超疏水纳米二氧化硅涂层上课讲义

纳米疏水二氧化硅
在制备纳米疏水二氧化硅的过程中，我们采用了一种简单的方法。

以下是详细的步骤：
材料准备：
1. 氯化钠（NaCl）
2. 溴化铵（NH4Br）
4. 硅酸钠（Na2SiO3）
步骤：
1. 将适量的氯化钠和溴化铵溶解于去离子水中，制备NaCl和NH4Br溶液。

2. 将NaCl溶液滴加到Na2SiO3溶液中，同时加入一定量的氢氧化钠。

3. 进行搅拌，并保持适当的温度，使混合物反应进行。

4. 反应一段时间后，停止搅拌，让产生的沉淀沉淀下来。

5. 将上清液倒掉，并用去离子水洗涤沉淀几次，以去除杂质。

6. 将洗涤后的沉淀经过干燥处理，得到纳米疏水二氧化硅。

通过以上步骤制备的纳米疏水二氧化硅具有疏水性，表面能力减小，水接触角增加，使其在水性液体中呈现很好的疏水性。

该纳米疏水二氧化硅可以应用于各种领域，如水净化、防污涂层等。

纳米SiO2的表面结构及其疏水性化学修饰纳米SiO2作为一种被广泛应用的重要无机纳米填料，由于其吸水性较强、易于团聚，在基体树脂及有机相中相容性及分散性较差，影响了其应用性能及范围。

在简述其表面结构特点的基础上，介绍了疏水性化学修饰。

标签：纳米SiO2；疏水性；化学修饰纳米SiO2作为一种化学稳定和耐热的具有一般宏观粒子所不具备的特殊小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面界面效应及光电性能的无机纳米填料，已在复合材料、功能材料、橡胶、塑料、涂料和粘合剂等诸多领域被广泛应用。

目前工业上主要采用干法的气相法[1]及湿法的水解沉淀法[2]，而湿法中还有溶胶—凝胶法及微乳液法[3，4]。

作为超细粉体，由于其表面极性较强，表面能较高，处于热力学非稳定状态，极易发生微粒团聚，难于分散，粒子表面所带有的大量硅羟基，总显示出极大的亲水疏油性，影响了其在基体树脂及有机相中的相容性及分散性，不但造成界面缺陷，材料性能下降，更不能显示纳米材料的固有特性，限制了其应用范围。

为此，必须对纳米SiO2表面进行疏水性改性。

目前主要有物理及化学2种改性途径，前者系经由疏水物包覆、涂覆及吸附等物理作用予以表面改性，而后者则主要通过酯化、偶联及接枝等反应进行化学修饰。

本研究拟在简要介绍纳米SiO2表面结构及特性基础上，就其疏水性化学修饰作一简要介绍。

1 纳米SiO2的表面结构纳米SiO2的晶体结构基本上是以硅原子为中心，氧原子为顶点所形成的不太规则的四面体结构，以SiO2为结构单元，4个顶点的氧原子与另一个四面体结构的顶点硅原子经共价键键连，形成一维、二维及三维的线状、链状及球状空间骨架点阵结构，且随不同的化学环境而变化。

由于单个纳米SiO2粒子具有极强的表面作用，相互间极易接触发生团聚而形成其二次结构，由十几纳米的粒子聚集及键连而成有数百纳米大小及一定强度的硬团聚体，其常借范德华力作用进一步聚集而成纳米级的软团聚体，前者不易破坏分散，而后者结构较疏松，可在强剪切力作用下被分散。