利用小分子有機(jī)胺催化制備納米二氧化硅顆粒并構(gòu)筑超親水-超疏水表面.pdf

1、具有特殊浸潤性的材料，如超疏水/超親水等材料因為其自清潔、防腐蝕及抗霧抗反射等性能越來越受到人們的廣泛關(guān)注。SiO2納米顆粒因為其無毒、無污染、穩(wěn)定性好、分散性良好等優(yōu)點(diǎn)而成為構(gòu)造特殊浸潤性表面的主要材料之一，因此本文重點(diǎn)考察小分子有機(jī)胺催化條件下合成顆粒粒徑可控、單分散性的SiO2納米顆粒并用于構(gòu)筑超疏水/超親水表面。
　　主要研究內(nèi)容包括以下四個方面:
　　1.基于St(o)ber方法，以不同結(jié)構(gòu)的小分子有機(jī)胺為催化劑合

2、成了粒徑從幾納米到500nm左右的實(shí)心/介孔SiO2顆粒，粒徑大小可以通過小分子有機(jī)胺的結(jié)構(gòu)予以調(diào)控。小分子有機(jī)胺與其質(zhì)子化產(chǎn)物分別通過氫鍵力、靜電力與核化SiO2低聚物間的相互作用可以抑制SiO2前驅(qū)體的水解及后繼的聚合速度從而減小SiO2顆粒粒徑。另外，鏈接在N原子上的烷烴鏈個數(shù)、長度增加導(dǎo)致的位阻增大也可以有效減小SiO2顆粒粒徑。
　　2.分別以有機(jī)胺N,N,N',N'-四甲基-1，4-丁二胺(TMBDM)和N，N,N'，

3、N'-四甲基-1，6-己二胺(TMHDM)為催化劑，正硅酸乙酯及六甲基二硅雜氮烷(HMDS)為前驅(qū)體成功合成了含有SiO2納米顆粒的疏水性溶膠。采用浸漬提拉法(Dip-coating)將該疏水性溶膠一次成膜在玻璃基底上可以構(gòu)筑超疏水表面，液體水在制備的超疏水表面的接觸角可以達(dá)到162°且滾動角小于5°，該方法工藝簡單，不需要額外的全氟硅烷疏水化處理。
　　3.進(jìn)一步利用小分子有機(jī)胺為催化劑、十六烷基三甲基溴化銨為有機(jī)模板成功制備了

4、介孔SiO2納米顆粒。將稀釋的介孔SiO2膠體顆粒通過簡單的浸漬提拉法在玻璃基底上制備了具有超親水性能的光增強(qiáng)透過涂層，涂覆涂層的玻璃片透過率最高可達(dá)97.3％，水在涂層上的接觸角小于5°，該涂層同時具有優(yōu)良的防霧性能。上述超親水涂層經(jīng)過氣相沉積氟硅烷后涂層呈現(xiàn)出超疏水性，涂層接觸角為150°、滾動角小于5°。
　　4.利用聚陰/陽離子電解質(zhì)交替吸附PS球及SiO2納米顆粒的層層自組裝方法構(gòu)筑表面，并用高溫煅燒去除PS球后得到多層