超声波对沉淀二氧化硅的分散解聚研究

超声波在制备纳米材料中的应用研究近年来，纳米材料因其独特的物理、化学和生物学特性备受关注。

制备纳米材料的方法众多，而超声波法是其中一种得到广泛应用的方法。

该方法具有无需使用有机溶剂、低温、高效、易于实现等优点，因此备受青睐。

本文将介绍超声波在制备纳米材料中的应用研究。

一、超声波介绍超声波在物理学中特指频率高于20kHz的声波。

不同于普通声学，在物质中产生局部区域的极高压力和温度。

声波在超声波设备中通过振动水或其他溶液来形成。

在声波通过溶液时，其中每个分子都随着声波分别上下振动，形成一种可人耳听到的声音。

随着声波强度的升高，溶液中发生很多化学反应，使得溶液发生变化。

二、超声波制备纳米材料的原理及方法超声波制备纳米材料的原理是通过声波的剧烈振动，撕裂固体材料或液态物质，从而得到纳米颗粒。

超声波制备纳米材料的原理简单，但是实际操作过程不易控制，一些调查表明，超声波声场的振幅和波长会影响纳米粒子的大小和分布。

因此，在实践中，通过调整声场频率、声场振幅和溶液浓度，来控制纳米颗粒的大小和分布。

超声波制备纳米材料的方法主要分为两种：一是直接超声辐射纳米材料，将固态或液态原料直接暴露于声场中进行超声波加热、分解；二是超声波辅助法，也称为超声波处理法，是指在纳米材料的制备过程中，通过加入超声波来改善原材料分解、沉淀和结晶的过程。

两种方法的区别在于前者使用超声波构筑纳米颗粒，而后者则通过超声波加速纳米颗粒的形成过程。

三、超声波制备纳米材料的应用超声波制备纳米材料的应用范围广泛，包括催化剂、电极材料、生物医学、环境保护等。

以下将从催化剂、电极材料两方面给出具体例子。

催化剂催化剂是用于加速化学反应的物质。

通常，高质量的催化剂需要具有高阳极活性和低反应温度/环境。

超声波方法制备金属氧化物制备成的催化剂具有高载荷和结构简单等特点。

特别是，超声波法还可用于制备有特殊形状的催化剂，如桶形、花状、球形等。

电极材料电极材料用于电池和超级电容器的生产中。

利用超声波和化学淀积技术制备NiO薄膜的研究随着现代科技的不断发展，各种新材料的研究成为了当今的热点话题。

针对材料制备技术，超声波和化学淀积技术因其优越的技术特性和制备效果受到了人们的广泛关注。

其中，利用超声波和化学淀积技术制备NiO薄膜是一个备受关注的研究领域，其目的是通过这种制备方式来获得高质量、优良性能的NiO薄膜，从而在电子元器件、光催化、光电池等方面得到广泛应用。

1. 超声波技术在NiO薄膜制备中的应用超声波技术是将高频机械振动波通过水或其他溶液介质传导到制备介质中，产生液体流动和抗菌作用，从而实现制备过程的加速和效果的提升。

在NiO薄膜制备过程中，使用超声波技术可以将Ni(OH)2沉淀物直接还原为NiO薄膜，并在过程中实现表面微观结构的优化，进一步提高NiO薄膜的性质和稳定性。

2. 化学淀积技术在NiO薄膜制备中的应用化学淀积技术主要是利用化学还原等反应机理将Ni2+离子还原成NiO薄膜。

该技术易于实现和控制，能够减少和避免残留的溶液中物质的影响，并可通过调节溶液中的反应物浓度、pH值等参数来调控NiO薄膜的形貌和性能。

因此，化学淀积技术也被广泛应用于NiO薄膜的制备中。

3. 超声波和化学淀积技术联合制备NiO薄膜的优势和应用将超声波和化学淀积技术同时应用于NiO薄膜的制备过程中，能够发挥两种技术的长处，实现制备过程的快速、高效和优化。

在该制备过程中，超声波将化学反应物与Ni(OH)2沉淀物混合均匀，实现Ni2+离子的溶解，进而通过化学还原机理将Ni2+离子还原成NiO薄膜。

同时，超声波也能够加速Ni(OH)2沉淀物在溶液中的分散、碾磨和退火过程，从而实现NiO薄膜表面的微观结构优化和性能的提升。

因此，超声波和化学淀积技术联合制备NiO薄膜具有制备速度快、效果优良等优点，并在电子元器件、光催化等领域得到广泛应用。

4. 结论综上所述，利用超声波和化学淀积技术制备NiO薄膜是一种前沿的研究领域，该制备技术具有制备速度快、效果优良等优点，并在电子元器件、光催化等领域广泛应用。

超声波分散实验超声波分散是一种分散粒子、分散强度大、可控性好、效率高的力学分散法。

它是一种利用超声处理液体固体悬浮体以及液-液分散形成悬浮液的低敏度的技术。

超声波分散的分散机理是，当超声波在分散介质中传播时，压力在根据声速振荡变化，从而产生一系列流体快速压缩液体，使悬浮的颗粒瞬间破碎而分散。

超声波分散实验通常用于液-液分散和纳米量悬浮体的分散，其粒径范围一般为1~200 μm。

超声波分散实验要求操作环境安静，在操作前，应检查超声发射器性能是否达到规定要求，并进行试验。

超声波分散实验需要使用液体和悬浮体，可以是液-液或纳米量悬浮体，粒径范围一般在1~200 μm之间。

液体用量一般为体积的1~20%，试剂的比例一般为2：1。

超声波分散实验中，一般要求使用恒压调节式发射器（或谐振器），调节杆可进行功率的调节，在实验中选用合适的波形及频率（或功率），振荡能量的选择非常重要，过大的振荡能量会导致温度大约50~90°C，对介质有损害。

在实验中还需要实施预热及恒温控制，以达到分散效率最高。

在超声波分散实验过程中，首先要准备足够的试剂，将液体和悬浮体混合均匀，在容器及超声发射器上装设好电极，并调整功率为设定功率，然后将试剂放入容器中；接着在容器中放入超声发射器，将电源线插入插座，并开机，根据实验需要修改参数设定功率；然后观察试剂是否均匀，如果存在沉淀，将沉淀部分取出，最后可在一定时间内（一般10分钟内）观察分散情况。

超声波分散实验在实验中有很多好处，有效降低了固体悬浮体分散时带来的热影响，实验过程简单，操作安全简单；同时，该方法具有较高的分散效率，可以有效研究液体和载体固体悬浮体的相互作用，保证载体悬浮体的活性和机械强度等性质；此外，发射器的体积小，功耗低，操作方便，可作为液体分散或反应类处理介质的重要工具。

超声波分散纳米二氧化硅的作用
超声波分散是一种常用的纳米材料制备技术，它通过超声波的作用将纳米颗粒分散在溶剂中。

对于纳米二氧化硅来说，超声波分散具有以下作用：
1. 均匀分散，超声波能够产生高强度的机械剪切力和局部的热效应，有助于将团聚的纳米二氧化硅颗粒分散成均匀的分散液，避免颗粒团聚和沉积。

2. 提高稳定性，超声波作用下，纳米二氧化硅颗粒与溶剂分子发生强烈的相互作用，形成一层溶剂分子的包覆层，提高了分散液的稳定性，避免颗粒重新聚集。

3. 提高反应效率，超声波作用下，纳米二氧化硅颗粒表面的活性位点暴露出来，有利于后续的功能化修饰或与其他材料的复合，提高了反应效率。

4. 超声化学效应，超声波还可以引起溶剂中的化学活性增强，促进溶剂中的化学反应，有助于纳米二氧化硅的后续表面修饰或功能化反应。

总的来说，超声波分散对纳米二氧化硅的作用包括均匀分散、提高稳定性、提高反应效率和促进超声化学效应，这些作用使得纳米二氧化硅在材料制备、生物医药、能源储存等领域得到了广泛的应用。

中国科学 B 辑 化学 2005, 35 (4): 331~335 331超声波引发分散聚合反应包覆无机粒子的研究*张 凯①②**傅 强① 黄渝鸿② 周德惠②(① 四川大学高分子科学与工程学院, 成都 610065; ② 中国工程物理研究院结构力学研究所, 绵阳 621900)摘要 首先在超声波场中用表面活性剂对纳米SiO 2粒子进行亲油化处理, 然后在氮气保护下利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用, 在实现纳米SiO 2在反应介质中纳米分散的同时, 引发苯乙烯单体在纳米SiO 2表面进行分散聚合反应, 制备出了SiO 2/PS(二氧化硅/聚苯乙烯)复合粒子, 运用SEM, TEM, XPS, FTIR, TGA, DSC 等测试手段对复合粒子进行了表征. 关键词 超声波 分散聚合 复合粒子2004-12-02收稿, 2005-04-15收修改稿* 中国工程物理研究院结构力学研究所创新基金资助项目(批准号: 04CXJ-07) ** E-mail: zhangkaiw@无机-有机复合粒子兼具无机材料和有机材料的优点, 如在保持有机高分子优良的成膜性、透明性和柔软性的基础上, 又具有无机材料的不燃性、耐擦伤性、耐溶剂性、高硬度等优点, 在粘合剂、生物医学、药物、信息情报、聚合物改性、催化载体、光电子吸收等方面得到广泛运用[1,2].包裹聚合法作为一种制备无机-有机复合粒子的主要方法, 已用于多种无机粒子多种聚合物体系复合粒子的制备. 包裹聚合法的两个难点是无机粒子在聚合介质中的分散和单体在无机粒子表面的聚合. 为使单体在无机粒子表面聚合, 通常要对无机粒子表面进行处理, 如活化、接枝、疏水处理、吸附表面活性剂等, 以确保形成双分子层吸附胶束. 另一方面, 由于超细无机粒子具有高的表面能, 常规方法无法实现无机粒子在反应介质中的良好分散, 需采用新的技术和手段[3,4].Xia 等采用超声波引发乳液聚合反应来制备聚甲基丙烯酸丁酯/SiO 2纳米复合粒子[5]. Bourgeat-Lami 等采用Stober 方法在醇体系中合成出球形纳米SiO 2, 然后在纳米SiO 2表面引发苯乙烯原位分散聚合, 得到了PS/SiO 2复合粒子[6]. 目前, 无机-有机复合粒子的研究已成为热点, 还未见用超声波引发分散聚合体系制备PS/ SiO 2复合粒子的报道. 本文首先在超声波场中用表面活性剂对纳米SiO 2粒子进行亲油化处理, 然后在氮气保护下利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用, 在实现纳米SiO 2在反应介质中纳米分散的同时, 引发苯乙烯单体在纳米SiO 2表面进行分散聚合反应, 制备出了SiO 2/PS(二氧化硅/聚苯乙烯)复合粒子, 运用SEM, TEM, XPS, FTIR, TGA, DSC 等测试手段对复合粒子进行了表征.332中国科学B辑化学第35卷1 实验部分1.1 主要原料苯乙烯(St), 分析纯, 成都化学试剂厂, 经NaOH溶液洗涤后减压蒸馏处理; 偶氮二异丁腈(AIBN), 分析纯, 北京化工厂, 经重结晶处理; 聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP), M w=40000, 分析纯, 天津市津宇精细化工厂; SiO2纳米粒子, 平均粒径为10 nm, 浙江舟山明日纳米材料有限公司; 十二烷基硫酸钠(SDS), 分析纯, 成都化学试剂厂; 无水乙醇, 分析纯, 成都化学试剂厂.1.2 试样制备将配方量的SiO2纳米粒子分散于溶有表面活性剂的去离子水中, 在超声波发生器中分散处理数小时后待用. 在自制超声波反应容器(图1)中, 按一定配比依次加入SiO2纳米粒子、单体、引发剂、分散稳定剂及反应介质, 控制水浴温度恒为25℃, 并通入氮气排除反应容器中的氧气. 30 min后, 开启超声波发生器进行聚合反应, 反应条件为300 W×3.0 h. 反应结束后, 将样品进行超高速离心机离心沉降, 并用无水乙醇反复洗涤下层粒子. 将洗涤好的下层粒子用丙酮抽提24 h后倒入培养皿中, 低温真空干燥即得SiO2/PS复合粒子.图1 超声波反应器示意图1.3 样品表征用重量分析法进行聚合反应动力学研究; 用扫描电镜(日立S-450型)和透射电镜(JEM100-CX型)观测复合粒子的表观形貌及粒径; 用NP-1型X射线光电子能谱仪测定复合粒子表面上无机纳米粒子的含量; 用Nicolet 20SXB-IR型红外光谱仪测试复合粒子的红外光谱; 用Seiko EXSTAR 6000测试复合粒子的DSC曲线; 用Perkin-Elmer型TGA测试复合粒子的热失重曲线.2 结果与讨论2.1 超声波引发分散聚合反应动力学研究图2为几种体系的分散聚合反应的单体转化率图2 单体转化率及聚合反应速率与时间的关系曲线1, PS; 2, SiO2/PS (SiO2未处理); 3, SiO2/PS (SiO2经表面处理)第4期张 凯等: 超声波引发分散聚合反应包覆无机粒子的研究 333和聚合速率曲线, 从图中可知在苯乙烯分散聚合体系中加入未表面处理的SiO 2, 所表现出聚合动力学特征与纯苯乙烯聚合体系相似, 二者在反应开始40 min 左右均出现最大聚合速率, 在反应3.0 h 后单体转化率均达到60%左右. 而在苯乙烯分散聚合体系中加入用表面活性剂处理的SiO 2, 则表现出与前两个聚合体系不同的聚合动力学特征, 该反应体系在反应开始35 min 时出现最大聚合速率, 在反应3.0 h 后单体转化率达到73%. 当苯乙烯分散聚合体系中加入未处理的SiO 2时, 由于SiO 2表面带有大量的羟基, 亲水性强, 苯乙烯单体无法在其表面形成有效地吸附, 苯乙烯单体与SiO 2粒子各自独立存在, 整个体系在聚合过程中仍然表现为苯乙烯单体自身的聚合; 如果将SiO 2粒子在反应开始前先进行表面亲油化处理, 当处理好的SiO 2粒子加入苯乙烯分散聚合体系时, 其表面会通过双分子吸附层吸附大量的单体, 形成苯乙烯单体的富集区, 众多SiO 2粒子成为聚合反应的主要区域, 单体和引发剂的富集使聚合反应速率高于前两个聚合体系. 三个不同的聚合反应体系具有不同的聚合反应动力学特征, 必然导致所制备产物结构的不同.2.2 SiO 2/PS 复合粒子的表观形貌及粒径图3为几种粒子的扫描电镜照片, 图3(a)是超声波引发苯乙烯分散聚合制备的聚苯乙烯微球, 虽然具有较好的球形度和粒径分散性, 但与传统热引发的分散聚合反应制备的聚苯乙烯微球仍有一定差异, 这是由于超声波产生的局部的高温和高压导致了引发热点分布不均匀, 微球生长过程不同造成的. 图3(b)和(c)分别为SiO 2处理前后所制备的复合粒子, 从图中可知, 如果不进行表面亲油化处理, SiO 2表面无法形成有效的聚合物包覆, 纳米SiO 2与聚苯乙烯微球各自独立存在; 而经过处理的SiO 2, 苯乙烯的聚合反应将围绕SiO 2进行, 形成PS/SiO 2核壳型复合粒子. 这种复合粒子平均粒径为 1.56 µm, 表面光滑无明显缺陷, 微球与微球之间分散性很好, 几乎无游离的纳米SiO 2存在, 成功实现了无机SiO 2的PS 有机包覆.图4为SiO 2/PS 复合粒子的TEM 照片. 由于SiO 2/PS 复合粒子的粒径较大, 透射光无法完全透过粒子而成像, 因此对SiO 2/PS 复合粒子的内部结构无法清晰表征. 但是从粒子相互接触的边缘地带, 可以隐约地看到粒子内部确实分布有较小的颗粒(SiO 2纳米粒子).2.3 SiO 2/PS 复合粒子的红外光谱分析图5为SiO 2/PS 复合粒子的红外光谱图, 表1为主要红外特征吸收峰的归属. 从图中可以看出, SiO 2/PS 复合粒子的红外光谱中同时具有PS 和SiO 2的特征基团吸收峰, 有效地实现了无机SiO 2粒子与有机PS 的复合.图3 粒子的SEM 照片(a) PS; (b) SiO 2/PS (SiO 2未处理); (c) SiO 2/PS (SiO 2经表面处理)334中国科学B辑化学第35卷图4 SiO2/PS复合粒子的TEM照片图5 粒子的红外光谱图1, PS粒子; 2, 纳米SiO2粒子; 3, SiO2/PS复合粒子表1 SiO2/PS 复合粒子的红外特征吸收峰归属波数/cm归属－OH3025 =C－H2922 －CH2－1451, 1492, 1600 －C6H5755, 698 －C6H51664, 1094 Si－O2.4 SiO2/PS复合粒子的能谱分析图6为SiO2/PS复合粒子的XPS谱图, 每种元素的结合能位置基本上没有变化. 通过分析表面元素的含量可知, SiO2/PS复合粒子表面的C/Si原子数比为80/1, 而按照聚合体系中SiO2纳米粒子添加量为图6 SiO/PS复合粒子的XPS谱图2第4期张 凯等: 超声波引发分散聚合反应包覆无机粒子的研究 335图7 SiO 2/PS 复合粒子的TGA 及DSC 曲线1, PS 粒子; 2, SiO 2/PS 复合粒子10%计算, C/Si 原子数比为54/1, 以单体转化率为70%考虑, 则C/Si 原子数比为38/1. 这说明SiO 2纳米粒子主要位于SiO 2/PS 复合粒子的内部, 表面存在少量的SiO 2纳米粒子.2.5 SiO 2/PS 复合粒子的热性能分析图7为SiO 2/PS 复合粒子的TGA 和DSC 测试曲线, 从TGA 曲线中可以看出, 在300℃以前, SiO 2/PS 复合粒子失重很小, 体系中低分子物质和杂质较少; 当温度高于300℃时, PS 开始发生热分解, 随着温度的升高, PS 含量逐渐减少, T =450℃时, PS 的热分解结束, 体系中剩余的量为SiO 2的质量, 占7.41%. 以初始添加量(SiO 2的质量为体系总质量的10%)计算, 则SiO 2/PS 复合粒子中复合率为66.7%. 从DSC 曲线中可以看出, SiO 2/PS 复合粒子出现玻璃化转变的温度较纯PS 的低一些, 原因有待进一步研究.3 结论(ⅰ) 利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用, 在实现纳米SiO 2在反应介质中纳米分散的同时, 引发苯乙烯单体在纳米SiO 2表面进行分散 聚合反应, 制备出了SiO 2/PS(二氧化硅/聚苯乙烯)复合粒子.(ⅱ) SiO 2/PS 复合粒子呈球形, 表面光滑, 无缺陷, 无明显的小颗粒(SiO 2纳米粒子)存在, 粒径分布基本均匀. SiO 2纳米粒子主要位于SiO 2/PS 复合粒子的内部, 表面存在少量的SiO 2纳米粒子. SiO 2/PS 复合粒子实现了无机SiO 2粒子与有机PS 的复合, 复合率为66.7%.参 考 文 献1 梁治齐. 微胶囊技术及其应用. 北京: 中国轻工业出版社, 2001. 123~1452 曹同玉, 刘庆普, 胡金生. 聚合物乳液合成原理、性能及应用. 北京: 化学工业出版社, 2002. 210~2253 柯扬船. 聚合物-无机纳米复合材料. 北京: 化学工业出版社, 2003. 45~484 李克友, 张菊华, 向福如. 高分子合成原料及工艺学. 北京: 科学出版社, 1999. 163~1705 Hesheng Xia, Qi Wang. Study on ultrasonic induced encapsulating emulsion polymerization in the presence of nanoparticles. Appl Polym Sci, 2001, 80: 1130~11366 Bourgeat-Lami E, Lang J. Encapsulation of inorganic particles by dispersion polymerization in polar media. J Colloid Interface Sci, 1998, 197: 293~314。

超声波技术在水处理中的研究进展
首先，超声波技术可以有效地去除水中的悬浮物和混浊物。

通过超声波的作用，水中的颗粒物可以受到声波的冲击和剪切力，使其在液体中分散和破碎，从而达到去除悬浮物和降低水质浑浊度的效果。

研究表明，超声波技术可以高效地去除水中的悬浮物，并且与传统的水处理方法相比，具有更好的效果和更低的能耗。

其次，超声波技术还可以用于污泥处理。

在传统的污泥处理过程中，常常需要添加化学药剂来改变污泥的性质以实现脱水。

而超声波技术可以通过声能的作用，有效地改变污泥中颗粒的分散状态，使其更易于脱水。

研究发现，使用超声波技术处理污泥能够大幅提高其脱水效率，并且减少了对化学药剂的需求。

此外，超声波技术还可以用于水中微生物的杀灭。

超声波的高能量可以破坏微生物细胞壁，使其死亡，从而实现对水中微生物的杀灭。

研究发现，超声波技术可以高效地去除水中的细菌、病毒等微生物，对于防止水中病原体的传播具有重要作用。

最后，超声波技术还可以用于水中溶解气体的去除。

通过超声波的作用，溶解在水中的气体可以从液体中释放出来，并通过气体泡的形式被带出水体，从而实现去除水中溶解气体的目的。

研究发现，超声波技术可以有效去除水中的溶解气体，对于提高水质具有积极的影响。

综上所述，超声波技术在水处理中的应用得到了广泛研究和应用。

通过超声波的作用，可以实现水质净化、污泥处理、微生物杀灭以及溶解气体去除等目的。

随着研究的不断深入和技术的不断发展，相信超声波技术在水处理领域的应用将会越来越广泛，并且会取得更好的效果。

沉淀·超声法制备纳米二氧化硅摘要：在化学沉淀超声分散条件下，研究了体系pH值、表面活性剂种类、分散剂用量、干燥方式、超声分散等因素对产物纳米二氧化硅粒径的影响。

通过实验确定了沉淀，超声法制备纳米二氧化硅的最佳工艺条件。

采用XRD、TG-DTA 及激光粒度仪等测试手段对产物进行了表征。

结果表明：在最佳工艺条件下制得了粒径为40nm的二氧化硅粉体。

研究表明，沉淀，超声法是一种制备纳米二氧化硅的简单的新方法。

所得粉体粒径小，粒径分布窄，实验条件要求低，操作简便、易行，便于工业化生产。

关键词：二氧化硅；制备；沉淀，超声法纳米二氧化硅为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。

微结构为球形，呈絮状口网状的准颗粒结构。

它具有独特性质，如纳米二氯化硅具有对抗紫外线的光学性；它还可提高材料的抗老化性和耐化学腐蚀性；将纳米二氧化硅分散材料中，可提高材料的强度、弹性；它还具有吸附色素离子、降低色素衰减的作用等。

纳米二氧化硅的各种生产方法各有其优缺点。

如：气相法，所得产品粒度细，单分散性好，其主要缺点就是设备投资大、生产成本高；溶胶，凝腔法。

所得产品纯度高，均匀度好，但成本太高，工业化价值不大；微乳液法可得到粒径小而均匀的产物，但处理麻烦，效率低，工业化难度大；也有用成本较低的直接沉淀法，但其粒径较大一般在100nm以上、且难以控制，杂质多。

团聚严重，质量差。

本文在普通化学沉淀法的过程中增加超声分散这一工艺环节制备纳米二氧化硅粉体，探讨了体系pH值，表面活性剂种类、分散剂用量、干燥方式、超声分散等因素对产物粒径的影响，并用TG-DTA、XRD及激光粒度等分析手段对产物进行了表征。

1实验1.1仪器与试剂Na2Sio3·(AR)，H2so(AR)，无水乙醇(AR)，正丁醇(AR)，十二烷基苯磺酸钠(AR)，吐温－s0(AR)，聚乙二醇(AR)。

ZS-90激光粒度分析仪，KQ.100DV型数控超声波清洗器，雷磁pHS-3C精密pH计，FD-1B-55冷冻干燥机，Perkin-Elmer Pyris Diamond TG／DTA热分析仪(美国制造)。

超声辅助对二氧化硅溶胶－凝胶及其减反膜性能的影响＊田永涛１，２，蔡志端１，苍利民１，江冰洁１，阎　韬１，万志刚１（１　河南安彩高科股份有限公司博士后工作站，安阳４５５０００；２　郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州４５００５２）摘要 采用提拉法涂膜，以正硅酸乙酯、乙醇等为原料制备了二氧化硅减反溶胶。

溶胶在陈化４天后超声振荡，其薄膜透过率增量可达４．７５％。

溶胶放置３０天镀膜后增透效果仍超过４％。

未经超声振荡处理的溶胶，其薄膜透过率相对较低，且３０天内其膜增透效果随陈化时间的延长逐渐增加。

结果表明，超声辅助有助于缩短陈化时间，延缓溶胶的凝胶过程。

关键词 减反　ＳｉＯ２溶胶　陈化时间　超声振荡中图分类号：ＴＢ３２１ 文献标识码：ＡＥｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ａｇｉｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＳｉｌｉｃａＳｏｌ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ＣｏａｔｉｎｇＴＩＡＮ　Ｙｏｎｇｔａｏ１，２，ＣＡＩ　Ｚｈｉｄｕａｎ１，ＣＡＮＧ　Ｌｉｍｉｎ１，ＪＩＡＮＧ　Ｂｉｎｇｊｉｅ１，ＹＡＮ　Ｔａｏ１，ＷＡＮ　Ｚｈｉｇａｎｇ１（１　Ｐｏｓｔ－ｄｏｃｔｏｒａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｅｎａｎ　Ａｎｃａｉ　Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ａｎｙａｎｇ　４５５０００；２　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　ＥｄｕｃａｔｉｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００５２）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ　ｓｉｌｉｃａ　ｓｏｌ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ（ＴＥＯＳ），ｅｔｈａｎｏｌ，ｄｅｎｉｚｅｄ　Ｈ２Ｏ　ａｎｄ　ＮＨ３·Ｈ２Ｏ．Ｔｈｅ　ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｗａｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ｂｙ　ｄｉｐ－ｃｏａｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　３０ｍｉｎ，ａｆ－ｔｅｒ　ｔｈｅ　ＳｉＯ２ｗａｓ　ａｇｅｄ　ｆｏｒ　４ｄａｙｓ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　４ｄａｙｓ　ａｇｅｄ　ｓｏｌ　ａｆｔｅｒ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｆｉｌｍ　ｗａｓ４．７５％．Ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｆｉｌｍ　ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　４％ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｓｏｌ　ｗａｓ　ｓｔｏｒｅｄ　ｆｏｒ　３０ｄａｙｓ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍｗｉｔｈｏｕｔ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ｗａｓ　ｌｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｇｉｎｇ　ｔｉｍｅ，ｕｐ　ｔｏ　ａ　ｍａｘｉｍｕｍｉｎ　３０ｄａｙｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ　ｃｏｕｌｄ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｔｈｅ　ｓｏｌ　ａｇｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｄｅｌａｙ　ｇｅｌａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ＳｉＯ２ｓｏｌ，ａｇｉｎｇ　ｔｉｍｅ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ　＊国家自然科学基金（１１１０４２５３；１１０７４２２４）　田永涛：男，副教授，硕士生导师，研究方向为低维材料及其性能　Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｔａｏ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ０　引言减反膜（也叫增透膜）在现代光学薄膜生产中占有十分重要的地位，被广泛应用于光学设备、太阳能电池、激光系统等领域［１，２］。

基于超声波DTF技术的磁性纳米粒子的分散与控制一、介绍磁性纳米粒子因其广泛的应用前景，在科学和技术领域引起了广泛关注。

磁性纳米粒子的制备方法包括化学合成、物理气相沉积、机械合成等。

然而，由于磁性纳米颗粒具有较高的表面能，易于聚集形成团块，因此研究磁性纳米粒子的分散和控制问题非常重要。

二、磁性纳米粒子分散的问题磁性纳米粒子的分散性对于其应用具有重要影响，因为聚集在一起的磁性纳米颗粒会使得纳米粒子的磁性能够大大降低，从而影响其应用效果。

为了解决磁性纳米粒子的分散问题，目前的研究主要集中在表面修饰和超声波DTF技术上。

三、表面修饰表面修饰是一种有效的方法，可以提高磁性纳米粒子的稳定性和分散性。

例如，在磁性纳米颗粒表面修饰活性基团，通过它们与相邻颗粒的相互作用来稳定纳米颗粒间的距离。

此外，最近也有人研究了利用表面界面的非共价相互作用来调控纳米颗粒表面的化学性质，以提高其分散性。

四、超声波DTF技术叙述超声波DTF技术是一种新兴的技术，与传统超声波处理技术有所不同。

传统的超声波处理技术主要是应用声波对物质进行机械扰动或加热处理，从而达到改变物质性质的效果。

与传统超声波处理技术不同的是，超声波DTF技术是利用交叉作用电场在可控晶体整体内进行周期性极化，从而产生压电场，进而引起超声波波传递和机械效应的降低。

超声波DTF技术通过控制电场和应力的大小和方向，可精确控制磁性纳米颗粒分散状态，从而提高磁性纳米颗粒的均匀分散度。

此外，该技术的优势还包括包括操作简便、高效、重现性好等特点。

五、磁性纳米颗粒分散过程及机理磁性纳米颗粒分散过程的机理是通过超声波的机械作用，利用超声波波动对纳米颗粒进行微小振动，破坏颗粒间的相互作用力，从而提高其分散度。

超声波DTF技术可以调节超声波的强度和频率，从而可以达到更高的破散效果。

六、结论总之，磁性纳米颗粒的制备是一个持续不断的研究课题。

磁性纳米颗粒的分散控制是研究的重点。

表面修饰和超声波DTF技术都是有效的方法，但它们的应用范围是不同的。

超声波颗粒分散技术研究超声波颗粒分散技术是一种应用广泛的分散技术，其原理是利用超声波在液体中生成高强度的波动使聚集的颗粒分散均匀，以达到提高液体质量的目的。

1、超声波颗粒分散技术的原理超声波是一种高频振动波，当其在液体中传播时，会产生高强度的声波振动。

这种振动会将液体中的颗粒分散均匀，使颗粒之间的作用力减弱，从而达到分散液体的目的。

2、超声波颗粒分散的优点超声波颗粒分散技术的优点主要有以下几点：（1）效率高。

超声波颗粒分散技术可以在短时间内将颗粒分散到均匀状态，效率非常高。

（2）均匀性好。

超声波颗粒分散技术可以使颗粒均匀分散，避免了传统的搅拌方法中出现的局部颗粒浓度过高或过低的问题。

（3）适用范围广。

超声波颗粒分散技术适用于各种类型的颗粒，包括固体、液体和气体等。

（4）操作简便。

超声波颗粒分散技术的操作非常简单，不需要任何特殊的技能和工具。

3、超声波颗粒分散技术的应用领域超声波颗粒分散技术可以应用于各种领域，如化工、制药、食品、医疗等。

在化工领域，超声波颗粒分散技术可以用于制备纳米材料、颜料、催化剂等。

在制药领域，超声波颗粒分散技术可以用于制备微粒化药物，提高药物的生物利用度和药效。

在食品领域，超声波颗粒分散技术可以用于制备乳化剂、乳化酶、甜味剂等。

在医疗领域，超声波颗粒分散技术可以用于制备微粒化药物、药物载体等。

4、超声波颗粒分散技术的发展趋势目前，超声波颗粒分散技术在许多领域得到了广泛应用。

未来，随着科学技术的不断发展，超声波颗粒分散技术还将有着更广泛的应用前景。

一方面，随着纳米技术的不断发展，超声波颗粒分散技术在纳米领域中的应用将更加广泛。

另一方面，超声波颗粒分散技术在医疗和食品领域中的应用也将得到不断拓展。

总之，超声波颗粒分散技术在众多领域中都有着广泛的应用，其优点明显，发展前景广阔。

随着科学技术的不断进步，超声波颗粒分散技术将不断创新，为人们带来更多的惊喜和帮助。

二氧化硅作为超声微泡载体二氧化硅，一种常见的无机化合物，以其独特的特性成为超声微泡载体的理想选择。

超声微泡是微米级的小气泡，当暴露于超声波时会振动并破裂，产生局部的高温和机械力。

生物相容性和化学稳定性二氧化硅具有出色的生物相容性，使其适用于与活细胞和组织的相互作用。

此外，它在生理条件下具有很高的化学稳定性，确保了超声微泡在特定应用中的长期稳定性。

热稳定性和气体渗透性二氧化硅的热稳定性使其能够承受超声波产生的局部高温，而不会降解。

此外，其气体渗透性允许超声微泡封装和释放气体，例如氧气或药物分子，使其成为治疗性气体递送的有效载体。

表面官能化和靶向性二氧化硅表面的硅氧键可以容易地官能化，允许共价连接配体或靶向分子。

这使得超声微泡能够特定的生物标记物或组织，从而增强靶向递送效率。

药物封装和释放二氧化硅的多孔结构使其成为药物封装的理想载体。

药物分子可以吸附或加载到二氧化硅骨架中，并通过超声微泡的破裂或扩散机制在目标部位释放。

组织穿透性超声微泡被证明可以穿透复杂的组织结构，例如血管内皮细胞。

二氧化硅作为载体，可以进一步增强超声微泡的组织穿透性，使其能够到达难以通过传统手段到达的区域。

可控和局部化递送通过调节超声波参数，超声微泡可以被精确地定位到目标区域，从而实现可控和局部的药物递送。

这可以最大化治疗效果，同时最小化全身毒性。

其他应用除了药物递送之外，二氧化硅超声微泡还被探索用于各种其他应用，包括：成像造影剂：超声微泡可以作为成像造影剂，增强超声图像中的特定区域。

血栓溶解：超声微泡可以用于溶解血栓，恢复血液流动。

基因传递：超声微泡可以递送基因到特定细胞，实现治疗性基因表达。

结论二氧化硅作为超声微泡载体具有独特的优势，包括生物相容性、化学稳定性、热稳定性和气体渗透性。

通过表面官能化、药物封装和组织穿透性增强，二氧化硅超声微泡为靶向药物递送、成像和治疗提供了创新的工具。

超声分散中试机的实验目的及应用特点如何概述随着科学技术的发展，超声波应用也越来越广泛。

超声波在化学、医学、生物学等领域中应用非常广泛。

其中，超声波分散技术是一种非常重要的技术。

本文主要介绍超声分散中试机的实验目的及应用特点。

超声分散中试机超声分散中试机是一种利用超声波进行颗粒分散的设备。

它主要由控制系统、传感器、超声波发生器、反应器等组成。

在超声分散中试机中，液体中的颗粒会受到超声波的作用而发生分散，从而达到均匀分散的目的。

超声波发生器产生的高频振动波会导致液体中的部分颗粒产生微小振动，并且与超声波的振动波形成相互作用，产生剥离、摩擦和碎裂等过程，使颗粒得到均匀分散。

实验目的1.研究超声波的作用机理，探讨超声波对颗粒分散的影响。

2.探索超声频率、功率、时间等因素对颗粒分散的影响。

3.研究适合超声分散的颗粒类型及其分散效果。

4.优化超声分散工艺参数，并获得较好的颗粒分散效果。

5.实验中获取数据，为实际生产提供参考依据。

应用特点1.分散效果好：相对于传统的机械分散，超声波分散技术可以将颗粒分散得比较均匀，从而提高生产效率。

2.处理速度快：超声分散中试机的处理速度非常快，一次处理能力较大，几分钟内就可以完成颗粒分散工作。

3.无需添加辅料：使用超声分散技术可以不用添加各种辅料，从而减少生产成本。

4.生产环境友好：超声分散技术不会产生粉尘，大大减小了生产环境污染。

5.易操作：超声分散中试机的控制系统易操作、稳定，且不需要特别的技术要求，能够满足生产制造的需要。

总结超声分散中试机是一种非常重要的设备。

在实验中，通过研究超声波的作用机理以及探究超声频率、功率、时间等参数对颗粒分散的影响，可以不断优化超声分散工艺参数，并且获得良好的颗粒分散效果。

而在实际生产中，超声分散技术优势显著，应用广泛，是不可或缺的一部分。

超声波生物细胞粉碎仪【分散和凝聚】超声波是指频率为2×104Hz～107Hz的声波，它超过了人耳收听频率的范围。

超声波在液体媒质中传播时，通过机械作用、空化作用和热作用，产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。

尤其是高功率的超声波，会产生强烈的空化作用，从而在局部形成瞬时高温，高压、真空和微射流。

对化学萃取、生物柴油生产、有机合成、治理微生物、降解有毒有机污染物、化学反应速度和产率、催化剂的催化效率、生物降解处理，超声波防垢除垢、生物细胞粉碎、分散和凝聚，造成了一个非常有利于反应过程的局部小环境，能大大提高反应速度，降低反应条件。

对生物质提取而言，会造成植物细胞壁的破坏和溶剂的快速渗透，使被提取的有效成分迅速溶解到溶剂中，从而提高提取率、缩短提取时间、节省溶剂。

超声波用于生物质资源加工则是近年来研究和开发的热点，其中最具代表性的工作是超声波用于植物有效成分的强化提取和超声波用于生物柴油的制备。

超声波技术还有一个突出的优点，那就是他没有运动部件，没有电磁辐射，安装固定非常简单，在有毒，有爆炸危险的环境也能安全应用。

超声波技术作为一种物理手段和工具,能够在化学反应常用的介质中产生一系列接近于极端的条件,这种能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度,甚至还可以改变某些化学反应的方向,产生一些令人意想不到的效果和奇迹。

一般认为上述现象的发生主要源于超声的机械作用和空化作用，是它们改变了反应的条件和环境的结果。

机械作用--将超声波引入化学反应体系，超声波可使物质作剧烈强迫运动，产生单向力加速了物质的传递、扩散，可代替机械搅拌，能使物质从表面剥离，从而使界面更新。

空化作用--在一些情况下，超声效应的产生则要与空化机制相联系，声空化是指在声波作用下，存在于液体中的微小气泡（空穴）所发生的一系列动力学过程：振荡、扩大、收缩乃至崩溃。

在发生空化处，液体局部的状态发生很大的变化，会产生极端的高温和高压。

超声波分散法一、概述超声波分散法是一种常见的纳米粒子制备方法，其原理是利用超声波的机械作用使物质分散于溶剂中，从而形成纳米粒子。

该方法具有操作简便、制备速度快、适用范围广等优点，在药物制剂、生物医学等领域得到了广泛应用。

二、原理超声波分散法的原理是利用超声波的机械作用使物质分散于溶剂中。

当超声波传播到溶液中时，会产生大量的微小气泡和涡流，这些气泡和涡流会产生局部高压和高温的效果，从而破坏物质表面张力和黏性力，使其分散于溶剂中。

同时，超声波也可以促进物质之间的相互作用力降低，从而形成纳米粒子。

三、设备超声波分散法需要使用特定的设备进行操作。

一般来说，设备包括以下几个部分：1. 超声发生器：产生高频率振动的电信号，并将其转换为超声振动；2. 振荡器：将超声振动传递到反应体系中；3. 反应器：包含溶液和待制备物质，通过振荡器将超声波传递到反应体系中；4. 冷却系统：用于控制反应过程中的温度。

四、操作步骤超声波分散法的操作步骤如下：1. 准备反应体系：将待制备物质加入溶液中，并放入反应器中；2. 开始振荡：开启超声发生器和振荡器，使超声波传递到反应体系中；3. 调整参数：根据实验需要，调整超声波的频率、功率和时间等参数；4. 控制温度：在反应过程中，通过冷却系统控制温度，避免过高的温度影响反应结果；5. 分离纳米粒子：根据实验需要选择合适的方法将纳米粒子从溶液中分离出来。

五、优缺点超声波分散法具有以下优点：1. 操作简便：该方法不需要复杂的设备和技术，操作简单易行；2. 制备速度快：由于超声波能够快速地将物质分散于溶剂中，因此制备速度很快；3. 适用范围广：超声波分散法适用于各种类型的物质，包括无机物、有机物和生物大分子等。

但是，该方法也存在以下缺点：1. 能量密度不易控制：由于超声波的能量密度难以精确控制，因此在一些情况下可能会导致反应产物不稳定或失去活性；2. 反应过程中可能会产生副作用：由于超声波具有强烈的机械作用，因此在一些情况下可能会对反应体系产生不利影响；3. 需要特定设备：虽然该方法操作简单，但需要使用特定的设备进行操作，成本较高。