納米金紅石型TiO2-SiO2的制備及改性研究.pdf

1、近年來，全國各地屢屢報道高空墜樓的“瓷磚雨”砸車傷人的事故，嚴重威脅城市居民的人身安全。自1997年以來，一些省市紛紛出臺相關規(guī)定，禁用石材類建筑外墻用磚，因此，開發(fā)具有裝飾性好、自清潔能力強、耐候性好、成本低的多功能外墻裝飾材料逐漸成為該領域的研究熱點。但是，國內生產的外墻涂料存在裝飾性和耐候性差的缺陷，也不具備自清潔功能，難以真正替代石材類外墻裝飾材料。而要想制備具有自清潔能力、耐候性好的外墻裝飾材料，超疏水表面涂層的制備是關鍵。<

2、br>　　目前，制備超疏水表面的主要方法是先構建具有微納分層粗糙結構的表面，然后采用低表面能物質（硅烷偶聯劑、含氟樹脂等）對表面進行超疏水改性。構建微納分層粗糙結構常用的無機納米材料包括ZnO、TiO2、Co3O4、SnO2、SiO2等。
　　本論文在參照前人研究的基礎上，采用兩種改進的簡單方法成功構建了無機復合氧化物納米顆粒組成的微納分層結構，通過硅烷偶聯劑及含氟化合物改性處理獲得疏水及雙疏性能優(yōu)異的納米材料。
　　本論文

3、分為五部分，每一部分的介紹如下:
　　第一章文獻綜首先總結了自然界中常見的超疏水表面及超疏水表面潤濕的基本理論。綜述了超疏水表面的制備方法及應用，進一步提出了構建粗糙微納結構的技術，同時提出了超疏水表面制備中存在的問題，在此基礎上提出了本課題的研究意義及研究內容。
　　第二章實驗部分介紹了實驗所用的試劑及儀器，金紅石型TiO2-SiO2的制備、疏水及雙疏改性研究及性能的表征方法。
　　第三章以鈦酸異丙酯(TTIP)為鈦

4、源，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，采用改進的溶膠-凝膠法制備了TiO2-SiO2氣凝膠，在不同溫度下進行煅燒處理，探究了制備高比表面積的納米金紅石型TiO2-SiO2的最佳條件，然后以三甲基氯硅烷(TMCS)為改性劑對金紅石型TiO2-SiO2進行改性處理，并使用X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、比表面積分析(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、原子力顯微鏡(AFM)、水接觸角測試(WCA)表

5、征對制備的TiO2-SiO2的晶型結構、形貌和疏水性能進行了表征。結果表明，當鈦硅摩爾比為5∶1時制得的氣凝膠在1100℃煅燒及TMCS改性后，所制備的金紅石型納米TiO2-SiO2的比表面積大，疏水性能優(yōu)異，其比表面積達348m2·g-1，水接觸角達到154.7°。
　　第四章以硫酸氧鈦為鈦源，硅酸鈉為硅源，通過改進的快速水解沉淀法制備了TiO2-SiO2復合氧化物。通過正交實驗研究了鈦硅摩爾比及煅燒溫度對復合氧化物的粒徑及晶相

6、結構的影響，以三甲基氯硅烷(TMCS)和NH4F為改性劑分別對納米金紅石型TiO2-SiO2進行改性處理，利用X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜O、比表面積分析(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、原子力顯微鏡(AFM)、接觸角測試(CA)表征分別測試分析了TiO2-SiO2的晶相結構、表面形貌和疏水及雙疏性能，結果表明，鈦硅摩爾比為5∶1的TiO2-SiO2在800℃煅燒后就獲得金紅石型的復合材料，經T