实验条件对SiO2-MTES-CTAB纳米疏水薄膜的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶技术,通过两步酸法控制实验条件引入有机硅烷甲基三乙氧基硅烷(MTES)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨(CTAB),制备了疏水型SiO2前驱体溶胶.以旋涂法成膜出SiO2-MTES-CTAB纳米疏水薄膜,研究了正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷不同的混合比以及不同的热处理温度等对纳米疏水薄膜的影响,并且分析了纳米疏水薄膜的表面形态.研究表明,利用有机基团甲基三乙氧基硅烷改性SiO2溶胶和薄膜的热处理温度对制备的SiO2基纳米疏水薄膜的性能以及表面形态都具有非常重要的影响.     

Ti^3＋掺杂SiO2／甲基三乙氧基硅烷复合薄膜的制备

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,以正硅酸乙酯TEOS/甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物,浓盐酸为催化剂,制备了掺杂不同三氯化钛(TiCl3)浓度的SiO2/MTES复合薄膜.采用荧光分光光度计、扫描探针显微镜、红外光谱仪、X光衍射仪等仪器对膜层性质进行了分析.结果表明,掺杂4%、3%、2%、1%TiCl3的SiO2/MTES复合薄膜分别在250nm附近有一弱激发峰,294nm附近有一强激发峰,在393nm附近出现一强发射峰;掺杂3%的复合薄膜荧光发射强度达到值最大.与Ti3 掺杂的常规SiO2薄膜比较,Ti3 掺杂的SiO2/MTES复合薄膜的荧光强度更稳定.     

Al2O3-SiO2纳米复合薄膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯、异丙醇铝为先驱体,甲基三乙氧基硅烷为有机硅烷,采用溶胶-凝胶旋涂方法在普通玻璃和硅片表面镀制纳米复合薄膜.通过FT-IR、VIS透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量,研究了Al2 O3与SiO2配比和热处理温度对复合薄膜的化学结构、透光率及疏水性的影响.结果表明该薄膜具有疏水、致密、透明等性能;Al2 O3的加入未降低复合薄膜的可见光透光率,其中经400℃热处理后不同配比复合薄膜在可见光区的透光率均大于85%,且不影响复合薄膜的疏水性.     

疏水型多孔PVA/SiO2有机无机杂化材料的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、聚乙烯醇(PVA)为原料，基于溶胶凝胶工艺制备出疏水型多孔PVA／SiO2有机无机杂化材料。杂化材料内部的硅氧链与PVA链相互交织，形成杂化网络结构，具有增强增韧的效果。杂化材料在热处理过程中，小分子逸出产生的微孔和材料表面面外的甲基，赋予了材料的透气疏水性能，可用于制备性能优良的环保型包装薄膜、农用地膜等功能复合材料。     

折射率可调SiO_2薄膜及耐环境性宽频增透膜的制备

通过溶胶-凝胶法制备了折射率连续可调的SiO2薄膜,并将其应用于制备双层宽频增透膜。以正硅酸乙酯为前驱体,分别以盐酸和氨水为催化剂制备酸催化SiO2溶胶和碱催化SiO2溶胶;将酸催化和碱催化的SiO2溶胶按不同比例进行混合制得酸碱混合SiO2溶胶,最后通过浸渍-提拉法在K9玻璃上制备SiO2薄膜。椭偏仪测试结果表明SiO2薄膜的折射率在1.18~1.44之间连续可调,折射率随着酸催化SiO2溶胶比例的增加而增加。分别以折射率为1.41和1.18的SiO2薄膜为底层和上层,成功制备出在527和1053nm处同时高增透的双层宽频增透膜。最后,以六甲基二硅氮烷为修饰剂,通过增透膜表面的有机修饰,提高了宽频增透膜的疏水性和耐环境性。     

溶胶-凝胶法改性SiO2膜的润湿性与水汽稳定性

以甲基三乙氧基硅烷(MTES)替代部分正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱物,用溶胶-凝胶法制备了MTES改性二氧化硅溶胶和二氧化硅膜,研究了憎水基团的添加量对溶胶体系的稳定性和对二氧化硅膜润湿性以及水汽稳定性的影响.结果表明,随MTES/TEOS摩尔比增大,二氧化硅溶胶的稳定性降低,改性二氧化硅膜的表面自由能显著减小;表面润湿性降低,主要是表面张力中极性力的贡献,FTIR分析表明,这是由于二氧化硅颗粒表面-CH3非极性基团增加所致;在潮湿环境中陈化时,二氧化硅膜接触角的变化及吸水率随MTES/TEOS摩尔比增大而减小,疏水性二氧化硅膜的MTES/TEOS宜为0.8～1.0;AFM形貌分析表明陶瓷支撑体上的二氧化硅薄膜连续,膜表面较光滑、平整.     

γ-氯丙基三乙氧基硅烷对SiO_2-AgCl复合溶胶凝胶薄膜性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体经γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)改性后制备硅溶胶,与以醇盐硝酸银(AgNO3)为前驱体制备的AgCl溶胶共混后形成复合溶胶,采用浸渍提拉法涂覆于PET基片表面形成SiO2-AgCl复合薄膜,采用SEM、FTIR、机械折叠、接触角测试、烘干质量法、贴膜法研究硅烷偶联剂含量对溶胶-凝胶成膜过程、成膜特性等的影响。结果表明,当摩尔比n(CPTES)∶n(TEOS)=1时可获得表面光滑膜厚均匀,具有良好膜基结合力、疏水性能、耐水性能及抗菌性能的SiO2-AgCl复合薄膜。     

膜蒸馏用PDMS/PVDF中空纤维疏水膜的研制

膜表面的疏水化是减缓膜蒸馏过程中膜润湿问题的有效策略.采用表面涂覆-固化法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交联剂甲基三乙氧基硅烷(MTES)和催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTL)在膜表面的反应,形成致密的甲基嵌段PDMS-MTES疏水层,制备了PVDF/PDMS疏水复合膜.探究了PDMS/MTES/DBTL质量比、PDMS质量分数和涂覆时间等对复合膜结构与性能的影响.利用该方法,复合膜接触角达到130°,膜的疏水性和膜蒸馏过程中的抗润湿能力得到显著提升.该膜在360 min的表面活性剂溶液膜蒸馏实验中性能稳定,而未改性膜在30 min内即完全亲水化.     

有机-无机复合材料光波导的制备

有机-无机复合光波导在光通信领域具有重要的应用价值,是目前的研究热点之一.采用溶胶-凝胶法分别制备了膜厚达13μm的光滑平整的PMMA膜和具有紫外感光性的膜厚为1.76μm的SiO2/ZrO2凝胶膜,研究了SiO2/ZrO2凝胶膜的感光性及紫外光照对两种薄膜折射率的影响.在此基础上,以PMMA膜为包层膜,SiO2/ZrO2凝胶膜为芯层膜,实现了光波导的包芯层复合.利用SiO2/ZrO2凝胶膜的感光性,结合紫外掩模技术,制备了条形的有机-无机复合光波导,理论分析表明该复合条形光波导能够实现入射波长为1.31μm,模数为0,1的传输.     

常压干燥制备疏水性SiO_2-玻璃纤维复合气凝胶及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为复合硅源,玻璃纤维为增强体,采用溶胶-凝胶和常压干燥工艺制备出疏水性SiO2-玻璃纤维复合气凝胶。利用N2吸附脱附、扫描电镜、高分辨透射电镜、红外光谱、接触角、热重-差热分析及力学测试等手段表征复合气凝胶,并分析预处理玻璃纤维时的盐酸浓度及浸泡时间对复合气凝胶密度的影响。结果表明:当玻璃纤维的预处理条件为2.5mol/L盐酸浸泡0.5h时,制备得到的SiO2-玻璃纤维复合气凝胶表观密度最低,为0.12g/cm3,孔径主要分布在2~50nm,疏水角为142°,热稳定性温度高达500℃,抗压强度为0.05MPa,弹性模量为0.5MPa。