四丁基氢氧化铵辅助的二氧化硅粒子尺寸与形貌调控
蜘蛛丝纤维的研究现状与展望
蜘蛛丝纤维的研究现状与展望作者：董晶赵坤伟程金亮汪亮来源：《现代纺织技术》2019年第01期摘要：概述了近期国内外丝蛋白及纤维的合成及改性研究现状，发现人造蜘蛛丝蛋白主要来源于基因改变后的桑蚕、大肠杆菌等，对蜘蛛丝纤维物理力学性能的改性方法主要集中在蛛丝蛋白改性、纺丝方法转变、紫外辐射及与其他纺丝液复合纺丝等。
通过蜘蛛丝纤维与其他纤维的物理性能比较得知，蜘蛛丝纤维断裂伸长率高（43.4%）、拉伸强力大、耐疲劳性好。
同时，简述了蜘蛛丝纤维在复合材料、医用仿生材料以及纺织材料等领域的应用情况，并对蜘蛛丝纤维今后的发展进行了展望。
关键词：蜘蛛丝纤维;合成改性;复合材料;医用仿生材料;纺织材料中图分类号：TS102.3文献标志码：A文章编号：1009-265X（2019）01-0015-05蜘蛛丝纤维已成为继蚕丝之后，又一个在化学、生物、材料等学科领域受到广泛关注的动物丝纤维。
蜘蛛丝纤维具有许多优异的特性，包括韧性大、强度高、弹性好、有光泽、耐高温、耐低温、耐紫外线性能强、易于生物降解等。
它被称为“生物钢”，能够应用于外科手术缝线、防弹衣及降落伞等材料[1]。
邵正中等[2]已经制备了性能优于天然蚕丝的人造蚕丝，而对人造蜘蛛丝纤维的研究应紧随其后尽快取得突破。
人造蜘蛛丝纤维的生产，首先需要制备含有蜘蛛丝纤维特性的蜘蛛丝蛋白;其次是如何在合成之初就进行生物化学改性，以生产优于或者具有期望性能指标的蜘蛛丝;最后则是采用合适的工业化纺丝工艺将生产扩大化、低成本化。
本文主要对蜘蛛丝纤维的合成生产方法、改性方法、性能指标及应用情况进行了总结。
1蜘蛛丝纤维蜘蛛丝纤维能够在常温常压下进行液晶纺丝制得，不需要高温和腐蚀性溶剂，只需要水或其他绿色溶剂即可，更符合当今绿色纺织、染整的趋势和要求[1，3]。
如何在绿色环保的前提下，简便、低成本地合成出性能优异的蜘蛛丝纤维一直是国内外学者研究的热点。
1.1国内研究进展常温常压下，纯水透析后的再生丝蛋白水溶液浓度低，容易发生凝聚、不利于保存。
纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究
第３９卷第７期２０２０年７月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹＶｏｌ.３９㊀Ｎｏ.７Ｊｕｌｙꎬ２０２０纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究杨㊀威ꎬ徐本梁ꎬ严顺洪ꎬ肖立鲜(十九冶成都建设有限公司ꎬ成都㊀６１００７３)摘要:本文通过ｓｏｌ￣ｇｅｌ法制备了粒径可控的纳米ＳｉＯ２ꎬ最小粒径为３５ｎｍꎬ最大粒径为３５０ｎｍꎮ采用比表面积测试仪㊁透射电镜(ＴＥＭ)㊁扫描电镜(ＳＥＭ)以及红外光谱(ＦＴＩＲ)表征了纳米ＳｉＯ２的物理化学特性ꎬ研究了不同粒径纳米ＳｉＯ２对其表面化学修饰的影响机制ꎮ结果表明ꎬｓｏｌ￣ｇｅｌ法制备纳米ＳｉＯ２用水量显著影响粒径尺寸ꎬ粒径小于８０ｎｍ时ꎬＳｉＯ２表面呈粗糙和不规则球形ꎮ粒径小于８０ｎｍ的ＳｉＯ２表面的羟基主要以孤立的羟基存在ꎬ而粒径大于１８０ｎｍ时ꎬ其表面的羟基以氢键结合的状态为主ꎮ纳米ＳｉＯ２表面的羟基结合状态决定了其表面与硅氧烷化学反应活性ꎬ氢键结合的羟基基团不利于硅氧烷的化学修饰ꎬ孤立存在的羟基基团有利于纳米ＳｉＯ２与硅氧烷反应ꎮ这一研究结果对指导纳米二氧化硅的表面处理和化学修饰具有重要意义ꎮ关键词:纳米ＳｉＯ２ꎻ尺寸调控ꎻ羟基基团ꎻ化学修饰中图分类号:ＴＱ１２７.２㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１￣１６２５(２０２０)０７￣２３２１￣０５ＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＮａｎｏＳｉＯ２ａｎｄｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｅｏｎＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＹＡＮＧＷｅｉꎬＸＵＢｅｎｌｉａｎｇꎬＹＡＮＳｈｕｎｈｏｎｇꎬＸＩＡＯＬｉｘｉａｎ(Ｃｈｉｎａ１９ｔｈＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＣｈｅｎｇｄｕＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００７３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｎａｎｏＳｉＯ２ｗｉｔｈｒｅｇｕｌａｔｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｒａｎｇｉｎｇｆｒｏｍ３５ｎｍｔｏ３５０ｎｍｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌ￣ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ.Ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ(ＢＥＴ)ꎬｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ(ＴＥＭ)ꎬｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ(ＳＥＭ)ａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ(ＦＴＩＲ)ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏＳｉＯ２.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｗａｔｅｒｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅｎａｎｏＳｉＯ２ｂｙｓｏｌ￣ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ.Ｗｈｅｎｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ８０ｎｍꎬｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＳｉＯ２ｉｓｒｏｕｇｈａｎｄｉｒｒｅｇｕｌａｒꎬｉｎｗｈｉｃｈｃａｓｅｔｈｅｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｏｎＳｉＯ２ｓｕｒｆａｃｅｒｅｍａｉｎｉｓｏｌａｔｅｄꎬｗｈｉｌｅｔｈｅｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＳｉＯ２ｌａｒｇｅｒｔｈａｎ１８０ｎｍａｒｅｍａｉｎｌｙｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｅｄ.Ｉｔｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｓｔａｔｅｏｆｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｏｎｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｉｔｓｓｕｒｆａｃｅｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｗｉｔｈｓｉｌｏｘａｎｅ.Ｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｉｎｇｏｆｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｉｍｐａｉｒｓｓｉｌｏｘａｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｓｏｆｉｓｏｌａｔｅｄｓｔａｔｅｂｅｎｅｆｉｔｓｕｒｆａｃｅｒｅａｃｔｉｏｎｗｉｔｈｓｉｌｏｘａｎｅ.Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｎａｎｏＳｉＯ２ꎻｓｉｚｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎꎻｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐꎻｃｈｅｍｉｃａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ作者简介:杨㊀威(１９８６ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ工程师ꎮ主要从事水泥基建筑材料㊁纳米材料和固废利用研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｙａｎｇｂｕａａ＠１２６.ｃｏｍ０㊀引㊀言纳米ＳｉＯ２因其具有大的比表面积㊁力学强度㊁极高的稳定性和耐老化性而被广泛应用于树脂基杂化材料的改性ꎬ塑料和橡胶中的添加剂以及用于改性粘接剂[１￣４]ꎮ气相法制备的粉末状纳米ＳｉＯ２已经工业化ꎬ但无法控制粒子尺寸的单分散性和形貌ꎮ溶胶￣凝胶法是通过硅酸酯(如ＴＥＯＳ)的水解缩合反应制备纳米ＳｉＯ２ꎬ已成为制备单分散纳米ＳｉＯ２的主要方法ꎬ采用硅氧烷前驱体水解的方法ꎬ通过调整反应温度㊁组成和ｐＨ值ꎬ可以获得不同粒径的纳米ＳｉＯ２ꎮ为拓展纳米ＳｉＯ２应用领域和功能ꎬ其表面常需要进行化学改性ꎮ在ＳｉＯ２的表面改性材料中ꎬ有机硅氧烷被广泛用于纳米ＳｉＯ２的表面改性[５￣６]ꎮ大量的研究结果表明ꎬ改性后的２３２２㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷纳米ＳｉＯ２表面能够接枝有机分子链段ꎬ增加了其与聚合物之间的相容性并能够有效提高ＳｉＯ２的分散性ꎮ尽管已有大量研究提出了关于纳米ＳｉＯ２的表面修饰方法ꎬ但纳米ＳｉＯ２表面改性的影响因素ꎬ尤其是纳米粒子尺寸及其表面的化学状态对化学修饰的影响机制ꎬ仍未被研究者关注和报道ꎮ为了深入研究纳米ＳｉＯ２粒径尺寸与表面特性的关系以及表面特性对化学修饰的影响ꎬ本文通过制备不同粒径的纳米ＳｉＯ２ꎬ通过硅氧烷ＭＰＳ改性ꎬ研究ＳｉＯ２表面羟基的结合状态与粒子尺寸之间的关系及其对化学改性的影响并提出了反应机理ꎮ１㊀实㊀验１.１㊀原料及仪器实验原料为:无水乙醇(９９.５％ꎬ北京化工厂)ꎬ正硅酸乙酯(ＴＥＯＳꎬ广州西陇化工有限公司)ꎬ去离子水ꎬ氨水(２５％~２８％ꎬ北京化工厂)ꎬ甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(ＭＰＳꎬ南京向前化工有限公司)ꎮ实验仪器为:ＦＥＳＥＭＪＳＭ￣７５００Ｆ场发射扫描电子显微镜(ＪＥＯＬꎬ日本)ꎬ康塔气体吸附系统ＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅＡｕｔｏｓｏｒｂＡｕｔｏｍａｔｅｄＧａｓＳｏｒｐｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ(美国)ꎬ红外光谱仪ＮＥＸＵＳ￣４７０(Ｎｉｃｏｌｅｔꎬ美国)ꎮ１.２㊀实验过程１.２.１㊀纳米ＳｉＯ２的制备图１㊀ＴＥＯＳ在碱性条件下生成纳米ＳｉＯ２机理Ｆｉｇ.１㊀ＧｒｏｗｔｈｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎａｎｏＳｉＯ２ｉｎａｌｋａｌｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ将无水乙醇㊁去离子水和氨水加入带有温度计ꎬ冷凝管和磁力搅拌器的２５０ｍＬ三口瓶中ꎬ然后将ＴＥＯＳ的乙醇溶液滴加到三口瓶中ꎬ并于１５ｍｉｎ内滴完ꎬ搅拌反应２４ｈꎬ得到不同粒径的纳米ＳｉＯ２分散液[７]ꎮ图１是ＴＥＯＳ水解制备纳米ＳｉＯ２的过程ꎬ采用ＴＥＯＳ制备纳米ＳｉＯ２粒子的过程分为两个阶段:首先ＴＥＯＳ在碱性条件下水解生成羟基(Ｓｉ(ＯＨ)４)ꎬ随后羟基之间发生缩合反应ꎬ生成三维网络结构ꎮ１.２.２㊀分析测试扫描电子显微镜表征(ＳＥＭ)ꎬ将ＳｉＯ２悬浮液离心干燥后重新分散到乙醇中ꎬ取一滴乙醇分散液于硅片表面ꎬ待溶剂挥发后对样品表面喷金(Ｐｔ)ꎬ采用ＦＥＳＥＭＪＳＭ￣７５００Ｆ场发射扫描电子显微镜(ＪＥＯＬꎬ日本)表征ＳｉＯ２的形貌ꎮ透射电子显微镜表征(ＴＥＭ)ꎬ将ＳｉＯ２用乙醇分散后取一滴样品滴在铜网表面ꎬ待溶剂挥发后进行测试ꎬ使用ＪＥＭ￣２１００型透射电子显微镜(ＪＥＯＬꎬ日本)对样品的形貌进行分析ꎬ测试过程的电子加速电压为２００ｋＶꎮ比表面积测试(ＢＥＴ)ꎬ采用康塔气体吸附系统ＱｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅＡｕｔｏｓｏｒｂＡｕｔｏｍａｔｅｄＧａｓＳｏｒｐｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ(美国)测试纳米ＳｉＯ２的比表面积ꎬ将干燥的纳米ＳｉＯ２粉末于１００ħ中脱气１６ｈꎬ通过Ｂｒｕｎａｕｅｒ￣Ｅｍｍｅｔｔ￣Ｔｅｌｌｅｒ(ＢＥＴ)法测试纳米ＳｉＯ２的比表面积Ｓ(ｍ２/ｇ)ꎮ傅里叶变换红外光谱分析(ＦＴ￣ＩＲ)ꎬ将纳米ＳｉＯ２与ＫＢｒ粉末共混压片制样ꎬ采用红外光谱仪ＮＥＸＵＳ￣４７０(Ｎｉｃｏｌｅｔꎬ美国)分析纳米ＳｉＯ２表面特征基团ꎬ红外光谱的扫描范围５００~４０００ｃｍ－１ꎬ分辨率为６ｃｍ－１ꎬ扫描３２次ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀纳米ＳｉＯ２粒径尺寸与比表面积表１是纳米ＳｉＯ２的制备条件以及颗粒比表面积ꎬ由表１可知ꎬ当反应温度为室温２５ħꎬＴＥＯＳ用量为３.５ｇꎬ水用量为５ｍＬꎬ乙醇为５０ｍＬꎬ氨水２ｍＬ时ꎬ纳米ＳｉＯ２的平均粒径为３３０ｎｍꎮ当反应温度升高到４０ħ㊀第７期杨㊀威等:纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究２３２３时ꎬ纳米ＳｉＯ２平均粒径为１８０ｎｍꎬ表明升高温度会导致纳米ＳｉＯ２粒径尺寸下降ꎮ表１㊀不同粒径纳米ＳｉＯ２的制备条件及其比表面积Ｔａｂｌｅ１㊀ＣｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｏｒｎａｎｏＳｉＯ２ｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａＮｏ.ＴＥＯＳ/ｇＷａｔｅｒ/ｍＬＥｔｈａｎｏｌ/ｍＬＡｍｍｏｎｉａ/ｍＬＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ/ħＰａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ/ｎｍＳｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ/(ｍ２/ｇ)１３.９￣５０２２５３５２７９.５２３.５２１００４４０５５１５６.８３３.５２５０２４０８０６９.４４３.５５５０２４０１８０３３.５５３.５１０５０２２５２２０２９.８６３.５５５０２２５３３０１５.５㊀㊀在室温反应时ꎬＴＥＯＳ的水解速率和Ｓｉ￣ＯＨ的缩合速率较慢ꎬ颗粒容易聚集生长ꎬ有利于纳米粒子的长大ꎮ当温度升高时ꎬＴＥＯＳ的水解和Ｓｉ￣ＯＨ的缩合速率都明显提高ꎬ在反应体系中短时间内即产生大量颗粒ꎬ导致最终形成的ＳｉＯ２粒子尺寸较小[７]ꎮ当ＴＥＯＳ用量３.５ｇꎬ反应温度为４０ħꎬ乙醇用量为５０ｍＬꎬ水的用量为２ｍＬ时ꎬ纳米ＳｉＯ２的尺寸为８０ｎｍꎬ当水的用量提高到５ｍＬ而乙醇和氨水的用量不变时ꎬ所得ＳｉＯ２的粒径尺寸增加到１８０ｎｍꎬ表明水的用量增加ꎬ能够提高ＳｉＯ２粒径尺寸ꎮ这是由于当反应体系中水量为２ｍＬ时ꎬＴＥＯＳ的水解速率较低ꎬ水解反应受到抑制ꎬ进而限制了缩合反应的发生ꎬ因而所得ＳｉＯ２粒径较小ꎬ而增加水的用量之后ꎬ提高了ＴＥＯＳ水解程度ꎬ促进缩合反应的进行ꎬ使ＳｉＯ２粒径增长ꎮ当ＴＥＯＳ用量为３.５ｇꎬ乙醇５０ｍＬꎬ氨水２ｍＬꎬ并于室温下反应时ꎬ随着水的用量由５ｍＬ增加到１０ｍＬꎬＳｉＯ２的粒径尺寸由３３０ｎｍ下降到２２０ｎｍꎬ表明水的用量提高使得ＳｉＯ２粒子尺寸下降ꎮ由于水含量的增加促进了ＴＥＯＳ的水解和Ｓｉ￣ＯＨ缩合反应ꎬ形成大量的生长中心和微小颗粒ꎬ在反应的后期没有足够的ＴＥＯＳ水解补充ꎬ粒子的生长幅度不大ꎬ导致纳米ＳｉＯ２粒径变小ꎮ由表１可知ꎬ随着纳米ＳｉＯ２粒子尺寸由３５ｎｍ增加到３３０ｎｍꎬ其比表面积由２７９.５ｍ２/ｇ下降到１５.５ｍ２/ｇꎬ粒径尺寸的增加导致比表面积大幅下降ꎮ图２㊀不同粒径ＳｉＯ２的ＳＥＭ和ＴＥＭ照片Ｆｉｇ.２㊀ＳＥＭａｎｄＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｎａｎｏＳｉＯ２ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ２.２㊀纳米ＳｉＯ２表面形貌图２是纳米ＳｉＯ２的ＳＥＭ和ＴＥＭ照片ꎬ由图２可知ꎬ当纳米ＳｉＯ２的平均粒径由３５ｎｍ提高到２２０ｎｍ时ꎬ２３２４㊀新型功能材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３９卷粒子表面由比较粗糙逐渐变为形状规整的球形ꎮ如图２(ａ)所示ꎬ３５ｎｍＳｉＯ２表面比较粗糙ꎬ由于反应体系中的水来源于氨水ꎬ反应体系中的水不足以促进ＴＥＯＳ水解ꎬＴＥＯＳ水解程度较低ꎬ导致Ｓｉ￣ＯＨ较少ꎬ限制了Ｓｉ￣ＯＨ的缩合ꎬ使得ＳｉＯ２粒子的表面出现粗糙的形貌ꎮ随着水用量的增加ꎬＴＥＯＳ的水解和缩合程度提高ꎬ因此粒子表面逐渐变得平滑ꎬ得到形状规整的球形ＳｉＯ２ꎮ由图２可知ꎬ反应条件的改变对ＳｉＯ２粒子的单分散性影响较小ꎬ对ＳｉＯ２粒径尺寸影响较大ꎮ尽管不同粒径的纳米ＳｉＯ２表面微观形貌存在差别ꎬ但基本都具有粒径尺寸单分散的特点ꎮ２.３㊀纳米ＳｉＯ２的红外光谱分析图３㊀ＳｉＯ２改性前后的红外光谱Ｆｉｇ.３㊀ＦＴ￣ＩＲｓｐｅｃｔｒａｆｏｒｎａｎｏＳｉＯ２ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ图３是不同粒径的纳米ＳｉＯ２经ＭＰＳ改性前后的红外光谱ꎮ图３(ａ)是未改性的３５ｎｍＳｉＯ２红外光谱ꎬ其中ꎬ４６９ｃｍ－１是Ｓｉ￣Ｏ￣Ｓｉ的弯曲振动吸收峰ꎬ８００ｃｍ－１和１１００ｃｍ－１分别是Ｓｉ￣Ｏ￣Ｓｉ的不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰ꎬＳｉ￣ＯＨ的弯曲振动吸收峰出现在９４５ｃｍ－１ꎮ２９８０ｃｍ－１附近的吸收峰属于Ｃ￣Ｈ的伸缩振动ꎬＣ￣Ｈ吸收峰的存在表明ＳｉＯ２表面存在未完全水解的￣ＯＣ２Ｈ５ꎬ在３４３３ｃｍ－１附近出现￣ＯＨ的吸收峰ꎮ由图３(ａ)和图３(ｅ)可见ꎬ图３(ａ)的￣ＯＨ吸收峰宽度比图３(ｅ)的￣ＯＨ吸收峰窄ꎬ这是由于￣ＯＨ之间氢键的存在导致红外光谱吸收峰变宽ꎮ由此可知ꎬ３５ｎｍＳｉＯ２表面的￣ＯＨ主要以孤立的状态存在ꎬ而２２０ｎｍＳｉＯ２表面的￣ＯＨ主要以氢键相结合的方式存在ꎮＫａｍｉｙａ等[８]认为ꎬ不同粒径的纳米ＳｉＯ２表面羟基的结合状态存在明显差别ꎬ当粒径尺寸小于３０ｎｍ时ꎬＳｉＯ２表面羟基主要以孤立羟基的形式存在ꎬ当粒径大于６０ｎｍ时ꎬ粒子表面的羟基主要以氢键的方式结合ꎮ图３(ｂ)ꎬ图３(ｃ)ꎬ图３(ｄ)和图３(ｆ)是不同粒径纳米ＳｉＯ２经ＭＰＳ改性后的红外光谱ꎮ由图３(ｂ)可知ꎬ３５ｎｍＳｉＯ２改性后ꎬ红外光谱在１７２３ｃｍ－１出现了Ｃ＝Ｏ的吸收峰ꎬ表明ＭＰＳ成功接枝到了ＳｉＯ２表面ꎮ如图３(ｃ)所示ꎬ当纳米ＳｉＯ２粒径为８０ｎｍ时ꎬ改性后的粒子红外光谱也出现了Ｃ＝Ｏ吸收峰ꎬ说明ＭＰＳ与８０ｎｍＳｉＯ２表面的羟基发生了反应ꎮ由图３(ｄ)可知ꎬ当ＳｉＯ２粒径尺寸大于１８０ｎｍ时ꎬ经ＭＰＳ改性后红外光谱中没有出现Ｃ＝Ｏ的吸收峰ꎬ说明ＭＰＳ没有与ＳｉＯ２表面的羟基发生反应ꎬ对大粒径纳米ＳｉＯ２不能发生有效的化学接枝ꎮ图４㊀不同粒径ＳｉＯ２表面羟基的结合形式Ｆｉｇ.４㊀ＴｈｅｂｏｎｄｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆＳｉ￣ＯＨｏｎｓｕｒｆａｃｅｏｆｎａｎｏ￣ｓｉｌｉｃａｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅＲａｈｍａｎ等[９￣１０]认为ꎬ随着粒子尺寸的增长ꎬＳｉＯ２表面的羟基数量增加ꎬ但ＳｉＯ２的比表面积下降ꎬ表面Ｓｉ￣ＯＨ浓度下降ꎮ由此可知ꎬ当采用ＭＰＳ对ＳｉＯ２进行修饰改性时ꎬ能够接枝到ＳｉＯ２表面的ＭＰＳ取决于单位质量的ＳｉＯ２粒子表面的Ｓｉ￣ＯＨ浓度ꎬ与３５ｎｍＳｉＯ２相比ꎬ１８０ｎｍＳｉＯ２表面的羟基浓度下降ꎬ而且羟基之间主要以氢键结合的方式存在ꎬ孤立的羟基少于小粒径ＳｉＯ２ꎬ表面化学修饰的空间位阻增大ꎬ因此ＭＰＳ无法对纳米粒子进行化学修饰ꎮ有研究结果指出ꎬ纳米ＳｉＯ２表面的Ｓｉ￣ＯＨ主要存在两种结合形式ꎬ分别是孤立的Ｓｉ￣ＯＨ和以氢键结合的Ｓｉ￣ＯＨ[１１￣１２]ꎮ当ＳｉＯ２粒子尺寸大于６０ｎｍ时ꎬ大部分的硅羟基(Ｓｉ￣ＯＨ)以氢键的方式结合ꎮ当ＳｉＯ２粒子尺寸小于３０ｎｍ时ꎬ其表面Ｓｉ￣ＯＨ主要以孤立的形式存在[１３]ꎬ如图４所示ꎮ㊀第７期杨㊀威等:纳米二氧化硅粒径尺寸调控及其对表面化学修饰的影响研究２３２５根据上述分析可知ꎬＳｉＯ２纳米粒子的尺寸决定其与ＭＰＳ的反应活性ꎬ表面含有大量孤立Ｓｉ￣ＯＨ的小粒径纳米ＳｉＯ２能与ＭＰＳ发生化学接枝反应ꎬ从而得到ＭＰＳ改性的ＳｉＯ２纳米粒子ꎮ３５ｎｍ的ＳｉＯ２表面存在大量孤立的羟基ꎬ因此容易与ＭＰＳ发生反应ꎬ生成ＭＳｉＯ２纳米粒子ꎮ而１８０ｎｍ以上的大粒径ＳｉＯ２表面的羟基主要以氢键的方式结合在一起ꎬ限制了其与ＭＰＳ的缩合反应ꎬ不利于粒子表面的化学修饰ꎮ３㊀结㊀论(１)反应温度由２５ħ升高至４０ħ时ꎬＳｉＯ２粒径尺寸下降ꎮ当水的用量增加时ꎬＳｉＯ２粒子尺寸先增大后减小ꎮ当体系中的水含量较低时ꎬＴＥＯＳ水解不完全ꎬ抑制了缩合反应的进行ꎬ所得ＳｉＯ２粒径较小ꎬ表面粗糙ꎮ(２)随着ＳｉＯ２粒径尺寸的增大ꎬ比表面积下降ꎬ表面孤立的羟基浓度降低ꎬ小粒径纳米ＳｉＯ２表面的羟基主要以孤立的形式存在ꎬ大粒径纳米ＳｉＯ２表面的羟基主要以氢键的结合形式存在ꎮ(３)对于纳米ＳｉＯ２ꎬ表面孤立的羟基浓度高ꎬ有利于ＭＰＳ与其发生反应ꎬ生成ＭＰＳ改性的纳米ＳｉＯ２ꎬ与小粒径纳米ＳｉＯ２相比ꎬ大粒径纳米ＳｉＯ２无法通过ＭＰＳ进行化学修饰ꎮ参考文献[１]㊀ＣａｓｔｅｌｌａｎｏＭꎬＣｏｎｚａｔｔｉＬꎬＣｏｓｔａＧꎬｅｔａｌ.Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃａ:１.Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｓｐｅｃｔｓａｎｄｅｆｆｅｃｔｏｎｅｌａｓｔｏｍｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ[Ｊ].Ｐｏｌｙｍｅｒꎬ２００５ꎬ４６(３):６９５￣７０３.[２]㊀李清江ꎬ杨㊀莹ꎬ蒋㊀莉ꎬ等.表面改性纳米二氧化硅粒子制备与分散性表征分析[Ｊ].实验技术与管理ꎬ２０１９ꎬ３６(１０):１５９￣１６２. [３]㊀ＳｌｏｗｉｎｇＩＩꎬＴｒｅｗｙｎＢＧꎬＧｉｒｉＳꎬｅｔａｌ.Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｄｒｕｇｄｅｌｉｖｅｒｙａｎｄｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２００７ꎬ１７(８):１２２５￣１２３６.[４]㊀王㊀茹ꎬ万㊀芹ꎬ王高勇.纳米二氧化硅对苯丙共聚物/水泥复合胶凝材料凝结硬化的影响[Ｊ].材料导报ꎬ２０１９ꎬ３３(２２):３７１２￣３７１９. [５]㊀ＰｏｓｔｈｕｍｕｓＷꎬＭａｇｕｓｉｎＰꎬＢｒｏｋｋｅｎ￣ＺｉｊｐＪＣＭꎬｅｔａｌ.Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｘｉｄｉｃｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｓｉｎｇ３￣ｍｅｔｈａｃｒｙｌｏｘｙｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００４ꎬ２６９(１):１０９￣１１６.[６]㊀ＺｈａｉＬꎬＬｕＤꎬＦａｎＮꎬｅｔａｌ.Ｆａｃｉｌｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ/ｓｉｌｉｃａｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｔｅｘｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｉｌｉｃａｓｏｌａｎｄｓｉｌａｎｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１３ꎬ１０(６):７９９￣８１０.[７]㊀ＰａｒｋＳＫꎬＤｏＫｉｍＫꎬＫｉｍＨＴ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ:ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｓｍａｌｌａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅｓＡ:ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｓｐｅｃｔｓꎬ２００２ꎬ１９７(１￣３):７￣１７.[８]㊀ＫａｍｉｙａＨꎬＭｉｔｓｕｉＭꎬＴａｋａｎｏＨꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｎｓｕｒｆａｃｅｓｉｌａｎｏｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｈｙｄｒａｔｉｏｎｆｏｒｃｅｓꎬａｎｄａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｌｋｏｘｉｄｅ￣ｄｅｒｉｖｅｄｓｉｌｉｃａｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙꎬ２０００ꎬ８３(２):２８７￣２９３.[９]㊀ＲａｈｍａｎＩＡꎬＶｅｊａｙａｋｕｍａｒａｎＰꎬＳｉｐａｕｔＣＳꎬｅｔａｌ.Ｓｉｚｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓꎬ２００９ꎬ１１４(１):３２８￣３３２.[１０]㊀ＲａｈｍａｎＩＡꎬＰａｄａｖｅｔｔａｎＶ.Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｓｉｌｉｃａｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙｓｏｌ￣ｇｅｌ:ｓｉｚｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｓｉｌｉｃａ￣ｐｏｌｙｍｅｒｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ￣ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１２(５):２０１３￣２０１９.[１１]㊀黄㊀静ꎬ赵㊀琦ꎬ卓坚锐ꎬ等.交联ＰＶＡ/ＳｉＯ２复合膜的制备及性能[Ｊ].塑料ꎬ２０１０ꎬ３９(１):７￣８.[１２]㊀刘永辉.电化学测试技术[Ｍ].北京:北京航空学院出版社ꎬ１９８７.[１３]㊀ＫａｍｉｙａＨꎬＭｉｔｓｕｉＭꎬＴａｋａｎｏＨꎬｅｔａｌ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｎｓｕｒｆａｃｅｓｉｌａｎｏｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｈｙｄｒａｔｉｏｎｆｏｒｃｅｓꎬａｎｄａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｌｋｏｘｉｄｅ￣ｄｅｒｉｖｅｄｓｉｌｉｃａｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙꎬ２０００ꎬ８３(２):２８７￣２９３.。
四丁基氢氧化铵红外光谱
四丁基氢氧化铵红外光谱
四丁基氢氧化铵是一种季铵盐，在化学实验中常用作碱性试剂。
其红外光谱特征主要包括：
1. 长波部分有一个强烈的吸收峰，波数在3400-3200 cm-1范围内，由于N-H键的伸缩振动引起。
2. 短波部分有一个较弱的吸收峰，波数在2950-2850 cm-1范围内，由于CH3基的伸缩振动引起。
3. 在1500-1400 cm-1范围内，有一个中等强度的吸收峰，由于N-H键的弯曲振动引起。
4. 在1350-1250 cm-1范围内，有一个强烈的吸收峰，由于C-N 键的伸缩振动引起。
5. 在1200-1000 cm-1范围内，有几个弱的吸收峰，由于C-O键的伸缩振动引起。
- 1 -。
添加剂对SiO2-CeO2复合抛光粉粒度的影响
添加剂对SiO2-CeO2复合抛光粉粒度的影响柴明霞【摘要】在制备SiO2-CeO2复合抛光粉的过程中，添加过氧化氢和不同种类的分散剂，测定其对粒度的影响。
结果表明:加入过氧化氢增大了粒子的团聚，复合氧化物的粒度相对较大。
在CeO2和SiO2复合时，加入分散剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙二醇进行比较，加入CTAB，粉体粒度较小，复合物的浆料悬浮性也较好。
【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(029)003【总页数】4页(P29-32)【关键词】二氧化硅-氧化铈;复合氧化物;添加剂;粒度【作者】柴明霞【作者单位】青海大学化工学院,青海西宁810016【正文语种】中文【中图分类】O614.33;TF123.72目前，与其他抛光粉相比，铈基抛光粉具有很多优点:良好的晶形，粒度小而均匀，化学活性高，抛光效率高，使用量小且寿命长，工件合格率高，易清洗，无污染，废弃物处理简单等。
因此，铈基抛光粉也被称为“抛光粉之王”［1］。
粒度是影响抛光性能的主要因素之一。
随着抛光粉粒度的减小，表面积增大，抛光粉会表现出许多不同的特性，如体积效应和表面效应等。
对于玻璃抛光，相同成分的抛光粉，平均粒度大的切削力强，适合高速抛光，抛光表面平整度低。
平均粒度小的切削力弱，适合低速抛光，抛光表面平整度高。
因此，应针对不同抛光要求来选择合适粒度的抛光粉。
国际上一般将超细粉体按粒度大小分为3种等级:纳米级(1～100nm)、亚微米级(100nm～1 μm)、微米级(1～100 μm)。
据此，稀土抛光粉也可以分为上述3类。
通常使用的稀土抛光粉为微米级，其粒度1～10 μm。
根据其物理化学性质一般应用于玻璃抛光的最后工序，进行精磨。
小于1 μm的亚微米级稀土抛光粉，由于在液晶显示器与电脑光盘领域的应用倍受重视，产量逐年提高。
纳米级稀土抛光粉目前也已经问世，随着现代科学技术的发展，其应用前景看好，但目前其市场份额还很小，尚属于研发阶段。
四丁基氢氧化铵安全技术说明书
第十四部分运输信息
危险货物编号：
UN编号：82019
包装标志：腐蚀
包装类别：Ⅱ
包装方法：。
储运注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输前应先检查包装容器是否完整、密封，运输过程中要确保容器不泄漏、不倒 塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输车船必须彻底清洗、消毒，否则不得装运其它物品。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。?
化学品英文名：Tetrabutylammoniumhydroxide
英文名称2：Tetra-n-butylammonium hydroxide;tetranbutylammoniumhydroxidesolnimethanol;Tetrabutylamm.hydr.in methanol;Tetrabutylammonium
沸点(℃)：100
相对密度(空气=1)：
闪点(℃)：7
辛醇/水分配系数：
引燃温度(℃)：
爆炸下限(v/%)：
临界温度(℃)：
爆炸上限(v/%)：
临界压力(MPa)：
饱和蒸汽压(KPa)：
其他理化性质：35
第十部分稳定性和反应活性
稳定性：稳定
禁配物：强氧化剂、强酸、二氧化碳。
避免接触条件：
聚合危害：
反应分解产物：
化学危险物品安全管理条例198717日国务院发布化学危险物品安全管理条例实施细则化劳发1992677号工作场所安全使用化学品规定1996劳部发423号等法规针对化学危险品的安全使用生产储存运输装卸等方面均作了相应规定
化学品安全技术说明书
产品名称：氢氧化四丁基铵(40%水溶液)
粒径可控纳米二氧化硅微球的制备
粒径可控纳米二氧化硅微球的制备
樊雅玲;刘根起;罗四辈
【期刊名称】《粘接》
【年(卷),期】2015(0)9
【摘要】采用改进的Stober法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙醇为溶剂,氨水为催化剂制备出单分散性好、粒径大小可控的纳米二氧化硅颗粒,并通过单一因素法研究了搅拌速度、正硅酸乙酯、氨水及水的用量对颗粒粒径的影响.利用扫描电镜(SEM)对微球的粒径和形貌进行了表征.结果表明,随着搅拌速度、TEOS及氨水的用量增加,生成的SiO2微球粒径逐渐增大,随着二次水用量的增大微球粒径呈先增后减的趋势,并且在不加水或者氨水的用量小于2.5mL时,生成的二氧化硅微球单分散性较差.
【总页数】4页(P44-47)
【作者】樊雅玲;刘根起;罗四辈
【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129
【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.2
【相关文献】
1.具有可控分散性的不同粒径氨基酸双功能化介孔二氧化硅纳米颗粒 [J], 王玉;韩璐;车顺爱
2.无皂乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯包覆厚度可控的纳米核-壳二氧化硅微球[J], 方建勇;刘晓丽;路子阳;赵春山;高歌;杨文胜;刘凤岐
3.粒径及壁厚可控的二氧化硅空心微球的研究 [J], 李臻;王树彬
4.金纳米棒核／二氧化硅壳纳米复合结构的可控制备及细胞成像 [J], 王英帅;周颖;王珺楠;邵丹;孙允陆;李晶;董文飞
5.非离子反相微乳液体系制备单分散可控粒径纳米二氧化硅微球 [J], 韩群;吴礼华;陈静;丁师杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
四丁基氢氧化铵安全技术说明书
第十四部分运输信息
危险货物编号：
UN编号：82019
包装标志：腐蚀
包装类别：Ⅱ
包装方法：。
储运注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输前应先检查包装容器是否完整、密封，运输过程中要确保容器不泄漏、不倒 塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输车船必须彻底清洗、消毒，否则不得装运其它物品。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。?
第十五部分法规信息
法规信息：化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。
第四部分急救措施
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
存储注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。运输前应先检查包装容器是否完整、密封，运输过程中要确保容器不泄漏、不倒 塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输车船必须彻底清洗、消毒，否则不得装运其它物品。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。?
眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。
身体防护：穿防静电工作服。
手部防护：戴橡胶手套。
四丁基氢氧化铵的合成研究
四丁基氢氧化铵（ TBAOH） 是一种强有机季铵 碱，也是一种多用途的化学品。常用作有机合成试 剂，能和各种不同的酸反应制备相应的铵盐； 用作表 面活性剂、相转移催化剂、电子工业的清洗试剂； 在 色谱技术中通常作为极谱分析试剂。四丁基氢氧化 铵可以通过相应的季铵盐来制备。由季铵盐制备季 铵碱通常有 3 种方法： 氧化银法、电解法、离子交换 法［1］。其中，氧 化 银 法 价 格 昂 贵，且 溶 液 中 含 有 较 多的溴，无论质量还是成本上都难以符合市场的需 求［2-3］； 电解法价格昂贵，生产成本高； 离子交换法生 产成本较低，且离子交换树脂可通过廉价的氢氧化 钠溶液进行再生复活，是较绿色的生产工艺［4-5］。
8． 31
27
9． 35
10． 36
2． 2 四丁基溴化铵浓度的影响 在保证 Br － 处理量基本一致的情况下，考察不
同浓度四丁基溴化铵对四丁基氢氧化铵浓度的影响 （ 见图 1） 。
图 1 四丁基溴化铵浓度对产品浓度和交换度的影响 Fig． 1 Influence of TBAB concentration on production
滴加速度 /（ 滴·s －1 ）
（ C4 H9 ） 4 NOH 浓度 / % 交换度 / %
3
10． 19
80． 33
6
10． 12
81． 04
12
10． 65
84． 05
18
11． 93
85． 11
24
12． 13
88． 81
30
10． 36
84． 80
45
10． 78
81． 25
由表 2 可知，在较宽的滴加速度范围内对交换 结果影响不大。 2． 5 再生液 NaOH 浓度的影响
二氧化硅微球的制备与形成机理
二氧化硅微球的制备与形成机理一、本文概述本文主要探讨二氧化硅微球的制备方法及其形成机理。
作为一种重要的无机非金属材料，二氧化硅微球因其独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性等，在众多领域如催化剂载体、药物递送、光学材料和生物传感器等中展现出广阔的应用前景。
因此，深入研究二氧化硅微球的制备工艺和形成机理，对于优化其性能、拓展其应用领域具有重要的理论和实践意义。
本文首先介绍了二氧化硅微球的基本性质和应用背景，随后综述了目前常用的制备方法，包括溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法等，并详细阐述了各种方法的原理、优缺点及适用范围。
在此基础上，本文重点探讨了二氧化硅微球的形成机理，包括成核、生长、团聚等过程，并分析了影响微球形貌、结构和性能的关键因素。
本文展望了二氧化硅微球制备技术的未来发展趋势和应用前景，旨在为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
二、二氧化硅微球的制备方法二氧化硅微球的制备方法多种多样，主要包括溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法、气相法等。
下面将详细介绍其中几种主流的制备方法。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化硅微球的方法。
该方法以硅源（如硅酸四乙酯、硅酸钠等）为起始原料，在适当的溶剂中水解缩聚形成硅溶胶，然后通过控制反应条件（如温度、pH值、溶剂种类等）使硅溶胶逐渐凝胶化，形成二氧化硅微球的湿凝胶。
通过热处理或超临界干燥等方法去除湿凝胶中的溶剂，得到二氧化硅微球。
溶胶-凝胶法具有操作简单、反应条件温和、易于控制微球尺寸和形貌等优点，因此在二氧化硅微球的制备中应用广泛。
微乳液法是一种基于液滴微反应器的制备二氧化硅微球的方法。
该方法利用表面活性剂或聚合物在油水界面形成的微乳液滴作为反应容器，将硅源和催化剂引入微乳液滴中进行反应，生成二氧化硅微球。
通过控制微乳液滴的大小和分布，可以制备出具有不同尺寸和形貌的二氧化硅微球。
微乳液法具有反应速度快、产物纯度高、易于实现工业化生产等优点，因此在二氧化硅微球的制备中也具有一定的应用前景。
欧洲药典附录3.1.3.大全
3.1.3. 聚烯烃定义聚烯烃是通过乙烯或丙烯的聚合而成，或是通过这些不超过25%的高同系物的物质或羧酸或酯的共聚作用获得。
某些材料可能是聚烯烃的混合物。
成品添加一定数量的添加剂到聚合物中是为了优化它们的化学性质，物理性质和机械性能，为了使它们适用于预定用途。
所有的这些添加剂都是选自附件列表，并指出了每一种产品中的最大允许含量。
产品中最多包含有三种抗氧化剂，一种或几种润滑剂或抗粘连剂以及当材料必须提供光照保护时，还要添加二氧化钛作为遮光剂。
–二叔丁基对甲酚（增塑剂07）：限量：0.125%–四钛季戊四醇松香酸酯[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]（增塑剂09）：限量：0.3% –1,3,5-三羟甲基氨基甲烷(3,5-二叔丁基-4-邻羟苄基 )- 三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮, (增塑剂 13): 限量： 0.3%–二乙烯[3,3-二[3-(1,1-dimethylethyl)-4-羟苯基]丁酸甲酯] (增塑剂08)：限量：0.3% –二（十八烷基）二硫化物（增塑剂15）限量：0.3%4,4′,4″-(2,4,6-三甲基苯-1,3,5-triyltrismethylene)–三羟甲基氨基甲烷[2,6-二(1,1-dimethylethyl)苯酚]（增塑剂10）限量：0.3%2,2′-二(octadecyloxy)-5,5′-spirobi[1,3,2-dioxaphosphinane](增塑剂 14): 限量：0.3 %;–didodecyl 3,3′-硫代二丙酸（增塑剂16): 限量： 0.3 %;–dioctadecyl3,3′-硫代二丙酸(增塑剂 17): 限量：0.3 %;–三羟甲基氨基甲烷[2,4-二(1,1-dimethylethyl)苯基] 亚磷酸盐 (增塑剂 12): 限量：0.3 %;–增塑剂 18: 限量： 0.1%;–琥珀酸二甲酯和 (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)乙醇的共聚物 (增塑剂 22): 限量：0.3%上面列出的抗氧化添加剂总含量不超过0.3%。
四甲基氢氧化铵应用于单晶硅高效制绒
蔡莉莉等：低温热处理对电子辐照直拉硅中V−O缺陷的影响· 863 ·第39卷第5期四甲基氢氧化铵应用于单晶硅高效制绒吴文娟1,2，张松1,2，张立元2，覃榆森2，季静佳2,4，顾晓峰3，李果华1,4(1. 江南大学理学院，江苏无锡 214122；2. 尚德电力控股有限公司太阳电池研发部，江苏无锡 214028；3. 江南大学物联网工程学院，江苏无锡 214122；4. 江苏省(尚德)光伏技术研究院，江苏无锡 214028)摘要：以十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate，SDS)或Na2SiO3作为表面活性剂，用四甲基氢氧化铵(tetramethylammonium hydroxide，TMAH)/异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)作为腐蚀剂代替传统的NaOH/IPA腐蚀剂制备单晶硅绒面。
研究去除硅表面的切割损伤层、溶液中的TMAH含量、腐蚀时间和温度，以及加入SDS对绒面的影响。
结果表明：制绒前对硅片的清洗和去损伤层不利于高效率制绒；硅片在含有2%(质量分数，下同)TMAH/5%IPA的腐蚀液，80℃恒温腐蚀10min即可制备均匀的具有金字塔结构的减反射绒面；腐蚀液中加入硅酸钠和SDS可以减小金字塔尺寸，降低表面反射率，提高绒面的质量。
关键词：四甲基氢氧化铵；各向异性腐蚀；太阳能电池；硅制绒中图分类号：TK514 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)05–0863–05Application of Tetramethylammonium Hydroxide in Texturing of Monocrystalline SiliconWU Wenjuan1,2，ZHANG Song1,2，ZHANG Liyuan2，QIN Yusen2，JI Jingjia2,4，GU Xiaofeng3，LI Guohua1,4(1. School of Science, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu; 2. Research and Development Department, Suntech PowerHoldings Co., Ltd., Wuxi 214028, Jiangsu; 3, School of Internet of Things, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu;4. Jiangsu Photovoltaic Engineering & Technical Center, Wuxi 214028, Jiangsu, China)Abstract: The texture monocrystalline silicon was prepared using tetramethylammonium hydroxide (TMAH)/ isopropyl alcohol (IPA) as an escharotic and additive sodium dodecyl sulfate (SDS) or Na2SiO3 as a surfactant. The effects of the removal of surface damage of the silicon wafer, TMAH conversation, etching time and temperature in the solution and the addition of SDS on the surface tex-turisation of silicon were investigated. The results indicate that the cleaning and removing of the surface damage of the silicon wafer before texturing is unfavorable to the productive efficiency. The texture with a uniform pyramid structure and a rather low loss of the incident light radiation could be formed at 2%(in mass, the same below) TMAH/5% IPA solution at 80 for 10℃min. In addition, the addition of Na2SiO3 or SDS into the TMAH/IPA solution could reduce the pyramid size and the surface reflectivity of the silicon wa-fer.Key words: tetramethylammonium hydroxide; anisotropic etching; solar energy cells; silicon texturing目前，利用半导体器件的光伏效应原理将太阳辐射能转换成电能的太阳能电池产业发展迅速，各国均在投入巨资支持产业化发展[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四丁基氢氧化铵辅助的二氧化硅粒子尺寸与形貌调控
二氧化硅（SiO<sub>2</sub>）粒子具有优良的化学稳定性和生物相容性,近年来在工业催化、生物成像、临床检验等领域展现了广阔的应用前景,是目前研究者最关注的粒子体系之一。
目前,二氧化硅粒子的制备多采用St（?）ber 法,即在乙醇/水混合溶剂中,以氨水为催化剂,正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源,通过一系列水解/缩合过程而获得SiO<sub>2</sub>粒子。
然而,目前对于St（?）ber法中水解/缩合平衡的变化规律与SiO<sub>2</sub>生长机制及其微结构联系的研究仍处于初级阶段,在粒子尺寸及形貌调控,尤其是制备小尺寸（<10 nm）以及非球形SiO<sub>2</sub>粒子方面仍较为困难。
因此,本论文主要研究了二氧化硅（SiO<sub>2</sub>）粒子的可控合成。
通过向经典的St（?）ber体系中引入有机强碱四丁基氢氧化铵（TBAOH）作为助催化剂,系统研究了TBAOH对体系中TEOS水解/缩合过程的影响,并以此为基础调控SiO<sub>2</sub>粒子的尺寸与形貌,实现了小尺寸（<10 nm）及非球形SiO<sub>2</sub>粒子的可控制备。
主要的工作内容包括:1.在St（?）ber法制备SiO<sub>2</sub>粒子的研究基础上,加入TBAOH作为助催化剂,TBAOH是一种有机强碱,其电离的OH-和TBA+均会对SiO<sub>2</sub>的成核生长过程产生一定的影响。
OH-促进了TEOS的水解缩合速率,增加了成“核”量,从而抑制初级粒子的聚合生长,TBA+浓度的提高则增加了离子强度,从而促进粒子的聚集生长,本论文利用这一机理,通过调整助催化剂TABOH的浓度,制备了一种尺寸可调、稳定分散的小尺寸SiO<sub>2</sub>粒子（6-35 nm）,并通过电导率,红外光谱研究了不同浓度TBAOH对SiO<sub>2</sub>成核生长过程的影响。
固定NH3·H2O浓度为0.3
M,当助催化剂TBAOH的浓度分别为0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,2.0 m M时,制备的SiO<sub>2</sub>粒子尺寸分别为10,28,35,27,20,16,6 nm;实验结果表明,随着进一步增加TBAOH浓度,粒子的尺寸先增大而后减小,当TBAOH浓度为0.4 m M 时,获得的SiO<sub>2</sub>粒子尺寸最大（35 nm）,当TBAOH浓度为2.0 m M 时,获得的SiO<sub>2</sub>粒子尺寸最小（6 nm）。
透射电镜以及动态光散射结果表明,利用这种方法制备的SiO<sub>2</sub>粒子具有良好的单分散性,可与传统的St（?）ber法相比拟。
2.利用TBAOH先催化TEOS反应一段时间后（预水解过程）,在体系中补加NH3·H2O继续反应,制备出非球形的SiO<sub>2</sub>粒子。
通过改变NH3·H2O浓度,调控SiO<sub>2</sub>粒子的尺寸,粒子尺寸随NH3·H2O浓度升高而变大,随NH3·H2O浓度降低而变小。
在NH3·H2O浓度一定的情况下,通过改变预水解时间,调控SiO<sub>2</sub>粒子的形貌。
实验结果表明:当预水解时间分别为0,20,40,60,90,120,150 min,获得的花生状SiO<sub>2</sub>粒子,其长径比分别为
1.00,1.06,1.58,1.84,3.06,5.17,6.82。
随着延长预水解时间,粒子长径比逐渐增大。
预水解时间越长,TEOS水解越完全,体系内成“核”数越多,越容易聚集,从而获得不同尺寸的非球形SiO<sub>2</sub>粒子。