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疏水纳米TiO2制备及性能研究

2020-12-02阅读(692)

疏水纳米TiO2制备及性能研究

论文摘要

本文以纳米TiO2为原料,水为溶剂,分别以六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CHPTMA）作为改性剂,采用湿法对纳米TiO2表面进行了单一改性和复合改性研究。探讨了改性剂种类、改性剂用量、乳液浓度、反应温度、反应时间和pH值对纳米TiO2表面改性效果的影响。通过对纳米TiO2润湿性、亲油化度和表面羟基数的测定表征纳米TiO2的改性效果。对纳米TiO2表面进行单一改性结果表明,六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正辛醇四种改性剂均能改性纳米TiO2,其中以六甲基二硅氮烷改性的纳米TiO2在有机溶剂中的润湿性明显改善。较佳工艺条件为:改性剂用量为纳米TiO2质量的15%,乳液浓度30%,反应温度90℃,反应时间1h,pH值5。六甲基二硅氮烷和甲基三甲氧基硅烷对纳米TiO2表面进行复合改性研究表明,复合改性后的纳米TiO2比单一改性的纳米TiO2具有良好的疏水亲油性。较适宜的改性工艺条件为:改性剂用量为纳米TiO2质量的15%,乳液浓度30%,反应温度90℃,pH值5,反应时间1h。3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性纳米TiO2时,得出较佳工艺条件为:改性剂用量20%,乳液浓度30%,反应温度90℃,反应时间2h,pH值7。抗菌实验说明涂抹纳米TiO2的纱布能有效地抑制霉斑的出现;经季铵盐改性后的纳米TiO2并未改变原有纳米TiO2的抗菌性能,反而增加了纳米TiO2的抗菌范围,即在无光条件下,也能表现出一定的抗菌性能。通过测定不同亲油化度的纳米TiO2在乙醇和水中沉降、贮存含水量及对液体石蜡流度的影响表明,纳米TiO2的亲油化度越高,与有机溶剂相容性愈好,贮存吸水量也愈小。改性纳米TiO2经红外光谱测试表明,纳米TiO2表面一部分羟基被有机基团所取代。通过对不同亲油化度纳米TiO2的SEM测试表明,纳米TiO2亲油化度越高,其分散愈好,二次团聚体尺寸也愈小。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米材料简介
  • 2的结构和光催化性及抗菌机理'>1.2 纳米TiO2的结构和光催化性及抗菌机理
  • 2的结构'>1.2.1 纳米TiO2的结构
  • 2的光催化性及抗菌机理'>1.2.2 纳米TiO2的光催化性及抗菌机理
  • 2表面改性研究意义及应用'>1.3 纳米TiO2表面改性研究意义及应用
  • 2表面改性意义'>1.3.1 纳米TiO2表面改性意义
  • 2表面改性方法'>1.3.2 纳米TiO2表面改性方法
  • 2表面改性机理'>1.3.3 纳米TiO2表面改性机理
  • 2应用现状'>1.4 纳米TiO2应用现状
  • 1.4.1 抗菌消毒
  • 1.4.2 污水处理
  • 1.4.3 空气净化
  • 1.4.4 防雾及自清洁涂层
  • 第二章 实验
  • 2.1 原料与试剂
  • 2.2 设备与仪器
  • 2表面改性原理'>2.3 纳米TiO2表面改性原理
  • 2的制备'>2.4 疏水纳米TiO2的制备
  • 2.5 分析与测试
  • 2.5.1 润湿角测定
  • 2.5.2 亲油化度值测定
  • 2.5.3 羟基数测定
  • 2.5.4 沉降实验
  • 2.5.5 沉降体积测定
  • 2.5.6 SEM表征
  • 2.5.7 红外光谱表征
  • 2.5.8 流度测定
  • 2.5.9 含水量测定
  • 2.5.10 抗菌性测定
  • 第三章 结果与分析
  • 2'>3.1 单一改性纳米TiO2
  • 2润湿性的影响'>3.1.1 改性剂种类对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2润湿性的影响'>3.1.2 改性剂用量对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2润湿性的影响'>3.1.3 乳液浓度对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2润湿性的影响'>3.1.4 反应温度对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2润湿性的影响'>3.1.5 反应时间对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2润湿性的影响'>3.1.6 pH值对纳米TiO2润湿性的影响
  • 2小结'>3.1.7 单一改性纳米TiO2小结
  • 2'>3.2 复合改性纳米TiO2
  • 2亲油化度的影响'>3.2.1 改性剂种类对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.2 溶剂种类对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.3 甲基三甲氧基硅烷用量对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.4 反应温度对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.5 反应时间对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.6 乳液浓度对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2亲油化度的影响'>3.2.7 pH值对纳米TiO2亲油化度的影响
  • 2小结'>3.2.8 复合改性纳米TiO2小结
  • 2'>3.3 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性纳米TiO2
  • 2表面羟基数的影响'>3.3.1 改性剂用量对纳米TiO2表面羟基数的影响
  • 2表面羟基数的影响'>3.3.2 反应时间对纳米TiO2表面羟基数的影响
  • 2表面羟基数的影响'>3.3.3 乳液浓度对纳米TiO2表面羟基数的影响
  • 2表面羟基数的影响'>3.3.4 反应温度对纳米TiO2表面羟基数的影响
  • 2表面羟基数的影响'>3.3.5 pH值对纳米TiO2表面羟基数的影响
  • 2小结'>3.3.6 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性纳米TiO2小结
  • 3.4 分析与测试
  • 3.4.1 沉降实验
  • 3.4.2 沉降体积测定
  • 3.4.3 SEM表征
  • 3.4.4 红外光谱表征
  • 3.4.5 流度测定
  • 3.4.6 含水量测定
  • 3.4.7 抗菌性测定
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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