【正文】 Interface Scilence, 2020 (10) : 102110. [12] 王玉琨，鐘浩波，吳金橋 .微乳液法制備條件對納米 SiO2粒子形貌和粒徑分布的影響 [J].精細化工，2020, 19(8): 4664 68. [13] 張立德，張彪 . 一種尺寸可控納米二氧化硅的制備方法 [P]. CN 1117022, 19960221. [14] 賈宏 , 郭鍇 , 郭奮 ,等 . 用超重力法制備納米二氧化硅 [J]. 材料研究學(xué)報 , 2020, 15 (1) : 120124. [15] 陳小泉 ,劉煥彬 ,古國榜 . 單分散酸性納米二氧化硅的合成新方法 [J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用 , 2020,16(1) : 23～ 26. [16] 賈宏 , 郭鍇 , 郭奮 ,等 . 用超重力法制備納米二氧化硅 [J]. 材料研究學(xué)報 , 2020, 15 (1) : 120124. [17] 何清玉 ,郭鍇 ,趙柄國 ,等 . 超重力法制備超細二氧化硅及影響因素的研究 [J]. 北京化工大學(xué)學(xué)報 ,2020, 33 (1) : 1619. [18] 劉景春 ,韓建成 .跨世紀高科技材料一員 —— 納米 SiO2[J]. 涂料工業(yè) ,1998,（ 1） :3435. [19] 蘇學(xué)軍 ,鄭典模 .納米 SiO2的應(yīng)用研究進展 [J]. 江 西化工 ,2020,（ 1） :610. [20] 陳國新 ,趙石林 .納米 UV屏蔽透明涂料的研制 [J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝 ,2020,（ 3） :13. [21] 邊蘊靜 .納米材料在涂料中的應(yīng)用 [J]. 化工新型材料 ,2020,29（ 7） :3132 . 22 [22] 蔡亮珍 ,楊挺 .納米 SiO2 在高分子領(lǐng)域中的應(yīng)用 . 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用 ,2020,14(6):2022 . [23] 于愛萍 .白炭黑的新用途 . 特種橡膠制品 ,1994,15(1):44. [24] 云澤擁 .二氧化硅制備工藝的功能化發(fā) 展 . 天津化工 ,2020,(4):45. [25] 李株 .氣相法白炭黑的應(yīng)用 . 化工新型材料 ,2020,29(7):2223. [26] 彭長征 ,佘萬能 ,陳瑞斌 .氣相白炭黑在光纖光纜填充材料中的應(yīng)用 .光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù) ,1995,(5):4545. 。 21 參考文獻 [1] 張立德，牟季美 .納米材料和納米結(jié)構(gòu) [M].北京 :科學(xué)出版社 , 2020. [2] 吳慶生 ,鄭能武 .分子自組裝與納米材料的制備 [J].化學(xué)世界 ,1995,5:233235. [3] Zilg C, Reichert P, Dietsche. Plastics and Rubber Nano Composites Based upon Layered Silicates[J]. Kunstsoffe Plast Europe,1998,88(10):1812. [4] 王永康 ,王立 . 納米材料科學(xué)與技術(shù) [M]. 杭州 :浙江大學(xué)出版社 , 2020. [5] 蔡亮珍，楊挺 .納米二氧化硅在高分子領(lǐng)域中的應(yīng)用 [J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用， 2020, 14(6)。當(dāng)在其他條件不變的情況下，調(diào)節(jié)溫度分別為 30， 40，50， 60， 70， 80 時，得出 溫度的上升會引起凝膠時間變 短， 由于溫度的升高加速了反應(yīng)的進行，但是時間過短， SiO2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強化不好，時間過長，又不利于實際應(yīng)用 ，所以 40℃下老化比較適宜 。 當(dāng) pH10，凝膠產(chǎn)生時間明顯過長 。 當(dāng) 實驗確定 TEOS : Ethanol : Water = 1:5:10，調(diào)節(jié) pH分別為 1， 2， 4， 6， 8， 10 時，得出 無催化劑時， TEOS 水解緩慢，而稀硝酸的加入， H+離子促進了 TEOS 的水解反應(yīng)，因此凝膠化時間縮短。 20 結(jié) 論 本論文研究了 溶劑（水和乙醇）的用量，溫度及溶液酸度對溶膠凝膠化時間的影響 。位置出現(xiàn)尖銳晶體特征峰，應(yīng)該是 MoO3特征峰。 10 20 30 40 50 60 702 ? ? ? ?ab 圖 Mo/SiO2催化劑的 XRD譜圖 Fig. XRD spectra of 15% Mo content Mo/SiO2 catalyst (a) SiO2, (b)15%Mo/SiO2 19 從圖 中可以看出， a 譜線為 SiO2的 XRD 譜圖， b 譜線為 SiO2負載 Mo 后的 XRD譜圖， MoSiO2催化劑在 2θ=23176。 SiOSi中化學(xué)鍵的振動在大約是 1089 cm1的位產(chǎn)生一個很強的吸收帶。而在 1639 cm1可以看到一個弱的 OH彎曲振動產(chǎn)生的吸收帶。 Mo/SiO2 催化劑 XRD、 IR 表征 分析 4000 3500 3000 2500 2020 1500 1000 500Transmission(%)W av enum ber(c m1)ab345216411639345010891083796796 圖 Mo/SiO2催化劑的 IR譜圖 Fig. IR spectra of 15% Mo content Mo/SiO2 catalyst (a) SiO2, (b)15%Mo/SiO2 使用傅立葉變換紅外儀，對產(chǎn)品進行紅外光譜分析，光譜圖見圖 。 10 20 30 40 50 60 702 ? ? ? ?ab 圖 Fe/SiO2催化劑的 XRD譜圖 XRD spectra of 10% Fe content Fe/SiO2 catalyst (a) SiO2, (b)10%Fe/SiO2 從圖 Fe/SiO2催化劑在 2θ=23176。 Fe/SiO2 催化劑 XRD、 IR 表征 分析 4000 3500 3000 2500 2020 1500 1000 500Transmission(%)W av enum ber(c m1)ab345216411089796108080216413473 圖 Fe/SiO2催化劑的 IR譜圖 IR spectra of 10% Fe content Fe/SiO2 catalyst (a)SiO2, (b)10%Fe/SiO2 從圖 可知， SiOSi 中化學(xué)鍵的振動在大約是 1089 cm1的位產(chǎn)生一個很強的吸收帶。所以在堿性條件下，溶液往往會產(chǎn)生混濁，大量硅酸的沉淀以及 SiO2 膠體顆粒的生成對溶膠網(wǎng)絡(luò)的形成很不利。在堿性條件下， OH 離子使 TEOS 迅速發(fā)生水解反應(yīng)，并產(chǎn)生硅酸沉淀。實驗確定 TEOS : Ethanol : Water = 1:5:10，實驗結(jié)果列于表 。用酸作催化劑制備的氣凝膠在超臨界干燥時經(jīng)常出現(xiàn)較大的收縮，并且透明性比用堿作催化劑制備的氣凝膠要差。由于這個原因，反應(yīng)須加入酸或堿催化劑，使用的催化劑的量和種類，會對最終的氣凝膠產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)及物理性能產(chǎn)生重要影響。因此考慮到反應(yīng)速度等因素，本實驗選用水解度為10~20。這是由于過量的水促進了水解反應(yīng)速度。 當(dāng)水量較大時，使得鏈狀聚合物中剩余的 OC2H5基團水解，得到具有支鏈的或三度空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，因此凝膠化時間縮短。由于在水解反 16 應(yīng)中，正硅酸乙酯 Si(OC2H5)4 中的一個 OC2H5 基團被 OH 取代后，剩余的 OC2H5 基團反應(yīng)活性低于開始時被取代的那個 OC2H5基團。實驗中，固定溶液 pH=3，摩爾比 Ethanol/TEOS=。用摩爾比 H2O/TEOS（水解度）表示加水的相對量，實驗結(jié)果列于表 。這是由于溫度的升高加速了反應(yīng)的進行，但是時間過短， SiO2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強化不好，時間過長，又不利于實際應(yīng)用，所以 40℃ 下老化比較適宜。 表 為老化溫度對凝 15 膠化時間的實驗數(shù)據(jù)。由于氣凝膠能基本保持其在凝膠態(tài)時的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變，因此可以通過改變乙醇的用量來調(diào)節(jié)所期望的氣凝膠的密度，雖然使用過量的水也有類似的作用，但由于過多的水會因為與 TEOS 不完全互溶而沉于容器底部，所以不宜采用。這是由于乙醇對溶液有稀釋作用，聚合物形成的網(wǎng)絡(luò)也相對比較稀疏。 乙醇用量對凝膠化時間的影響 如表 所示。本 章研究了溶劑（水和乙醇）的用量，溫度及溶液酸度對溶膠凝膠化時間的影響。 14 第 3 章 結(jié)果與討論 各種因素對制備二氧化硅氣溶膠的影響 溶膠 凝膠方法最主要的物理化學(xué)過程是由溶膠變成凝膠的階段要發(fā)生水解縮聚 反應(yīng)，而水解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)是一對同時進行的競爭反應(yīng)。 在催化劑的制備中使 用鉬酸銨水溶液緩慢滴加到正硅酸乙酯的醇溶液中 ，制備Mo/SiO2催化劑。掃描參數(shù)為：掃描次數(shù) 32；掃描范圍 350~7800 cm1； 分辨率 ： 優(yōu)于 cm1 。 （ 2） 紅外光譜掃描 （ IR） 實驗 在美國 PerkinElmer 公司 紅外光譜儀上進行 IR 掃描。 （ 1）多晶 X 射線衍射實驗 （ XRD） 在北京普析 MASAL XD3 型 X 射線衍射儀上進行 XRD 測試，實驗參數(shù)為： Cu Kα輻射，管壓 36KV，管流 20mA，帶石墨單色器，連續(xù)掃描，掃描速度 4176。將凝膠放置在干燥箱內(nèi)，空氣氣氛下 120℃ 干燥 12 h。 溶膠凝膠法制備 SiO2負載金屬 （ Fe、 Mo） 催化劑性能的研究表征 稱取一定量的金屬鹽（ AR）溶于 15ml 去離子水中，然后加入 mol/L 檸檬酸 18ml調(diào)節(jié) pH 值在 2~3 之間；分別量取 21 ml 正硅酸乙酯和 22 ml 無水乙醇，制成正硅酸乙酯的醇溶液。 制備工藝的選擇 溶膠 凝膠法在材料的化學(xué)合成中有其獨到的優(yōu)越性，特別是在 SiO2 氣凝膠的制備工