核壳结构纳米粒子的制备、表征及性能应用
Preparations, Characterizing and Applications of Core-shell Nano-particles
纳米氧化锌和二氧化钛作为一种新型无机功能材料,以其优异的性能引起了人们的高度重视.由于纳米颗粒易于团聚的特性,极大地影响了其性能的发挥,且纳米氧化锌和二氧化钛具有很高的光催化活性,这也限制了其在某些领域的应用.因此,需要对纳米氧化锌和二氧化钛进行表面改性,提高其分散性,抑制光催化活性,从而扩大纳米氧化锌和纳米二氧化钛的应用范围.本文以硝酸锌、三氯化钛和尿素为原料,分别采用水热法和均匀沉淀法,通过调节反应温度、反应时间、反应物浓度、反应物配比和pH值,控制粉体粒子的生长尺寸,制备了氧化锌和二氧化钛颗粒粉体.以硅酸钠为硅源,采用液相非均相成核包覆法,通过调节反应温度、分散液浓度、反应时间和pH值,分别制备了包覆有二氧化硅薄膜的氧化锌和二氧化钛颗粒粉体.利用X-ray粉末衍射(XRD)对产物的物相进行了分析,采用扫描电子显微镜(SEM)对产物粉体颗粒包覆前后的形貌进行了观察;通过激光颗粒分布测量仪对产物的颗粒粒度分布进行了测试;通过悬浮液沉降实验对包覆前后颗粒在水中的分散性进行了检测;紫外-可见分光光度计测定了包覆前后产物粉体的抗紫外线能力.通过表征发现,均匀沉淀法制备的氧化锌和二氧化钛纳米粒子晶粒其尺寸,相对分别大于水热法制备得到的氧化锌和二氧化钛纳米粒子,水热法相对于均匀沉淀法,其制备得到的纳米颗粒尺度分布窄,颗粒分散性较好.反应温度、反应时间、反应物浓度和反应物配比对产物的晶粒尺寸分别有不同的影响.颗粒表面二氧化硅包覆层改变了颗粒的形貌,并使其颗粒粒度分布变得更窄,极大地改善了粉体在水溶液中的分散性.紫外屏蔽实验显示出,表面包覆二氧化硅的氧化锌和二氧化钛纳米粒子仍具有极强的紫外屏蔽能力和可见光透过率.
- 作者：
- 陈东红
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 材料物理与化学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 王永为
- 中图分类号：
- TB383.1
- 关键词：
- 纳米氧化锌；纳米二氧化钛；均匀沉淀法；水热法；控制生长；表面包覆；分散性；紫外线屏蔽
- nano-zine；nano-titanic；homogenous precipitation；hydrothermal；controlled growth；surface coating；dispersion；UV shielding