層狀絹云母表面無(wú)機(jī)納米膜的構(gòu)筑及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料具有特殊電、磁、光學(xué)性質(zhì)，在集成電路、傳感器、光濾波器、化妝品、塑料、油墨、涂料等許多領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料的研究越來(lái)越受到關(guān)注。本論文運(yùn)用X射線(xiàn)粉末衍射(XRD)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)等技術(shù)分析了層狀絹云母無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料表面納米膜結(jié)構(gòu)，采用掃描電子顯微鏡(SEM)分析了無(wú)機(jī)納米膜的形貌，研究了層狀絹云母表面無(wú)機(jī)納米膜成膜機(jī)理，采用CIE光學(xué)體系分析了層狀絹

2、云母無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料的光學(xué)性質(zhì)，研究了層狀絹云母無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系。
　　 采用液相沉積法與La3+摻雜相結(jié)合，制備了絹云母鈦無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)體系中不存在La3+時(shí)，銳鈦礦型二氧化鈦納米膜通過(guò)Ti-O-Si鍵和Ti-O-Al鍵結(jié)合在絹云母表面，當(dāng)反應(yīng)體系中存在La3+，在銳鈦礦型二氧化鈦納米顆粒生長(zhǎng)過(guò)程中，二氧化鈦表面形成Ti-O-La鍵，促使生成小粒徑的二氧化鈦納米顆粒，La

3、3+通過(guò)La-O-Al鍵和La-O-Si鍵結(jié)合在絹云母表面，且絹云母表面上的Al3+優(yōu)先與La3+成鍵，二氧化鈦納米膜通過(guò)Ti-O-Si鍵結(jié)合在絹云母表面，La3的存在提高了二氧化鈦納米顆粒在層狀絹云母表面上的分散性與均勻性，體系中存在La3+制得的絹云母二氧化鈦納米膜復(fù)合材料具有較高的光散射指數(shù)。
　　 采用液相沉積法與轉(zhuǎn)晶劑結(jié)合技術(shù)制備了絹云母金紅石型二氧化鈦納米膜復(fù)合材料。在反應(yīng)體系中添加Sn4+后，Sn4+離子取代了二氧

4、化鈦晶格中的Ti4+離子。由于金紅石型TiO2與二氧化錫都為四方晶體結(jié)構(gòu)，且具有相似的晶胞參數(shù)，因此，二氧化錫微晶作為二氧化鈦直接由無(wú)定型向金紅石型轉(zhuǎn)化的晶種，誘導(dǎo)金紅石型納米二氧化鈦的生成。同時(shí)，Sn4+離子通過(guò)Al-O-Sn鍵和Si-O-Sn鍵結(jié)合在絹云母表面，二氧化鈦納米包覆層通過(guò)Ti-O-Sn鍵結(jié)合在絹云母表面。相對(duì)于層狀絹云母基底，絹云母金紅石型二氧化鈦納米膜復(fù)合材料具有較高的光散射系數(shù)，且與體系中不存在Sn4+時(shí)制得的絹云母

5、銳鈦礦型二氧化鈦納米膜復(fù)合材料相比，體系中存在Sn4+制得的樣品具有較高的光散射指數(shù)。
　　 采用液相沉積法，以絹云母為基底，氯化鐵、硝酸鉍、硝酸鈷、硝酸鋁等為無(wú)機(jī)納米膜前驅(qū)體，構(gòu)筑了氧化鐵、氧化鉍與偏鋁酸鈷層狀絹云母無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料。氧化鐵在絹云母表面形成了致密而均勻的納米包覆膜，并通過(guò)Fe-O-Si鍵和Fe-O-Al鍵結(jié)合在絹云母表面。片狀氧化鉍及片狀偏鋁酸鈷垂直結(jié)合在絹云母表面形成納米膜包覆層，分別通過(guò)Bi-O-Si、B

6、i-O-Al和Co-O-Si、Al-O-Si鍵結(jié)合在絹云母表面。制得的著色無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料的光學(xué)性質(zhì)不僅與納米膜的厚度有關(guān)，還與無(wú)機(jī)著色納米膜的形貌密切相關(guān)。
　　 采用液相沉積法，以金紅石型云母鈦為基底，氯化鐵、硝酸鉍、硝酸鈷、硝酸鋁為無(wú)機(jī)納米膜前驅(qū)體，構(gòu)筑了氧化鐵，鈦酸鉍與偏鋁酸鈷層狀絹云母鈦無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料。氧化鐵在絹云母鈦表面形成了致密而均勻的納米膜包覆層，并通過(guò)Fe-O-Ti鍵結(jié)合在絹云母鈦表面。片狀鈦酸鉍及片狀偏

7、鋁酸鈷垂直結(jié)合在云母鈦表面形成納米膜包覆層，片狀鈦酸鉍2與片狀偏鋁酸鈷分別通過(guò)Bi-O-Ti和Co-O-Ti、Al-O-Ti鍵結(jié)合在云母鈦表面。制得的著色無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料中無(wú)機(jī)納米膜的厚度與形貌影響復(fù)合材料的光學(xué)性質(zhì)。
　　 本論文的研究結(jié)果表明，絹云母基底無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料表面結(jié)構(gòu)、形貌與光學(xué)性質(zhì)與無(wú)機(jī)納米膜材料物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。研究結(jié)果對(duì)層狀絹云母表面無(wú)機(jī)納米膜的構(gòu)筑具有理論指導(dǎo)意義。絹云母無(wú)機(jī)納米膜復(fù)合材料具有替代耐候性