【正文】 帶石墨單色器，連續(xù)掃描，掃描速度 4176。比較復(fù)雜的是第二種情況，即醇鹽溶解在與其自身有不同烷基 的醇中，這將發(fā)生所謂的醇交換反應(yīng)或稱(chēng)醇溶解反應(yīng)： M(OR)n + xROH → M(OR) nx(OR,)x + xROH （ 21） 醇解反應(yīng)在醇鹽合成和溶膠 凝膠法中調(diào)整醇鹽原料的溶解性、水解速率等方面有其廣泛的應(yīng)用。如選用 SiCl4作母體原料，會(huì)引入大量的 Cl離子，去除大量的 Cl離子同樣比較麻煩。 改性納米二氧化硅用作墨粉添加劑時(shí) ,可以提高墨粉電量、流動(dòng)性 ,更因其良好的疏水性使墨粉抗潮濕性能顯著增強(qiáng) [24]。改性后的納米二氧化硅表面經(jīng)基數(shù)減少了 ,從而減少了納米二氧化硅與橡膠分子之間的氫鍵結(jié)合 ,防止了結(jié)構(gòu)化效應(yīng)的發(fā)生。例如在橡膠硫化系統(tǒng)中 ,未改性的納米二氧化硅不能很好地在聚合物中分散 ,填料與聚合物之間很難形成偶聯(lián)鍵 ,從而降低了硫化效率和補(bǔ)強(qiáng)性能。如何清玉等 [17]將沉淀過(guò)程置于超重力反應(yīng)器中 ,利用比地球重力大數(shù)百倍至千倍的超重力環(huán)境 ,強(qiáng)化微觀混合和傳質(zhì)過(guò)程 ,可使反應(yīng)時(shí)間大大縮短 ,使制得的產(chǎn)品粒徑小、粒度分布窄。同時(shí) ,如何改變工藝控制 (如水解環(huán)境、干燥方式及熱處理途徑等 )以縮短生產(chǎn)周期仍是一個(gè)有待解決的難題?；粲袂锏妊芯苛苏杷嵋阴ピ趬A的催化下與水反應(yīng)，通過(guò)水解聚合制備納米二氧化硅。 TEOS 的水解過(guò)程根據(jù)催化劑的不同可分成酸催化和堿催化 ,兩者的催化水解過(guò)程有一定的區(qū)別。但是由于其成本高、產(chǎn)品的有機(jī) 6 成份難以去除且易造成環(huán)境污染 ,而尚未在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 微乳液法制備納米二氧化硅 微乳液通常由表面活性劑、助表面活性劑、油、水組成 ,劑量小的溶劑被包裹在劑量大的溶劑中形成一個(gè)個(gè)納米級(jí)的、表面由表面活性劑組成的微泡。 干法制備納米二氧化硅 干法生產(chǎn)工藝的原料一般采用有機(jī)鹵硅烷、氧 (或空氣 )和氫，在高溫下反應(yīng)制備納米二氧化硅。部分研究者為了實(shí)現(xiàn)資源的回收利用 ,利用煤酐石、稻殼等廢棄物為原料 ,成功制備了納米二氧化硅 。 納米二氧化硅的性能及應(yīng)用 納米二氧化硅 的 性能 圖 納米二氧化硅三維結(jié)構(gòu) 納米二氧化硅為無(wú)定型白色粉末，是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的非金屬材料， 其微觀結(jié)構(gòu)近似球形 ,顆粒表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基 ,其分 子狀態(tài)是三維 鏈 3 狀 結(jié) 構(gòu) [4]。該項(xiàng)技術(shù)追求的是材料制備過(guò)程簡(jiǎn)單，材料定向及尺度的可控制性。如何降低成本，使適合大規(guī)模生產(chǎn)等等。對(duì)于一定的體系，影響反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的外部條件是多方面的，水解聚合反應(yīng)的條件是影響聚合物的結(jié)構(gòu)和尺寸的重要因素。 關(guān)鍵詞： 納米二氧化硅 溶膠 － 凝膠法 制備 表征 Ⅱ Preparation and Characterization of Silica Nanoparticles Abstract： Nanosilica has large specific surface area . Its surface exists a large number of unsaturated bond and different bonding states of the hydroxyl. Silicon dioxide spherical particles are widely used in many fields of advanced technology, such as photonic crystals, catalyst supports, accurate ceramic material, rubber, coating material, chromatogram packing materials and high polymer posite etc. In this article, nanosilica was prepared by solgel method which used tetraethal orthosilicate as precursor. The most important physical and chemical processes of solgel method is that hydrolysis and condensation reactions will occur into the prase by the sol into a gel, but the hydrolysis reaction and polycondensation reaction is a pair of simultaneous petitive reaction. For a given system, the external conditions affecting the reaction kiics are many, hydrolytic polymerization conditions are the important factors affecting the polymer structure and size. In this paper, the amount of the solvent (water and ethanol), temperature and solution acidity on the impact of the solgel time were discussed. By infrared spectroscopy, Xray diffraction and differential thermal analysis characterized by silica solgel iron load and load Mo. Key words: nanosilica solgel method preparation characterization 1 引 言 納米材料的制備方法多種多樣，且隨著科技的發(fā)展，不斷會(huì)有新的方法被開(kāi)發(fā)出來(lái) 。 80年 代初，隨著納米材料的問(wèn)世， 納 米材料的制備和性質(zhì)的研究已成為科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)極具活力的熱點(diǎn)。 2 第 1 章 緒 論 納米材料 納米材料是指由極細(xì)晶粒組成，特征維度尺寸在納米量級(jí) (1～ l00nm)的固體材料 [1]，是原子物理、凝聚態(tài) 物理、膠體化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和表面、界面科學(xué)等多種學(xué)科交匯而出現(xiàn)的新的學(xué)科?？商岣卟牧系膹?qiáng)度、彈性 ,具有吸附色素離子 ,降低色素衰減的作用等 ,可廣泛應(yīng)用于催化劑載體、橡膠、造紙、塑料、粘結(jié)劑、高檔填料、涂料、光導(dǎo)纖維、精密鑄造等產(chǎn)品中 ,幾乎涉及所有應(yīng)用二氧化硅粉體的行業(yè) 。 4 表 不同原料的二氧化硅的制備方法 原料 制備方法 二氧化硅 機(jī)械粉碎法、氟化法 有機(jī)鹵硅烷（如四氯化碳） 氣相法 、水解法 硅酸鹽（如硅酸鈉） 化學(xué)沉淀法、溶膠凝膠法、固相反應(yīng)法、微乳液法、超重力沉淀法 硅酸酯（如正硅酸乙酯） 溶膠凝膠法、微乳液法 稻殼 熱解法 硅溶膠 噴霧干燥法、沉淀法 硅灰石 溶膠凝膠法 粉煤灰 水解法 硅藻土 沉淀法 煤酐石 沉淀法 高嶺土 煅燒轉(zhuǎn)化法 埃洛石 酸析沉淀法 蛇紋石 凝膠法 鈣基膨潤(rùn)石 噴霧干燥法 蛋白石 酸浸法 納米二氧化硅的制備方法 二氧化硅的制備按工藝可分為干法和濕法兩大類(lèi)。同時(shí)在反應(yīng)室中輸人一種保護(hù)氣體 。為了能夠達(dá)到理想的效果 ,配制微乳液所選取的表面活性劑的 HLB(親水親油平衡值 )應(yīng)該與微乳液中油相的 HLB相匹配 ,同時(shí) ,綜合運(yùn)用多種表面活性劑可使微乳液更加穩(wěn)定 [9]。該工藝的分析結(jié)果表明 :選擇適當(dāng)?shù)?R(水與表面活性劑量比 )和 h(水與正硅酸乙酯量比 )，可以合成具有無(wú)定形結(jié)晶的疏松球形納米級(jí) SiO2粒子，且反應(yīng)后處理較簡(jiǎn)便。所以 ,目前制備納米二氧化硅的研究主要為堿性催化 ,吸附性能更優(yōu)越的酸性納米二氧化硅的研究較少。 陳小泉 [14]等在非極性有機(jī)溶劑中 ,利用 乙酸和醇在沒(méi)有酸性催化劑下發(fā)生酯化反應(yīng) ,然后 TEOS被限制在酯化生成水的水滴反應(yīng)單元中充分水解 ,形成單分散納米二氧化硅粒子 ,再經(jīng)真空蒸發(fā)即可得成品。采用超重力法制備的納米二氧化硅粒子大小均勻，平均粒徑小于 30 nm。稻殼在高溫、高壓、氧化性的酸性介質(zhì)中， 絕大部分 有機(jī)物可分解，微量金屬元素可變成可溶性離子去除。 對(duì)納米二氧化硅表面改性的機(jī)理是基于納米二氧化硅表面存在有羥基 ,相鄰羥基彼此以氫鍵結(jié)合 ,孤立的氫原子正電性強(qiáng) ,易與負(fù)電性原子吸附 ,與含羥基化合物發(fā)生脫水縮合 9 反應(yīng) ,與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng) ,與環(huán)氧化合物發(fā)生酯化反應(yīng)等。例如 ,可參與制造應(yīng)用于醫(yī)院和家庭內(nèi)墻的抗菌防污涂料；應(yīng)用于需要紫外線屏蔽的物品；場(chǎng)所的抗紫外線涂料；應(yīng)用于防水耐腐蝕涂料；應(yīng)用于抗刮擦丙烯酸涂料；應(yīng)用于隱形飛機(jī)；隱形軍艦等國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域及其它需要電磁波屏蔽場(chǎng)所的吸波隱身涂料。改性后的疏水納米二氧化硅還可以用來(lái)生產(chǎn)嚴(yán)格避水的光纖填充料 [26]。使用醇鹽的 優(yōu)勢(shì)在于它不會(huì)引入額外的無(wú)機(jī)離子，使制備工藝簡(jiǎn)化，便于制備高純度的材料。 在 本章中 SiO2氣凝膠制備方法研究中，采用溶膠 凝膠法制備濕凝膠，選用稀硝酸作催化劑，并對(duì)成膠特性及影響因素進(jìn)行研究。使用天津光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的FW4A 型壓片機(jī)進(jìn)行壓片，背景樣品為 KBr。 乙醇用量對(duì)凝膠時(shí)間的影響 乙醇的用量會(huì)影響到凝膠化時(shí)間，用量少凝膠化時(shí)間短，但是聚合效果不好，用量大，長(zhǎng)時(shí)間不結(jié)膠，不利于實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，所以適當(dāng)?shù)囊掖剂坑欣趯?shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。 表 溫度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響（ pH=3,Ethanol/TEOS=5） Table The effect of temperature to gel time（ pH=3,Ethanol/TEOS=5） 樣品號(hào) 溫度（ ℃ ） 凝膠化時(shí)間 (h) B1 30 20 B2 40 10