二氧化硅非晶纳米颗粒的制备与表征

摘要

纳米玻璃是由纳米尺度的玻璃区域和具有大量自由体积的玻璃/玻璃界面构成的新型材料，可能具有特殊的物理和化学性质。二氧化硅纳米玻璃可能因为这种特殊的结构，具有不同于普通玻璃的性能，可尝试解决玻璃的脆性问题，并拓宽二氧化硅及其他化合物玻璃的应用领域。因而制备出适合压制的分散性好、球形度高、尺寸细小的二氧化硅非晶纳米颗粒十分有必要。本工作主要通过微乳液法制备二氧化硅非晶纳米颗粒，并研究表面活性剂的量，助表面活性剂的量以及硅源的量对纳米颗粒分散性、形貌、尺寸的影响。
　　微乳液法是一种制备二氧化硅非晶纳米颗粒的重要方法。本次实验采用正硅酸乙酯（TEOS）作为硅源，正己醇作为助表面活性剂，环己烷作为溶剂，氨水作为催化剂，聚乙二醇单辛基苯基醚（TX-100）、聚氧乙烯单叔辛基苯基醚（TX-114）、鲸蜡醇聚氧乙烯（20）醚（Brij-58）分别作为表面活性剂，在三种不同的反式微乳液中分别制备二氧化硅非晶纳米颗粒，煅烧后得到最终样品；然后通过XRD，TEM，EDX和FT-IR来表征样品的结构、成分和形貌。
　　研究结果表明：通过TX-100/正己醇/环己烷/氨水反式微乳液得到的产物经过煅烧后的样品都是纯净的二氧化硅非晶纳米颗粒，并且当TX-100的用量为4.2mL，正己醇的用量为8.3mL，TEOS的用量为6.3mL，氨水的用量为1mL，水的用量为1.3mL时，得到的纳米颗粒形状不规则，存在一定程度的团聚，平均颗粒尺寸为39nm，尺寸分布为28～56nm；通过TX-114/正己醇/环己烷/氨水反式微乳液得到的产物经过煅烧后的样品也都是纯净的二氧化硅非晶纳米颗粒，并且当TX-114的用量为3.5mL，正己醇的用量为5.0mL，TEOS的用量为6.3mL，氨水的用量为1mL，水的用量为1.3mL时，得到的纳米颗粒形状不规则，分散性好，平均颗粒尺寸为21nm，尺寸分布为10～34nm；通过Brij-58/环己烷/氨水反式微乳液得到的产物经过煅烧后的样品同样也都是纯净的二氧化硅非晶纳米颗粒，并且当Brij-58的用量为3mmol，正己醇的用量为0mL，TEOS的用量为1mL，氨水的用量为1.2mL时，得到的纳米颗粒形状规则，完全分散，平均颗粒尺寸为21nm，尺寸分布为15～26nm。

目录

声明

第一章 绪论

1.1纳米材料概述

1.2 纳米玻璃概述

1.3 二氧化硅概述

1.4 论文选题依据及研究内容

参考文献

第二章 材料的分析表征方法

2.1 X射线衍射（XRD）

2.2 透射电子显微镜（TEM）

2.3 傅立叶变换红外光谱（FT-IR）

2.4 实验试剂与仪器

参考文献

第三章 TX-100/正己醇/环己烷/氨水反式微乳液制备二氧化硅非晶纳米颗粒

3.1 概述

3.2 实验设计

3.3 表面活性剂TX-100对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

3.4 正己醇对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

3.5 TEOS对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

3.6 最优条件下制备得到的二氧化硅非晶纳米颗粒的表征

3.7 本章小结

参考文献

第四章 TX-114/正己醇/环己烷/氨水反式微乳液制备二氧化硅非晶纳米颗粒

4.1 概述

4.2 实验设计

4.3 表面活性剂TX-114对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

4.4 正己醇对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

4.5 TEOS对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

4.6 最优条件下制备得到的二氧化硅非晶纳米颗粒的表征

4.7 本章小结

参考文献

第五章 Brij-58/环己烷/氨水反式微乳液制备二氧化硅非晶纳米颗粒

5.1 概述

5.2 实验设计

5.3 表面活性剂Brij-58对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

5.4 正己醇对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

5.5 TEOS对二氧化硅非晶纳米颗粒尺寸和形貌的影响

5.6 最优条件下制备得到的二氧化硅非晶纳米颗粒的表征

5.7 本章小结

参考文献

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢