果表明 ,改性高岭土结构没有改变 ,其白度显著提高 ,改性后的高岭土对红外光的遮挡能力明显增强 ,对紫外光的吸收能力亦大大提高     

硅烷偶联剂对纳米二氧化钛表面改性的研究

利用硅烷偶联剂（KH-570）对表面包覆氧化硅的金红石相纳米TiO2进行了有机表面改性．采用红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）、热分析（TG-DTA）、透射电镜（TEM）和润湿性实验等分析手段对表面改性前后的纳米TiO2进行了表征．红外光谱和X射线光电子能谱表明，KH-570以化学键合的方式结合在纳米TiO2的表面，并形成了有机包覆层．经测量，纳米TiO2表面包覆的KH-570的质量分数约为7．42％-8．59％．润湿性实验显示，经KH-570表面改性的纳米TiO2具有疏水性．力学性能实验表明，经KH-570表面改性的纳米TiO2能同时提高复合材料的强度和韧性．     

超分散剂对纳米TiO2的表面改性研究

采用超分散剂对纳米TiO2粉体进行表面改性,可将超分散剂分子成功地包覆于TiO2表面,对TiO2表面进行非极性修饰,使其表面由极性亲水性变为非极性亲油性。由沉降性实验观测到超分散剂改性后的纳米TiO2粒子可在非极性溶液中稳定悬浮960h以上;透射电镜(TEM)观测到改性后的TiO2粒子在非极性溶剂中呈纳米级分散状态,团聚体的粒径基本控制在100nm以内;通过润湿性测试及红外分析观察到,颗粒表面由亲水性变为疏水性,纳米TiO2颗粒表面增加了-CH2-和C=O-O基团键的振动峰,因而可以判断纳米TiO2表面状态发生了改变,使TiO2与非极性材料具有较好亲和相容性。本实验也证明了TiO2表面亲油改性的可行性。     

载银纳米TiO2表面改性对抗菌涂料性能的影响

以硅烷偶联剂(KH-570)对纳米TiO2/Ag+进行表面处理,对处理后的纳米TiO2/Ag+进行表征后证实,硅烷偶联剂以化学键的形式键合在纳米TiO2的表面。采用原位乳液聚合方法制得载银纳米TiO2/苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液,TEM测试表明纳米TiO2被均匀地包覆在乳液中。采用该复合乳液为基料与各助剂等原料按一定比例配制成涂料,经性能测试后表明,与普通共混制得的涂料相比,该涂料的抗菌性能得到明显的提高,并且有很强的紫外光吸收性能。     

聚丙烯基纳米TiO2的表面改性

针对纳米二氧化钛(TiO2)颗粒粒径小、表面活性大、易团聚的问题,采用硅烷偶联剂KH-560对TiO2进行表面改性,并与聚丙烯树脂(PP)在双螺杆挤出机上熔融共混得到改性PP;通过FT-IR、TG、SEM等测试手段对改性纳米TiO2颗粒进行了表征,讨论了纳米TiO2的改性程度及其在PP中的分散性。结果表明:硅烷偶联剂已经成功的包覆在纳米TiO2的表面;同时在碱性环境下纳米TiO2表面包覆的有机物含量最多;当在碱性环境下表面改性的纳米TiO2为PP质量的3%时,在聚丙烯树脂中分散较均匀。     

水杨酸原位表面改性纳米TiO2的制备及性能研究

通过控制四氯化钛(TiCl4)的水解速度,制备出水杨酸(SA)原位表面修饰的TiO2纳米颗粒(TiO2/SA).通过X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),红外光谱仪(FT-IR),热分析(TG-DTA)和X射线光电子能谱(XPS)等实验分析手段对表面改性前后的TiO2纳米颗粒进行了表征,结果表明表面修饰水杨酸的TiO2纳米颗粒在乙醇中有良好的分散性,将TiO2/SA加入到光信息存储薄膜材料(PVA/AM)中,能大大提高材料的衍射效率,降低布拉格偏移.     

纳米TiO_2/聚苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

以硅烷偶联剂KH-560对纳米TiO2进行表面处理,应用亲油化度值测试和分散稳定性测试方法得到表面改性的最佳实验条件为:KH-560的添加量(占纳米TiO2的质量百分比)8%,温度70～78℃,时间5h。采用适当的乳液聚合工艺,制备了纳米TiO2/聚苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液,对表面处理后的纳米TiO2及复合乳液进行表征后证实,硅烷偶联剂以化学键的形式键合在纳米TiO2的表面,TEM照片有力地证明了在复合乳液中纳米TiO2均匀地分散在苯丙乳胶粒中。     

表面改性纳米TiO2粒子杂化PI薄膜的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂(γ-巯丙基三乙氧基硅烷)对纳米TiO2粒子进行表面处理,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜,研究了杂化膜的热性能、力学性能,并通过扫描电镜(SEM)和广角X衍射(WAXD)研究了杂化膜的微观形貌结构,同时也对杂化膜的接触角和介电常数(ε)进行了研究分析.结果表明,杂化膜较纯膜的热分解温度(T5％)降低,但平均热分解温度仍然高于520℃,且膜的尺寸稳定性得到了提高,即热膨胀系数( CTE)降低;表面形貌分析表明,1％～5％的表面改性纳米TiO2能较好地分散在PI膜里,杂化膜的介电常数(3.50左右)均高于纯膜的的介电常数(2.91),杂化膜的接触角随着TiO2含量的增加呈现先减少后增加的趋势.     

纳米TiO2表面无机/有机复合改性研究

用液相沉积法对纳米TiO2进行了表面无机/有机复合改性.用XRD、FT-IR进行了包覆膜结构表征,用TEM观察改性后颗粒的形态.测量了有机包覆量对改性样品亲油性的影响.结果表明,液相沉积并经105℃烘干得到的Al2O3膜为非晶态结构,煅烧后才能晶化;有机膜可以在无机膜上生成,其最大包覆量约为7%,且与包覆温度无关;复合包覆后纳米颗粒外形不变,分散性提高;有机包覆量对纳米TiO2的亲油性有非线性影响,包覆量为1.2%时其亲油性最好.     

用于合成纳米苯丙乳液的纳米TiO2表面改性及表征

研究了利用硅烷偶联剂改性纳米TiO2的方法,并通过FTIR、TEM等手段表征化学改性产物的结构和改性后纳米二氧化钛的分散性,结果表明偶联剂与二氧化钛表面发生化学偶联反应,使二氧化钛表面被偶联剂包覆,从而使二氧化钛改性产物在有机物中具有良好的分散性能.通过TEM分析用改性后的纳米TiO2原位合成的纳米TiO2/苯丙乳液复合体系具有以纳米TiO2粒子为核,以聚合物为壳的核壳结构,该乳液涂膜的耐水性达120h不泛白,硬度为H级,明显优于非纳米苯丙乳液,且具有很好的抑菌作用,可用于制备纳米水性涂料.     

纳米TiO_2的改性及其性能研究

采用KH-570、正辛醇和辛酰氯分别对纳米TiO2进行改性,利用傅立叶红外光谱、差热/热重分析及X-射线衍射仪对改性前后纳米TiO2进行表征,结果表明纳米TiO2的改性为化学改性,改性剂与纳米TiO2表面羟基形成稳定的化学键,但并没有改变纳米TiO2的晶型结构。改性后的纳米TiO2在有机溶剂中的分散性和稳定性提高,尤其是KH-570改性纳米TiO2的效果最好,具有更强的疏水性。KH-570改性纳米TiO2与丙烯酸树脂复合后,能在树脂中均匀分散,不易团聚。     

用于光催化抗菌涂料的纳米TiO2的制备及改性方法

纳米TiO2光催化抗菌涂料是研究热点,其中纳米TiO2抗菌粒子的制备及处理十分重要。介绍了纳米TiO2的抗菌机理及常用的纳米TiO2抗菌粒子制备方法,并从增强纳米TiO2对可见光响应性方面对TiO2的改性方法进行了综述,同时对纳米TiO2在光催化抗菌涂料中的发展前景进行了展望。     

纳米TiO_2的浆料的制备及其在水性防腐涂料中的应用

通过氢氧化铝Al(OH)3和十二烷基硫酸钠(SDS)对纳米TiO2的表面进行包覆和改性处理,以提高纳米TiO2水性浆料的分散性。经SDS对表面包覆Al(OH)3的纳米TiO2进行改性后,制成的浆料平均粒径为82nm、储存稳定性达50d以上。将纳米TiO2浆料加入到防腐涂料中,涂料的各种性能均有提高,且在纳米TiO2的添加量为2‰时,涂膜的综合性能最好。     

种子乳液聚合法改性纳米TiO2及其表征

采用种子乳液聚合法对纳米TiO2进行表面改性，将甲基丙烯酸甲酯包覆在纳米TiO2表面，形成TiO2／PMMA复合粒子。采用FT-IR、XRD、XPS、TEM和激光粒度等分析手段对所得产物的形貌、尺寸、所携带官能团及表面元素变化情况进行了表征。结果表明复合粒子呈现核壳结构，粒子的粒径分布、团聚现象和分散性都得到改善。     

纳米TiO_2表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯及其在白色油墨中的应用

利用硅烷偶联剂γ-MPS(KH570)对纳米TiO2进行表面预处理,在此基础上通过原位聚合的方法,制备出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝包覆的纳米TiO2.运用FT-IR、XPS、TEM等测试手段对改性前后纳米TiO2进行了表征,通过紫外人工加速老化实验比较了其对白色油墨抗老化性能的影响,结果表明:KH570与纳米TiO2表面羟基发生了缩合反应,PMMA在粒子表面实现了接枝聚合,PMMA接枝包覆后的纳米TiO2亲油性增强,分散性提高,团聚减少;在改性油墨的应用中,添加质量分数为2%的纳米TiO2-g-PMMA的油墨在经过336h老化后,色差值仅为0.855,相比未改性油墨抗老化性能提高了18.6%.     

纳米SiO2氢氧化铝/十二烷基苯磺酸钠的表面包覆改性

通过氢氧化铝和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米SiO2进行表面包覆和改性处理,改善纳米SiO2的表面结构和分散性.使用IR、FESEM、EDS、Malvern Zetasize 3000HSA自动电位粒度仪等表征手段,对表面包覆改性后纳米SiO2的表面结构、形貌及等电点等进行了测试和分析.结果表明,经Al(OH)3表面包覆后,纳米SiO2粉体等电点(IPE)的pH值从1.58变为7.1;经SDBS对表面包覆Al(OH)3的纳米SiO2进行改性后,纳米SiO2粉体团聚现象减少,单个纳米SiO2颗粒的粒径约为30nm.     

微波法改性纳米二氧化钛工艺及机理探讨

探讨了利用微波加热技术对纳米TiO2表面进行改性的方法。以测量湿润接触角和观察沉降性作为评价改性效果的手段，进行多组试验，试验结果表明，以油酸作为改性剂对TiO2表面改性效果明显。研究了改性剂用量、浓度、时间等因素对改性效果的影响，对纳米TiO2表面进行了红外光谱、电镜观察及差热分析，并对改性机理进行了初步探讨。     

硅烷偶联剂KH-570表面改性纳米SiO2

采用硅烷偶联剂KH-570在酸性条件下对纳米SiO2表面进行改性,并对改性前后的纳米SiO2采用粒径分析仪、傅里叶红外变换光谱仪、紫外-可见光光谱仪、扫描电镜等仪器进行了分析和表征。结果表明,硅烷偶联剂KH-570能成功地对纳米SiO2表面进行改性,使其表面化学键合了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒团聚程度,提高了纳米SiO2在有机介质中的分散程度     

无定形纳米ZrO2表面改性研究

采用溶胶-凝胶法制得粒径为57nm的无定形纳米ZrO2粒子.用硅烷偶联剂KH560、KH570、A151、钛酸酯、硬脂酸等表面活性剂对其表面进行修饰.修饰后对改性效果进行激光粒度,红外光谱,扫描电镜,透射电镜,X射线衍射分析.实验证明:A151改性效果较好,改性后无机纳米粒子表面的羟基和有机集团发生化学键结合,无机纳米粒子表面性质由亲水憎油向亲油憎水转变.