無機納米材料的表面修飾改性與物性研究

《無機納米材料的表面修飾改性與物性研究》納米復合材料具有優(yōu)異的性能和廣泛的應用，是納米材料科學研究的前沿和熱點。怎樣改善無機納米顆粒在高聚物中的分散性，一直是一項富有挑戰(zhàn)性的研究課題。納米粉體的表面處理技術(shù)是一門新興學科，20世紀90年代以來，隨著納米粉體制備技術(shù)的發(fā)展，以改善納米粉體分散性、表面活性、功能性以及與其他物質(zhì)之間的相容性為目的的表面處理或表面修飾技術(shù)應運而生。近年來，納米粉體的表面處理(表面修飾)已形成了一個新的研究領(lǐng)域，從處理方法到處理對納米粉體表面性質(zhì)以及應用性能的影響，都有許多問題值得探討。在這個領(lǐng)域進行研究的重要意義在于，人們可以根據(jù)應用需要有針對性地對納米粉體表面進行改性，不但可以深入認識納米粉體表面的基本物理化學效應，而且也改善和優(yōu)化了納米粉體的物化性能和應用性能，擴大了納米粉體的應用范圍。本書介紹了對不同用途低維納米材料進行表面改性研究，以提高無機納米顆粒與高聚物的相容性和穩(wěn)定性及其在高聚物中的分散性，分析了表面改性對復合材料光催化、微波吸收和導電性能的影響，為有機一無機復合材料的實際應用提供了材料和物理基礎(chǔ)。本書主要包括以下內(nèi)容:

納米結(jié)構(gòu)粉體及其復合材料的性質(zhì)和應用。納米結(jié)構(gòu)粉體表面改性的方法和常用的表面改性劑。納米氧化鋁和超細絹云母粉體用作高聚物改性填充材料時的表面改性方法及效果，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面改性及有機物預接枝聚合改性后，納米氧化鋁和超細絹云母粉體在有機溶劑介質(zhì)中的分散性和穩(wěn)定性顯著提高，與有機物基體的相容性得到改善。

采用反相微乳液法在Al2O3表面上包覆La3+、Fe3+共摻雜TiO2，制備負載型摻雜TiO2光催化劑，并探討了La3+、Fe3+共摻雜對TiO2吸光性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)負載型共摻雜TIO2光催化劑的可見光催化活性比單元摻雜的高，在太陽光照射下對甲基橙具有更高的脫色率。

碳納米管、納米碳化硅的化學鍍表面改性，探討了預處理、化學鍍和熱處理等條件等對鍍層組成、物相結(jié)構(gòu)、表面形貌、粒度和分散性等的影響，并對金屬化改性后的碳納米管和納米碳化硅的電磁波吸收涂料的性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)改性后的復合涂料的吸波性能顯著改善，吸收率提高，最高吸收峰向低頻移動，且有寬化趨勢。

對超細絹云母粉進行化學鍍改性制備鍍鎳云母，并以其作為輕質(zhì)導電填料部分替代鎳粉制備了導電涂料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當替代量≤25%時，導電涂料在30MHz~1000MHz頻率范圍的屏蔽系數(shù)達到30dB，可滿足一般情況下對電磁屏蔽性的要求。

薛茹君博士學位論文研究工作是在吳玉程教授的指導下完成的，本論文基于研究的結(jié)果總結(jié)而成。此研究得到國家自然科學基金(20571022)、教育部高等學校博士學科點專項科研基金(20060359011)、安徽省"十五"科技攻關(guān)項目(01402007)等資助，圍繞不同納米結(jié)構(gòu)單元的表面修飾與改性、改性后納米結(jié)構(gòu)單元的物性等內(nèi)容進行研究，試圖為不同納米結(jié)構(gòu)(包括納米粉體、準一維納米結(jié)構(gòu)等)的表面修飾、改性以及分散提供新的方法，發(fā)揮納米結(jié)構(gòu)的功能特性(如光催化、微波吸收等)，為納米材料的應用奠定基礎(chǔ)。

作 者:薛茹君，吳玉程 著

出 版 社:合肥工業(yè)大學出版社

ISBN:9787565000775

出版時間:2009-10-01

版 次:1

頁 數(shù):235

裝幀:平裝

開 本:16開

所屬分類:圖書 > 科技 > 化學工業(yè)

第1章緒論1.1納米結(jié)構(gòu)單元

1.2納米結(jié)構(gòu)單元的特性

1.3納米粉體及納米結(jié)構(gòu)單元的應用

1.3.1納米半導體在光催化方面的應用

1.3.2在微波吸收方面的應用

1.3.3納米無機填料在高分子材料中的應用

1.3.4納米添加劑在涂料方面的應用

1.4納米復合材料

1.5納米粉體的表面修飾與改性

1.5.1納米粉體的表面改性技術(shù)

1.5.2影響粉體表面化學改性效果的主要因素

1.5.3表面改性效果的評價

1.5.4納米粒子的分散技術(shù)及分散性表征

1.5.5納米粒子的表面改性實例

第2章無機納米材料的表面修飾改性方法及其改性工藝設(shè)計

2.1無機納米材料的表面修飾改性方法

2.1.1液相包覆改性--納米粒子表面無機改性

2.1.2有機物包覆改性--納米粒子表面有機改性

2.2納米粉體表面改性劑

2.2.1偶聯(lián)劑

2.2.2表面活性劑

2.2.3不飽和有機酸及有機低聚物

2.2.4有機硅

2.2.5水溶性高分子

2.2.6無機表面處理劑

2.3納米粉體的改性方案設(shè)計

2.3.1催化材料--負載型TiO2/Al2O3光催化劑

2.3.2微波吸波涂料

2.3.3有機/無機復合材料

2.3.4超細絹云母導電填料

2.4實驗材料與設(shè)備

2.4.1實驗材料和化學試劑

2.4.2試劑預處理

2.4.3實驗設(shè)備

2.5表征方法與性能測試

2.5.1改性粉體表征

2.5.2性能測試

第3章納米粉體的微乳液改性及TiO2/Al2O3的光催化特性

3.1引言

3.2TiO2光催化降解有機廢水的原理

3.2.1TiO2的光催化原理

3.2.2摻雜納米TiO2的催化機理

3.3Al2O3表面無機沉積包覆TiO2

3.3.1W/O微乳液法制備納米微粒的原理

3.3.2Al2O3表面無機沉積包覆TiO2

3.4UV-Vis光譜分析

3.5光催化性能

3.5.1不同離子摻雜對TiO2/Al2O3光催化性能的影響

3.5.2摻雜量對TiO2光催化性能的影響

3.5.3pH值對摻雜TiO2/Al2O3光催化效果的影響

3.5.4光照時間對甲基橙脫色率的影響

3.5小結(jié)

第4章表面有機化改性及改性粉體的物性

4.1概述

4.2納米粒子的團聚機理與分散方法

4.2.1納米粉體的顆粒形態(tài)和團聚機理

4.2.2防止納米粉體團聚的途徑和方法

4.2.3納米粉體分散穩(wěn)定理論

4.3無機填料對填充改性材料性能的影響

4.3.1填充材料的性質(zhì)

4.3.2粉粒狀填料在聚合物中的分散狀態(tài)

4.3.3納米微粒與聚合物基體的界面

4.3.4界面的作用及作用機理

4.3.5填料與樹脂基體的復合結(jié)構(gòu)

4.4納米氧化鋁粉體表面偶聯(lián)改性

4.4.1水解條件對偶聯(lián)作用的影響

4.4.2偶聯(lián)條件對偶聯(lián)效果的影響

4.4.3改性納米氧化鋁的紅外光譜分析

4.4.4偶聯(lián)劑修飾對納米氧化鋁性能的影響

4.5納米氧化鋁粉體表面預接枝聚合改性

4.5.1聚合條件對有機物包覆率的影響

4.5.2反應條件的選擇

4.5.3聚合包覆改性納米氧化鋁的紅外光譜分析及其改性機理

4.5.4氧化鋁/PMMA復合物

4.6超細絹云母粉體表面偶聯(lián)劑改性

4.6.1水解條件對絹云母粉偶聯(lián)改性的影響

4.6.2偶聯(lián)條件對偶聯(lián)包覆率的影響

4.6.3偶聯(lián)改性云母粉的紅外光譜分析

4.6.4偶聯(lián)劑修飾對絹云母性能的影響

4.7超細絹云母表面預接枝聚合改性

4.7.1聚合條件對有機物包覆率的影響

4.7.2聚合物包覆絹云母粉的紅外光譜分析及其改性機理

4.7.3絹云母/PMMA復合物

4.8小結(jié)

第5章粉體表面化學鍍改性及碳化硅納米吸波劑的性能

5.1引言

5.2粉體表面化學鍍改性原理

5.3納米SiC粉體表面化學鍍改性

5.3.1納米SiC鍍前預處理

5.3.2化學鍍改性

5.4表面有機物改性

5.4.1有機物改性的金屬化SiC的熱分析(N2氣氛，10℃/min)

5.4.2有機物改性的金屬化SiC的IR分析(KBr壓片法)

5.4.3有機物改性對碳化硅分散性能的影響

5.5改性SiC吸波涂料的性能

5.6小結(jié)

第6章碳納米管化學鍍改性及其吸波性能

6.1引言

6.2碳納米管表面化學鍍改性

6.2.1碳納米管的鍍前預處理

6.2.2化學鍍

6.3表面有機化改性

6.3.1改性碳納米管復合物的熱分析(TGA-DSC，N2氣氛，10℃/min)

6.3.2改性碳納米管復合物的IR分析(KBr壓片法)

6.3.3有機物改性對碳納米管及其金屬復合物的分散性能的影響

6.4吸波涂料的性能--表面金屬化改性對CNTs吸波劑性能的影響

6.5小結(jié)

第7章導電絹云母及其導電涂料的性能

7.1引言

7.2導電涂料

7.2.1概述

7.2.2導電涂料的組成

7.2.3導電機理及影響涂料導電性能的因素

7.3絹云母表面化學鍍改性

7.3.1鍍前預處理

7.3.2化學鍍

7.4導電涂料的性能

7.4.1導電涂料的表面電阻率

7.4.2導電涂料的屏蔽系數(shù)

7.5小結(jié)

參考文獻