纳米二氧化硅溶胶粒子的制备研究_康长瑞
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纳米SiO2溶胶的制备工艺条件研究随着生活水平的提高,人们对衣物的服用性能提出了更高的要求,不仅要求美观,还要求多功能,所以,赋予织物多功能性是近年来的研究热点。
纳米功能材料及纳米技术已成为世界各国的研究热点,把纳米技术和纺织品结合起来,将会使纺织品多功能化,提高其附加值,带来巨大的经济价值。
很多研究着重于有半导体结构性能的金属氧化物如二氧化钛、氧化锌、二氧化硅等纳米材料在抗紫外线、抑菌等方面的效果。
如德国的B.Mathlig 将阳离子或阴离子改性的二氧化硅纳米溶胶涂覆于 PVC 材料上,聚合物材料的表面电阻从 1013 降到 107,用含全氟烷基的二氧化硅纳米溶胶涂覆纤维,纤维的疏水疏油性增加。
溶胶- 凝胶法是通过金属盐或醇盐完全水解后产生无机水合金属氧化物,水解产物与电解质(酸或碱)进行胶溶而形成溶胶。
胶溶是静电作用引起的,向水解产物中加入胶溶剂(酸或碱),H+或OH-吸附在粒子表面,反应离子在液相中重新分布,表面形成的双电层使粒子间产生相互排斥作用,当排斥力粒子间的吸引力时,聚集的粒子分散成小粒子形成溶胶。
这种溶胶转化成凝胶时,胶粒聚集在一起形成网络,胶粒间的相互作用力是静电力(包括氢键)和范德华力。
溶胶- 凝胶法制备纳米二氧化硅是1 种重要的方法,在纺织方面的应用较少,但是根据其原理,可用于织物的固色处理,对脱胶后或染色后的蚕丝织物进行浸轧整理,研究纳米二氧化硅溶胶对各项性能的影响,以提高蚕丝织物的增重率、拒水拒油性、色牢度等,改善真丝纤维的服用性能。
溶胶- 凝胶法制备纳米SiO2影响因素较多,pH 对凝胶化时间和晶粒大小的影响较大,水解度对凝胶时间和粒径有影响,溶剂对凝胶时间和粒径有影响。
本文研究了制备纳米 SiO2的这 3 个影响因素,以确定最佳工艺条件。
1 试验1.1 药品及仪器药品:硅酸四乙酯,KH-560,无水乙醇,蒸馏水,氯化铵,稀盐酸等。
仪器:磁力搅拌机,数显酸度计,电热恒温鼓风干燥箱,数显恒温水浴锅,电子天平等。
纳米二氧化硅的可控制备及其在结构色和染料降解方面的应用纳米二氧化硅的可控制备及其在结构色和染料降解方面的应用引言纳米材料的可控制备及其在各个领域的应用一直备受关注。
其中,纳米二氧化硅作为一种重要的纳米材料,其可控制备和应用研究也呈现了快速发展的趋势。
本文将着重探讨纳米二氧化硅的可控制备方法,以及它在结构色和染料降解方面的应用。
一、纳米二氧化硅的可控制备方法目前,纳米二氧化硅的可控制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法和气相法等。
溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。
通过溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化硅,可以通过调节溶胶体系中的条件(如温度、pH值、浓度等)来控制颗粒的大小、形状和分散性。
水热法是利用水热条件下的高温和高压来制备纳米二氧化硅,其主要优点是反应时间短、技术成熟且操作简便。
微乳液法是将油相和水相通过表面活性剂形成稳定乳液,然后在乳液中反应制备纳米二氧化硅。
气相法通过将气态的硅源和氧源反应,生成固态的纳米二氧化硅。
不同的制备方法可以获得不同形貌和性能的纳米二氧化硅,从而满足不同应用领域的需求。
二、纳米二氧化硅在结构色方面的应用结构色是由于材料的结构特性而导致的天然色彩,具有很多独特的特点,如亮丽的颜色、广谱的应用等。
纳米二氧化硅作为一种重要的结构色源,具有较高的折射率和散射效应,能够控制光的传播和反射,从而产生不同颜色的结构色效应。
在制备纳米二氧化硅的过程中,可以通过调节其粒径和形貌来控制结构色的产生。
此外,纳米二氧化硅还可以通过改变其表面性质,如增加表面粗糙度或改变表面修饰剂,来调控结构色的饱和度和亮度。
因此,纳米二氧化硅在结构色领域有着广泛的应用前景,例如在化妆品、油漆、纺织品等领域。
三、纳米二氧化硅在染料降解方面的应用染料降解是一项重要的环境保护技术,能够有效去除水体和废水中的有机染料。
纳米二氧化硅由于其特殊的化学和物理性质,被广泛应用于染料降解领域。
纳米二氧化硅的高比表面积和丰富的表面羟基等官能团可使其有效吸附染料。
二氧化硅微纳米粒子的制备与应用研究一、前言随着现代科技的发展,微纳米技术的应用越来越广泛,特别是在医学、化工、材料科学等领域。
本文将介绍二氧化硅微纳米粒子的制备方法以及在不同领域的应用研究。
二、二氧化硅微纳米粒子制备方法二氧化硅微纳米粒子的制备方法主要有溶胶-凝胶法、蒸气相法、电解方法、温和制备法等。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备微纳米粒子的一种常用方法,其过程为先制备稀溶液,然后通过高温处理使得溶胶变为凝胶状态,从而制备微纳米颗粒。
该方法能制备出高纯度、大比表面积、粒径可控的二氧化硅微纳米颗粒,适合大量生产。
2. 蒸气相法蒸气相法是将气态前驱体在高温条件下分解成为固态颗粒,通过减压和控制反应条件可制备出大小、形状可控的二氧化硅微纳米颗粒。
该方法制备出的微纳米颗粒表面光滑度好,适用于柔性电子器件等应用场景。
3. 电解方法电解法是指电解过程中产生的氧化物沉淀,在适当的条件下制备成二氧化硅微纳米颗粒。
该方法操作简单、成本低廉,但是制备出的颗粒粒径较大、易带电,不适用于高纯度应用。
4. 温和制备法温和制备法是指在较低温度下通过控制反应过程中温度、反应物加入速率等参数制备出纳米颗粒。
该方法制备出的二氧化硅颗粒粒径分布均匀,适合生物医学应用。
三、二氧化硅微纳米粒子应用研究二氧化硅微纳米粒子的应用主要包括医学、化学、材料科学等领域。
1. 医学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于药物缓释、生物分子分离、医学影像等。
例如,将二氧化硅微纳米粒子作为药物载体,可以提高药物的生物利用度和对靶组织的定位能力;将其作为影像剂,可以作为钙结节、肿瘤等医学影像对比剂使用。
2. 化学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于催化剂、吸附剂等化学应用。
例如,将其作为催化剂,能够提高化学反应速率和转化率;将其作为吸附剂,可以对有害气体进行吸附分离。
3. 材料科学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于复合材料、涂料、光电器件等材料科学应用。
例如,将其作为复合材料的填料,能够提高材料的强度和硬度;将其作为涂料的光散射剂,能够减少折射率,提高涂料的遮盖性。
《溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料及其应用研究》一、引言随着纳米科技的快速发展,纳米材料因其独特的物理和化学性质在各个领域中得到了广泛的应用。
其中,纳米SiO2材料因其高比表面积、优异的化学稳定性和良好的生物相容性而备受关注。
溶胶-凝胶法作为一种常用的制备纳米材料的方法,因其操作简单、原料易得、产物性能优良等优点被广泛应用于纳米SiO2材料的制备。
本文将详细介绍溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料的工艺流程、影响因素及产物性能,并探讨其在不同领域的应用。
二、溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料1. 原料与设备溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料所需原料主要包括硅源、催化剂、溶剂等。
其中,硅源通常为硅酸酯类化合物,如正硅酸乙酯。
设备方面,需要搅拌器、恒温箱、干燥箱等。
2. 制备工艺流程(1)将硅源、催化剂、溶剂按照一定比例混合,在搅拌器中搅拌均匀;(2)将混合物在恒温箱中加热,使硅源发生水解和缩聚反应,形成溶胶;(3)将溶胶在干燥箱中干燥,得到湿凝胶;(4)对湿凝胶进行热处理,去除其中的有机物和水分,得到干凝胶;(5)将干凝胶破碎、研磨,得到纳米SiO2粉末。
3. 影响因素溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料的过程中,影响因素较多。
其中,硅源的种类和浓度、催化剂的种类和用量、反应温度和时间等都会影响产物的性能。
此外,溶剂的种类和用量也会对产物的形貌和粒径产生影响。
三、产物性能通过溶胶-凝胶法制备的纳米SiO2材料具有高比表面积、优异的化学稳定性和良好的生物相容性。
此外,通过调整制备过程中的参数,可以获得不同粒径和形貌的纳米SiO2材料,以满足不同领域的应用需求。
四、应用研究1. 催化剂载体纳米SiO2材料具有较高的比表面积和良好的化学稳定性,可作为催化剂载体应用于化工、环保等领域。
例如,可将贵金属纳米颗粒负载在纳米SiO2表面,提高催化剂的活性和选择性。
2. 复合材料制备纳米SiO2材料可与其他材料复合,制备具有特殊性能的复合材料。
实验十二纳米二氧化硅的溶胶凝胶合成及粒径分析实验摘要:本实验利用反应NaSiO3+2H Cl=H2SiO3↓+2NaCl,用溶胶凝胶法制备那么二氧化硅,即向饱和饱和硅酸钠溶液中加浓盐酸,待生成溶胶溶液清洗干净后将凝胶置于马沸炉中焙烧,得细白色小制备纳米二氧化硅粉末。
实验要求掌握硅酸、硅酸溶胶凝胶的性质,掌握溶胶凝胶发制备纳米二氧化硅的原理及粒径分析。
关键词:溶胶凝胶法二氧化硅纳米级粒径分析实验用品:试管烧杯玻璃棒胶头滴管马沸炉超声波仪激光粒度分析仪实验内容:1.硅酸的制备向盛有1~2ml1M的稀盐酸的试管里,逐滴加入适量饱和硅酸钠溶液,用力震荡,观察并记录实验现象。
生成白色沉淀。
2.硅酸凝胶的制备及二氧化硅粒径分析向盛有2~5ml饱和硅酸钠溶液的烧杯里,逐滴加入几滴浓盐酸,振荡,控制pH在7~8,静置,观察现象并记录,待溶胶生成,100℃下干燥45分钟,洗涤溶液至无氯离子检出,将凝胶置于马沸炉中350℃左右焙烧3次,即得纳米二氧化硅粉末,用蒸馏水溶解二氧化硅粉末,超声波分散30分钟,激光粒度分析仪测定二氧化硅粒径。
由图可知,得到的二氧化硅粒径为50nm的约占18%,100nm的约占45%,150nm的约占15%,200nm的约占22%。
(所用二氧化硅粒径测试仪:激光粒度分析仪Nana-2Szen3600)结果及讨论:纳米二氧化硅是无定形白色粉末,是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,呈絮状和网状的准颗粒结构,为球形而且耐磨耐腐蚀。
纳米二氧化硅表面存在不饱和的残键以及不同键和状态的羟基,表面因缺氧而偏离了稳定的硅氧结构,正因如此,纳米二氧化硅才具有很高的活性产生许多特别的诸如光学屏蔽等性质,而且有广泛的用途。
溶胶凝胶法制备的二氧化硅可作微孔反应器、功能性分子吸附剂、生物酶催化剂等。
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磁性介孔二氧化硅纳米粒子的制备及其作为药物载体研究磁性介孔二氧化硅纳米粒子的制备及其作为药物载体研究独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
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保密的学位论文在解密后适用本授权书导师签名:学位论文作者签名:余扉、签字日期:,年月日签字日期: 年石月,丑加,学位论文作者毕业去向:工作单位:电话:通讯地址:邮编:癌症是严重危害人类健康的疾病之一,化疗是目前主要的治疗方法,但目前的化疗药物不具有靶向性,在杀死癌细胞的同时也会杀死正常细胞,从而引起严,重的毒副作用,阻碍了化疗药物的发展和应用。
纳米载体粒径大小在~可将药物分子包裹其中或吸附在其表面,通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合或磁靶向,在细胞摄取作用下进入细胞内,实现安全有效的靶向药物输送,因此在药物传递中具有特殊的价值和意义。
无机纳米载体在实现靶向性给药、缓释药物、降低药物的毒副作用等方面表现出良好的应用前景,已成为近年来新型药物输送系统研究的热点。
本论文主要围绕磁性介孔二氧化硅纳米粒子的制备及其在药物载体方面的应用。
采用溶胶.凝胶法分别制备了纳米粒子和 /纳米粒子,采用高分辨透射电镜汀、能谱分析、射线衍射?、傅立叶红外光谱、氮气吸附.脱附技术和振动样品磁强计等手段对其进行了表征。