银纳米晶TiO2有序多孔膜；Si掺杂TiO2气凝胶

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银纳米晶TiO2有序多孔膜；Si掺杂TiO2气凝胶

以单分散聚苯乙烯（PS）微球为原料，水为稀释溶剂，利用垂直沉降法制备出多层Ps球有序阵列模板。采用溶胶—凝胶法制各TiO2溶胶，并用胶晶模板法制备出锐钛矿型TiO2有序多孔薄膜。然后将金属银纳米晶掺入多孔膜骨架中制备出含银纳米晶的TiO2有序多孔发光薄膜。分析了掺银的TiO2有序多孔膜的形貌与结构，并研究了掺银的TiO2有序多孔膜吸附罗丹明B及量子点CdSc荧光物质的荧光性能。结果表明：掺银的TiO2薄膜基本呈现多孔结构并保留有的有序性。有序多孔骨架中银纳米晶的表面荧光作用可荧光物质的荧光性能，从而扩展了TiO2有序多孔薄膜在生物信息探测、光信息处理领域的应用。

纯硅气凝胶对于2~8μm的红外辐射具有穿透性，且其本身机械性能差，因此不能单作为高温热材料使用。通过掺杂TiO_2和硅酸铝纤维，地降低了红外透过率，并且了机械强度，有望成为一种轻质高温热材料。 采用廉价的水玻璃为硅源，结合SiO_2气凝胶的溶胶凝胶制备工艺，通过掺杂TiO_2地降低了红外透过率。具体研究了TiO_2的添加量及添加工艺，pH值对整个制备工艺的影响，硅烷偶联剂对TiO_2分散工艺的改进，结果表明TiO_2经过声分散后被均匀分散到溶胶溶液当中，分散时间和分散频率的控制对SiO_2气凝胶的孔结构及TiO_2的分散程度重要，确定200kHz分散1min为佳分散工艺；TiO_2的掺入对SiO_2气凝胶的密度影响较大，掺量过小又起不到阻挡红外辐射的作用，根据红外透过率曲线发现掺量为5%与8%的很接近，但密度却小很多，因此终掺量5%；pH值可以控制溶胶的水解和缩聚速率，对孔结构的形成重要，实验研究了TiO_2引入对pH值的影响，发现TiO_2对溶胶的pH值影响不大；硅烷偶联剂由于既含有疏水基团，又含有亲水基团，它可以起到连接有机材料和无机材料的作用，通过用硅烷偶联剂对TiO_2经行表面改性，可以TiO_2的分散性，减少团聚，同时硅烷偶联剂还有诱导SiO_2纳米粒子定向生长的作用，控制孔结构的作用，通过实验发现当硅烷偶联剂含量为70w%时比表面积为497.23m2/g，累积孔体积1.8993ml/g，平均孔直径37.51nm，累计孔面积399.62m2/g，孔结构为介孔。 由于硅酸铝纤维略显碱性，引入溶胶后会升高溶胶的pH值，因此在引入前溶胶溶液的pH值应该保持一个较低的值，根据实验引入硅酸铝纤维前溶胶的pH应值在4.5左右为宜；在实验中发现，纤维毡厚度对制备过程的影响较大，而纤维毡的厚度影响到老化、交换、修饰等工艺的进行，控制毡的厚度可以控制后续工艺的目的，通过纤维毡厚度实验可以看出，随着厚度的增加密度会出现增大的趋势，并伴随着黄块的出现，当厚度过1cm时密度开始急剧上升，终选择1cm为硅酸铝纤维毡厚度的大上线；通过老化工艺的调整，掌握了老化时间的影响，老化时间不足会造成孔结构的塌陷，不利于形成低密度的气凝胶，老化时间长延长实验周期且浪费资源，当先用正硅酸乙酯老化2d，再用无水老化2d可以满足老化要求，得到密度较小的硅酸铝纤维复合气凝胶毡；修饰工艺之后在气凝胶的孔结构中还残留有部分水和HCl，通过进一步交换可以残留的水和HCl干净，有利于干燥过程的进行，实验表明将正己烷与无水按9:1配合交换好，得到的硅酸铝纤维复合气凝胶毡的密度为0.1627g/cm3，导热系数为0.02818w/(m K)。

温馨提示：西安齐岳生物供应产品用于科研，不能用于人体（zhn2020.03.13）