二氧化硅紫外分析
纳米二氧化硅对丙烯酸酯紫外光固化涂料性能的影响
摘要： 用 硅 烷 偶 联 剂 甲基 丙 烯 酰 氧 基 丙 基 三 甲 氧 基硅 烷 （ ＫＨ一 ５ ７ ０ ） 对 纳 米 二 氧化 硅 进 行 了 表 面 改性 ， 并 将 其 填 充 到 丙 烯 酸 酯 紫 外 光 固化 涂 料 中 。扫 描 电镜 观 测 表 明 ： ＫＨ一 ５ ７ ０改 性 的纳 米 二 氧 化 硅 在 丙 烯 酸 酯 中分 散 性 好 。对 它 们 的 丙 烯 酸 酯 紫 外 光 固化 涂 料 的 固 化膜 进 行 了柔 韧 性 ， 铅笔硬度 ， 拉伸强度 ， 拉 伸 断 裂 伸 长 率 和 抗 冲 击强度 测定 ， 结 果表 明 ： 当 ＫＨ一 ５ ７ ０改 性 的 纳 米 二 氧 化 硅 质 量 分 数 为 ４ 时， 固化膜 的拉 伸强 度达 到 ３ ． ４ ５ ＭＰ ａ ， 拉伸断裂伸长率 为 ３ ． ７ ４ ， 抗冲击强度为 ２ ６ ｋ ｇ・ ｃ ｍ。 关键词 ： 纳米 二 氧 化 硅
剂 ＫＨ一 ５ ７ ０的 乙醇 溶 液 中， 在 回流 状 态 下 搅 拌 ２
聚 的现象 ， 且 丙烯 酸 酯 涂 料 紫 外 光 固 化后 的整 体
力 学性 能有 显著 提高 。 １ 实验 部 分
１ ． １ 主 要 试 剂 与 仪 器
ｈ ， 离心 分离 ３ ０ ａｉ ｒ ｎ ， ７ ５ ～８ ５℃烘 干 ， 即得 改 性 纳 米二 氧化 硅 。
预聚体 ， 加 入特定 的活性稀 释 剂丙烯 酸 酯单体 ， 光
引发剂 和 助剂配 制 而成 ， 它具 有涂 装方 便 、 固化 速 率 快 和污染 少 等特点 ， 因此 ， 已广泛 应用 于涂 料工 业［ 、 胶 粘剂 工 业 ］ 、 微 电子 工 业［ ８ ］ 、 快 速 成 型
纳米二氧化硅
1前言1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。
当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。
纳米SiO是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎2粉体的行业。
我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计涉及到所有应用SiO2划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。
1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成[1]，从而使我国成为继美、英、日、德功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO2国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。
纳米SiO的批量生产为其研究开发提2供了坚实的基础。
目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。
专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。
但总地来讲，我国纳米SiO的生2产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。
1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5]纳米二氧化硅是纳米材料中的重要一员，为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。
微结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。
这种特殊结构使它具有独特的性质：纳米二氧化硅对波长490 nm以内的紫外线反射率高达70%～80%，将其添加在高分子材料中，可以达到抗紫外线老化和热老化的目的。
纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。
二氧化硅中o的xps结合能 -回复
二氧化硅中o的xps结合能-回复二氧化硅是一种常见的化合物，其化学式为SiO2。
在X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）中，可以通过测量X射线电子的结合能来研究材料的电子性质和表面化学状态。
本文将以“二氧化硅中氧的XPS结合能”为主题，一步一步地回答。
第一步：介绍X射线光电子能谱（XPS）X射线光电子能谱是一种表面分析技术，通过照射材料表面并测量发射的电子能谱，可以得到材料的化学状态、元素组成、表面组态和电子结构等信息。
XPS能够提供化学计量学、电荷状态、氧化态、表面成分和电子活性等方面的信息，并且表征深度较浅，适合对表面进行分析。
第二步：二氧化硅的组成和结构二氧化硅是由硅和氧两种元素组成的化合物，化学式为SiO2。
它是一种常见的无机材料，广泛应用于电子、光学、陶瓷、玻璃等领域。
二氧化硅通常存在于三种晶相中，分别是α-石英（quartz）、β-石英（cristobalite）和γ-石英（tridymite）。
它的晶体结构由硅离子和氧离子组成，硅和氧之间通过共价键结合。
第三步：解释X射线光电子能谱中的结合能在X射线光电子能谱中，通过测量发射的电子能谱，我们可以获得样品中不同元素的结合能信息。
结合能是指电子从材料中解离出来所需的能量，也可以理解为电子与固体之间的相互作用强度。
第四步：氧的XPS结合能在二氧化硅中的意义对于二氧化硅材料，氧的结合能可以提供它的化学计量学信息、氧化化合物的电荷状态以及表面氧化物的类型等重要信息。
由于二氧化硅在表面上形成一层氧化硅薄膜，所以氧在XPS中是非常重要的元素之一。
第五步：关于二氧化硅中氧的XPS结合能的实验研究研究者们通过实验可以得到氧在二氧化硅中的XPS结合能。
一般使用X射线或紫外线照射样品，测量碳电子的结合能。
根据测量结果，可以得到氧在二氧化硅中的结合能分布和峰的位置。
第六步：解释氧在二氧化硅中不同结合能的意义氧在二氧化硅中的XPS结合能取决于化学环境、晶体结构和氧化物的形成。
KH_550改性纳米二氧化硅的研究_解小玲
Study of Nano- scale Silica modification by KH-550
XIE Xiao-ling, GUO Ru-i jie, JIA Hu-sheng, LIU Xu- guang, XU Bing-she
( College of M ater ials Science and Eng ineer ing of T aiy uan Univer sity of T echnology , T aiy uan 030024, China)
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表 1 羟基紫外线吸收率
改性剂质量
分数/ %
60
0. 5
0. 056 5
1. 1
0. 045 7
1. 5
0. 045 3
2. 3
0. 044 1
3. 2
0. 036 0
3. 5
0. 009 3
4. 1
0. 007 2
4. 3
0. 007 8
5. 2
0. 008 2
时间/ min
90
120
150Biblioteka 180中图分类号: T B383
文献标识码: A
随着 SiO2 的制备技术发展及改性研究的深入, 超微细乃至纳米 SiO 2 在橡胶、塑料、粘合剂、涂料和 功能材料等领域应用更加广泛。
紫外光解法在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜中的应用
[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.鄄Chim.Sin .,2007,23(8)：1219-1223August Received:January 9,2007;Revised:April 6,2007;Published on Web:June 13,2007.∗Corresponding author.Email:qhli@;Tel:+8621⁃50217337.国家自然科学基金青年基金(50503011),上海“浦江人才”计划(05PG14051),上海市教委重点项目(06zz95)及上海市重点学科项目(P1701)资助ⒸEditorial office of Acta Physico ⁃Chimica Sinica紫外光解法在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜中的应用袁昊1李庆华1,∗沙菲2解丽丽1田震1王利军1(1上海第二工业大学环境工程系,上海201209;2上海纳米材料检测中心,上海200237)摘要：以正硅酸乙酯为硅源,四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂和碱源,采取水热晶化技术,通过原位法在硅晶片表面制备出纯二氧化硅透明分子筛薄膜;采用紫外光解法代替传统高温焙烧法脱除分子筛薄膜孔道内的模板剂,制备出具有低介电常数的氧化硅分子筛薄膜.使用FTIR 、XRD 和SEM 对样品进行了结构表征,并采用阻抗分析仪测量了薄膜的介电常数,纳米硬度计测量薄膜的杨氏模量和硬度.与传统的高温焙烧方法相比,紫外光解法处理条件温和,同时省时、省能、操作简易.关键词：紫外光解法;高温焙烧法;氧化硅分子筛薄膜;低介电常数中图分类号：O649Application of Ultraviolet Treatment in the Synthesis of Pure 鄄silicaZeolite Thin Films with Low Dielectric ConstantYUAN Hao 1LI Qing ⁃Hua 1,∗SHA Fei 2XIE Li ⁃Li 1TIAN Zhen 1WANG Li ⁃Jun 1(1Department of Environmental Engineering,Shanghai Second Polytechnic University,Shanghai 201209,P.R.China ;2Shanghai Testing Center of Nanometer Materials,Shanghai 200237,P.R.China )Abstract ：Transparent pure ⁃silica zeolite (PSZ)films were synthesized on silicon wafers through hydrothermal reaction ,in which tetraethyl orthosilicate (TEOS)was used as silica source ,tetrapropyl ammonium hydroxide (TPAOH)as template and alkaline source.An ultraviolet treatment was subsequently applied to remove the organic templates within the pores/channels of zeolite films.The thin films were characterized by using FTIR,XRD,and SEM techniques before and after the ultraviolet treatment.FTIR results showed that the organic templates were effectively removed via ultraviolet treatment,which was the same as the results from the calcinations treatment.In comparison with the calcined films,XRD and SEM results indicated that the crystallinity and the surface as well as the thickness of the films had no significant changes after ultraviolet treatment.Dielectric constant (ε)values of the thin films were measured by means of impedance analyzer.Elastic modulus and hardness of the thin films were measured by the nano ⁃indentation technique.All results showed that the films after ultraviolet treatment had a lower εvalue and higher mechanical strength.Therefore,it could be concluded that ultraviolet treatment was a faster,more energy ⁃conservative method to remove template from zeolite films,in comparison with conventional calcination.Key Words ：Ultraviolet treatment;Calcination;Silica zeolite thin film;Low dielectric constant随着超大规模集成电路(ULSI)技术的发展,电子器件特征尺寸不断缩小,而电路的互连延迟逐渐增大[1,2],成为制约集成电路速度进一步提高的瓶颈.采用低介电常数(low ε)介质薄膜作金属线间和层间介质以代替传统SiO 2介质(ε≈4)是降低互连延迟、串扰和能耗的有效方法[2,3].通常采取以下两类方法降低材料的介电常数：第一类是利用有机化合物本身的低介电常数特性,但由于其机械性能差又不耐高温等缺陷限制了它们的应用;第二类是降低材料的有效介电常数,即在材1219Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2007Vol.23料中增加孔隙,制备成多孔薄膜的方法.由于孔隙的增多致使平均介电常数降低.目前有可能在集成电路中应用的低介电常数介质主要有多孔氧化硅、含氟氧化硅、含氟碳膜、聚酰亚胺等[4-7].其中多孔SiO2不仅有较低的介电常数,且能与已有的单晶SiO2工艺很好地兼容,在热稳定性、对无机物的粘附性等方面明显优于有机介质,是传统SiO2理想的替代物.纳米多孔SiO2材料的制备目前多采用溶胶⁃凝胶(sol⁃gel)工艺[7,8],采用这种方法可获得较大孔隙度,但孔的结构不易控制,孔径尺寸随机分布,不适于用在集成电路中作为互连介质.另一类是与溶胶⁃凝胶技术相结合的模板法,以表面活性剂为模板,结合溶胶⁃凝胶或旋涂技术,可以得到孔径分布均匀的纳米介孔SiO2材料[9,10].与单纯的溶胶⁃凝胶方法相比,这种模板合成法可合理地控制孔隙度、孔尺寸以及膜的结构和厚度,但该类介孔薄膜材料易吸附空气中的水,从而导致薄膜的介电常数增大;同时,其薄膜材料较大的孔道和疏松的无机孔壁结构导致膜的机械性能下降,限制了介孔SiO2材料的进一步应用.近年来,一种新型基于微孔二氧化硅晶体———纯二氧化硅分子筛薄膜材料开始引起人们的关注.同具有低介电常数的有机硅酸盐、氟化硅玻璃或介孔二氧化硅薄膜相比,氧化硅分子筛薄膜具有均一的孔道结构,高热稳定性,高机械强度和高疏水性等特性[11,12],并且具有较低的理论介电常数[13].美国加州大学Yan课题组最先合成的MFI分子筛薄膜的ε值可达到2.7[14].通过选用较低骨架密度的MFI型分子筛或添加造孔剂等方法,将ε值进一步降低到2.2以下[15,16].最引人注目的是这种新型材料的机械强度(杨氏模量E)远大于其它材料[17],因此氧化硅分子筛薄膜有望代替传统二氧化硅薄膜而应用在未来超低ε材料领域.然而,尽管纯硅沸石分子筛(PSZ)薄膜材料显示出比纳米多孔SiO2材料更优异的机械强度和疏水性能,但在制备后期需要采用高温焙烧(>500℃)的方法脱除阻塞孔道的模板剂,并且加热处理过程比较缓慢.我们知道,低介电常数薄膜在实际制备中使用的温度一般不高于400℃.因此,如何解决在低温下快速有效地脱除有机模板剂成为氧化硅分子筛薄膜可以在低ε材料领域得到实际应用的关键问题.目前报道的脱除有机模板剂常用的方法除传统的高温焙烧外,还有酸萃取法和微波消解法等.但温和的酸萃取剂不能彻底脱除模板剂,而微波消解法在结合以廉价氧化性无机酸等为溶剂,利用体系中自身的压力脱除模板剂的同时对薄膜的骨架会有一定的副作用.Li等[18,19]将紫外光解技术应用在微孔分子筛领域,制备出一系列性能良好的分子筛纳米颗粒和薄膜.区别于传统的高温焙烧法,紫外光解技术是在近室温条件下将有机模板剂进行光化学分解,不仅避免高温对低介电常数材料制备影响的限制,同时也避免高温导致的薄膜材料和薄膜基底热膨胀系数不同产生的薄膜开裂.本研究是在原有工作基础上,继续探索紫外光解技术在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜方面的优越性.通过水热晶化方法,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,在硅晶片上原位制备高质量的氧化硅分子筛薄膜.比较了传统高温焙烧法和紫外光解法对薄膜结构、组成和介电常数等的影响.1实验过程1.1原位晶化制备氧化硅分子筛薄膜将2cm×2cm双面抛光的硅晶片严格按标准的硅芯片清洗步骤清洗后,固定在自制的特富龙支架上,置于TPAOH/TEOS/H2O/EtOH的摩尔比为0.12/1/85/4的澄清溶液中,于100℃油浴中静置,2天后取出硅晶片,用0.1mol·L-1的氨水溶液洗涤后,室温下真空干燥.形成薄膜后,将其中一个薄膜基片放置在184-257nm、10-20mW·cm-2下的中压汞灯下照射3-8 h(在184-257nm波长范围内的紫外光),基片中心离紫外灯下端距离为2cm,控制实验温度<50℃.作为参比,采用传统的高温焙烧脱除模板剂的处理方法,将相同样品在氮气保护下以1℃·min-1的线性升温速率升到550℃,在550℃下焙烧6h,再以1℃·min-1降温速率降到室温,得到参比样品.整个高温焙烧的处理时间长达48h.1.2性能表征采用德国布鲁克AXS公司的D8ADVANCE X⁃ray Diffractometer确定微孔薄膜的晶态结构,使用Cu Kα为射线源,管电压40kV,管电流40mA,扫描区间5°-40°;采用德国布鲁克V70傅立叶变换红外分光光谱仪测定薄膜的红外光谱;用日本日立S⁃4800型冷场扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌和薄膜的厚度;介电常数的测量采用平行电容法,电容由HP4284阻抗分析仪测定;杨氏模量和硬度采用美国MTS公司的纳米压痕仪Nano⁃indenter1220No.8袁昊等：紫外光解法在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜中的应用DCM组件测定.2结果与讨论2.1FTIR图谱分析图1为原位晶化得到的氧化硅分子筛薄膜及其紫外光照处理/高温焙烧后产物的红外光谱图.对处理前的薄膜,图1的插图可直接表明有机分子的存在.模板剂中甲基(CH3)和亚甲基(CH2)的C—H伸缩振动峰在2700-3100cm-1区域之间,甲基(CH3)的C—H弯曲振动在1300-1600cm-1区域之间.图1高波数段(3100-2700cm-1)显示在2883、2943、2981 cm-1处有三个吸收峰,这些分别归属于亚甲基(CH2)和甲基(CH3)的C—H伸缩振动,而在低波数段(1800-500cm-1)的1460、1474cm-1处的两个吸收峰则归属于模板剂亚甲基(CH2)和甲基(CH3)的C—H 弯曲振动[20].经过高温焙烧和紫外光照处理后FTIR图谱发生了一些明显的变化.表征有机模板剂的甲基(CH3)和亚甲基(CH2)的C—H伸缩振动和弯曲振动的特征谱峰全部消失,表明两种处理方式都能有效地脱去孔道内的模板剂(低于仪器的检测下限,残留有机物低于1%的原始含量).目前对UV/ozone空气环境下降解有机物的机理学术界还存在争论,但普遍认为UV光照过程可能包括下面的反应：低于245.4nm(最佳λ=184nm)的紫外光照促进了氧气(空气中的)分裂成臭氧和氧原子;且253.7nm波长的光线可激活和/或分裂有机基体,从而产生有活性的核素(如离子、自由基和受激分子);有活性的有机核素随时受到氧原子和臭氧的协同攻击容易形成简单的易挥发的(或可除去的)产物,如一些可从样品内部逸出的CO2、H2O和N2.同时,UV光源发出的光子表现的热效应[21],促使薄膜内部的有机成分分解挥发,且在较短的时间内使得薄膜的性能达到甚至超过传统的热处理效果.需要指出的是,脱除模板剂及其分解产物所需的紫外照射时间与使用的汞灯的功率、灯管清洁程度、薄膜离灯的距离以及薄膜自身的厚度等因素有关.红外测量结果表明,4h的照射时间足够完全除去分子筛薄膜孔道内的有机物,并且能保持样品表面的温度低于50℃,而高温焙烧法不仅需要高达550℃的高温,而且加热时间需要至少48h.所以,紫外光照技术应用在薄膜领域具有低温、快速、简易的特点,在保障低温脱除模板剂前提下,又大大缩短了模板剂脱除所需的时间.2.2XRD图谱分析图2是原位晶化后的分子筛薄膜和经紫外光照或高温焙烧处理后的XRD图谱.薄膜未经处理前的XRD图谱是MFI分子筛薄膜典型的特征衍射峰[22],表明薄膜材料具有均一有序的孔洞结构.样品经过紫外光照或高温焙烧处理后,峰位保持不变,峰的相对强度发生了明显的变化.前两个峰7.96°和8.88°的峰强度变强,11.92°和12.50°两个峰强度有所下降,这主要是由于在模板剂脱除过程中无机组分进入到骨架结构的空穴中[23].我们知道,分子筛薄膜在高温焙烧脱除有机模板剂过程中常会引起薄膜结晶度的下降,这将导致孔隙率降低,介电常数ε值增大.为避免破坏薄膜结构,通常采用氧气/氮气气氛下非常缓慢的程序控制升温过程.整个实验过程耗时、耗能,同时高温可能引起薄膜因与基底热膨胀系数不同而产生裂纹,大图1MFI薄膜原样、UV光照或焙烧处理后的FTIR图谱Fig.1FTIR absorption spectra of silica MFI films ofas⁃synthesized and treated by UV and calcinationMFI:a kind of silicazeolites图2MFI薄膜原样、UV光照/高温焙烧处理后的XRD图Fig.2XRD patterns of silica MFI films of as⁃synthesized and treated by UV and calcination1221Acta Phys.⁃Chim.Sin.,2007Vol.23大影响膜的性能.而紫外光照处理后的XRD 谱图证实紫外光照技术在高效除去模板剂的同时,在保持薄膜结晶度和完整性方面具有比传统高温焙烧法更优异的性能.2.3SEM 形貌厚度分析图3是原位晶化后的微孔分子筛薄膜和经紫外光照或高温焙烧处理后的扫描电镜照片.照片显示,无论是紫外光照处理还是高温焙烧,薄膜表面同未处理前的表面形貌没有明显差异.薄膜表面致密、连续、平整.从SEM 的截面图象中观察到三种薄膜的厚度非常接近,平均为500nm.说明紫外光照处理同高温焙烧处理一样,对薄膜厚度没有影响.2.4薄膜介电常数分析FTIR 和XRD 谱图分析表明紫外光解法比传统高温焙烧法在脱除薄膜孔道内的有机物过程中不仅保证整个过程是低温、快速进行,同时在保持薄膜结晶度完整方面紫外光解法具有更大的优势.我们进一步用平行电容法测量了两种薄膜的介电常数值,研究不同处理方法对介电常数值的影响.为了测量薄膜的介电常数,在制备好的薄膜表面通过孔状隔板真空蒸发上直径为1.5mm 、厚度为1μm 的6个圆形铝点作为上层电极,在硅片的另一面先用缓冲的HF 溶液清洗后真空蒸发沉积一层铝膜,这样它连同中间层的氧化硅介质及上层的铝点构成平板电容器.微孔薄膜的相对介电常数通过公式ε=Cd /(A ε0)算出,其中A 是圆形铝电极的面积,ε0是真空介电常数,d 是薄膜厚度,电容C 由HP4284阻抗分析仪测定.为了避免水吸附的影响,待测薄膜先在120℃下干燥12h,然后保存在干燥器中.电容测量过程在N 2保护下进行.处理前薄膜的介电常数值为ε=3.6,经紫外光照处理后ε=2.4,而经高温焙烧处理后的ε=2.6.这是由于原位晶化制备的分子筛薄膜因孔道中的模板剂占据了一定的空间,导致孔隙率降低,所以介电常数ε值较高为3.6,但经紫外光照处理和高温焙烧脱除模板剂后,ε值因孔隙的增大而分别降低到2.4和2.6,大大低于目前普遍使用的SiO 2介电材料(ε≈4).紫外光照处理比高温焙烧后的ε值低的实验结果也进一步证实了XRD 图谱分析的预测,即由紫外光照处理的样品比高温处理的样品结构更加有序、结晶度更高、缺陷更少.由此,分子筛薄膜的孔隙率增大,ε值减小.2.5薄膜杨氏模量分析经高温焙烧处理后薄膜的杨氏模量和硬度分别为43.2GPa 和2.67GPa,经紫外光照处理后薄膜的杨氏模量和硬度分别为44.0GPa 和2.73GPa.经过紫外光照和高温焙烧处理脱除模板剂后的杨氏模量分别为44.0GPa 和43.2GPa,远远高于微电子工业所要求的低ε材料的杨氏模量必须大约6GPa 的要求.同时由于紫外光解法相对于高温焙烧法具有更好的结构有序度、空间缺陷少等优点,使其具备了更好的机械性能.3结论FTIR 、XRD 、SEM 表征结果和介电常数、机械性能分析表明,紫外光解法同传统的高温焙烧处理法相比,不仅在低温(<50℃)下有效地脱除分子筛薄膜模板剂,而且大大缩短脱除模板剂所需的时间(从48h 降低到4h).需要指出的是,紫外光解法比传统高温焙烧方法在保持薄膜结晶度、有序性方面具有更大的优势,同时可以避免因膜与基底间的热膨胀系数不同而导致在膜界面产生裂缝,因此,在制备高质量低介电常数的薄膜材料方面具有独特的优越性.References1Chen,S.J.;Evans,D.F.;Ninham,B.M.J.Phys.Chem.,1984,88:16312Banerjee,K.;Amerasekera,A.;Dixit,G.;Hu,C.Technical Digest of IEEE International Electron Device Meeting.San Francisco,1996:65-683Fan,H.Y.;Bentley,H.R.;Kathan,K.R.;Clem,Y.;Lu,Y.;Brink,C.J.J.Non ⁃Cryst.Solids,2001,285:79图3薄膜的SEM 照片Fig.3SEM micrographs of films(a)as ⁃synthesized film,(b)UV treated film,(c)calcined film(a)(b)(c)1222No.8袁昊等：紫外光解法在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜中的应用4Bhan,M.K.;Huang,J.;Cheung,D.Thin Solid Films,1997,308/ 309:5075Kazuhiko,E.;Toru,T.J.Vac.Sci.Technol.,1997,15(6):3134 6Lu,T.M.;Moore,J.A.MRS Bulletin,1997,22(10):287Homma,T.Material Science and Engineering,1998,23(6):243 8Wu,G.M.;Shen,J.;Wang,J.;Zhou,B.;Ni,X.Y.Atomic Energy Science and Technology,2002,36(4/5):374[吴广明,沈军,王珏,周斌,倪星元.原子能科学技术,2002,36(4/5):374] 9Stupp,S.I.;Lebonheur,V.;Walker,K.;Li,L.S.;Huggins,K.E.Science,1997,276:38410Wang,J.;Zhang,C.R.;Feng,J.Acta Phys.⁃Chim.Sin.,2004,20(12):1399[王娟,张长瑞,冯坚.物理化学学报,2004,20(12):1399]11Wang,Z.B.;Mitra,A.P.;Wang,H.T.;Yan,Y.Adv.Mater., 2001,13:74612Persson,A.E.;Schoeman,B.J.;Sterte,J.Zeolites,1995,15:611 13van 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二氧化硅光学薄膜材料
二氧化硅光学薄膜材料二氧化硅（SiO2）是一种具有广泛应用前景的光学薄膜材料。
它具有优异的光学特性、机械性能和化学稳定性，在光学器件中具有重要的应用。
下面将从二氧化硅薄膜的制备、光学性能和应用领域等方面进行详细介绍。
首先，二氧化硅薄膜可以通过多种方法制备，常见的方法有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。
物理气相沉积包括磁控溅射法、电弧溅射法和电子束蒸发法等。
化学气相沉积主要有PECVD和LPCVD等方法。
这些方法可以实现对二氧化硅薄膜的控制生长，使得其具有高质量和均匀性。
二氧化硅薄膜具有许多优异的光学性能。
首先，它具有宽的透过波长范围，可覆盖从紫外到红外的光谱范围。
同时，二氧化硅薄膜具有高透过率和低散射率，可以减少光能的损失和干扰。
此外，其折射率和膜层厚度可以通过控制生长条件来调节，可以用于设计和制备各种光学器件，如反射镜、光学滤波器、透镜、光波导器件等。
此外，二氧化硅薄膜还具有优异的机械性能和化学稳定性，能够保证器件的长期稳定性和可靠性。
二氧化硅薄膜在许多领域有广泛的应用。
首先，在光学涂层领域，二氧化硅薄膜可以用于增强光学器件的透过率和反射率，提高器件的光学性能。
其次，在光纤通信系统中，二氧化硅薄膜可以作为光纤的包覆材料，提高光纤的机械强度和抗折性能。
此外，二氧化硅薄膜还可以用于光学传感器、太阳能电池、显示器件等领域。
需要注意的是，在制备和应用二氧化硅薄膜时，还需要充分考虑薄膜的制备工艺和材料的特性对光学性能的影响。
例如，制备工艺中的温度、气体流量、沉积速率等参数会对薄膜的光学性能产生较大影响。
因此，在实际应用中需要进行充分的实验和测试，以确保薄膜的质量和性能能够满足应用的要求。
综上所述，二氧化硅光学薄膜材料具有优异的光学特性、机械性能和化学稳定性，在光学器件的制备和应用中具有重要的意义。
通过合理的制备工艺和设计，可以实现对二氧化硅薄膜的控制生长和优化，从而获得具有良好光学性能的薄膜材料。
二氧化硅的物理性质
二氧化硅的物理性质
无色透明晶体或白色粉末，熔点高、硬度大、难溶于水
二氧化硅的化学性质
是酸性氧化物、硅酸的酸酐。
化学性质很稳定。
不溶于水也不跟水反应，不跟一般的酸起作用。
能与氟化氢气体或氢氟酸反应生成四氟化硅气体。
SiO2+4HF SiF4↑+2H2O
有酸性氧化物的其它通性，高温下能与碱(强碱溶液或熔化的碱)反应生成盐和水。
常温下强碱溶液与SiO2缓慢地作用生成相应的硅酸盐。
强碱溶液能腐蚀玻璃，故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞，若采用玻璃塞(玻璃中含SiO2)，会生成有粘性的硅酸钠，将玻璃瓶塞和瓶口粘结在一起。
玻璃瓶内不能久放浓碱液。
高温下二氧化硅与碱性氧化物或某些金属的碳酸盐共熔，生成硅酸盐。
SiO2+CaO CaSiO3(炼铁造渣)
将此高温下熔融状态的硅酸钠降温、冷却，可得石英玻璃，它有良好的透过紫外线性能，可作水银灯罩、耐高温的化学仪器、石英坩埚和光学仪器等。
紫外---可见分光光度法
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参比溶液、吸光度范围
参比溶液的选择
➢ 问题：邻二氮菲法测定水溶液中的铁离子含量应选择何种 参比溶液？
➢ 溶剂参比 ➢ 试剂参比 ➢ 试液参比 ➢ 褪色参比
吸光度范围
测量吸光度过高或过低，误差都很大， 一般适宜的吸光度范围是0.2～0.8。
➢ 问题：如果测定值过大或过小应如何处理？
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项目二 紫外-可见分光光度法
中山火炬职业技术学院 精细化工专业
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1
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2
引入
项目2：用紫外-可见分光光度计对化妆品样品的维
生素C和铁含量进行分析评价
子项目1：用可见分光光度计对砷含量进行测定
子项目2：用紫外分光光度计对维生素C的含量的进 行测定
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3
教学内容
入射波长 显色剂用量 温度、时间 溶液酸度 溶剂
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显色剂用量
确定方法 配制一系列被测元素浓度相同不同显色剂用量的溶液，分别测其吸 光度，作A-CR曲线，找出曲线平台部分，选择一合适用量即可。
吸光度与显色剂浓度的关系曲线
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显色条件--溶液酸度
确定方法
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稳定性、干扰消除
稳定性实验 绘制A对t的曲线，选择吸光度平坦的部分确定最佳的显色时间。 干扰的消除
➢ 改变酸度、氧化剂、掩蔽剂消除； ➢ 改变入射波长； ➢ 改变合适的参比溶液。
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显色温度、溶剂选择
显色温度 ➢ 大多数显色反应是在常温下进行的，有些反应必须在较高温 度下。 ➢ 绘制工作曲线和进行样品测定时应该使溶液温度保持一致。
二氧化硅焙烧
1前言1.1纳米二氧化硅的发展现状及前景纳米材料是指微粒粒径达到纳米级(1～100nm)的超细材料。
当粒子的粒径为纳米级时，其本身具有量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而展现出许多特有的性质，应用前景广阔。
纳米SiO是极具工业应用前景的纳米材料，它的应用领域十分广泛，几乎2粉体的行业。
我国对纳米材料的研究起步比较迟，直到“八五计涉及到所有应用SiO2划”将“纳米材料”列人重大基础项目之后，这方面的研究才迅速开展起来，并取得了令人瞩目的成果。
1996年底由中国科学院固体物理研究所与舟山普陀升兴公司合作，成[1]，从而使我国成为继美、英、日、德功开发出纳米材料家庭的重要一员——纳米SiO2国之后，国际上第五个能批量生产此产品的国家。
纳米SiO的批量生产为其研究开发提2供了坚实的基础。
目前，我国的科技工作者正积极投身于这种新材料的开发与应用，上海氯碱化工与华东理工大学[2]建立了连续化的1000t／a规模中试研究装置，开发了辅助燃烧反应器等核心设备，制备了性能优良的纳米二氧化硅产品，其理化性能和在硅橡胶制品中的应用性能，已经达到和超过国外同类产品指标。
专家鉴定认为，纳米二氧化硅氢氧焰燃烧合成技术、燃烧反应器和絮凝器等关键设备及应用技术具有创新性，该成果总体上达到国际先进水平，其中在预混合辅助燃烧新型反应器和流化床脱酸两项核心技术方面达到了国际领先水平，对于突破国际技术封锁具有重大价值。
但总地来讲，我国纳米SiO的生2产与应用还落后于发达国家,该领域的研究工作还有待突破。
1.2 纳米二氧化硅的性质[3]~[5]纳米二氧化硅是纳米材料中的重要一员，为无定型白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。
微结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。
这种特殊结构使它具有独特的性质：纳米二氧化硅对波长490 nm以内的紫外线反射率高达70%～80%，将其添加在高分子材料中，可以达到抗紫外线老化和热老化的目的。
纳米二氧化硅的小尺寸效应和宏观量子隧道效应使其产生淤渗作用，可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，改善高分子材料的热、光稳定性和化学稳定性，从而提高产品的抗老化性和耐化学性。
二氧化硅含量检测红外计算
二氧化硅含量检测红外计算
下面咱就来说说二氧化硅含量检测里红外计算这事儿。
首先呢，你得有个通过红外光谱仪测出来的样品光谱图。
这个图就像是样品在红外光下的一个独特“指纹”。
那在这个光谱图里，我们要找那些属于二氧化硅的特征峰。
一般来说，二氧化硅在特定的波数位置会有吸收峰。
比如说，在大概1000 1100波数这个范围左右，会有比较明显的峰，这个峰的强度可是很关键的哦。
接下来就到计算环节啦。
咱们有个小公式或者说比例关系。
就是先测量出这个二氧化硅特征峰的峰面积，这个峰面积就像是这个峰在光谱图里占的一块“地盘”大小。
然后呢，我们得有个已知二氧化硅含量的标准样品，同样也去测它的红外光谱，找到对应的二氧化硅特征峰，也算出这个峰面积。
现在就可以做比例计算啦。
假设我们测的样品里二氧化硅特征峰面积是A，标准样品里二氧化硅特征峰面积是B，标准样品里二氧化硅的含量是C（这个C我们是事先知道的哦）。
那么我们要求的样品里二氧化硅的含量D就可以这么算：D = (A / B) × C。
就像是通过比较样品和标准样品的峰面积比例，来算出样品里二氧化硅的含量。
不过呢，这里面也有一些小麻烦事儿。
比如说，有时候光谱图里可能会有其他物质的峰干扰，就像一群人里有几个捣乱的，这时候就得想办法把干扰去掉或者考虑干扰对结果的影响。
再就是仪器的准确性也很重要，如果仪器不准，就像秤不准称出来的重量肯定有问题一样，那测出来的光谱数据就可能有偏差，算出来的二氧化硅含量也就不准啦。
紫外光解法在制备低介电常数氧化硅分子筛薄膜中的应用
（Ｐ Ｔ Ａ０Ｈ１ａ ｅ ｌｔ ｎ ｌａｉｅｓ ｕｃ ． ｌ ａ ｉｌｔｔ ａｍｅ ｔｗａ ｕ ｓｑ ｅ ｔ ｐ ｌ ｄｔ ｅ ｖ ｅｏｇ ｎｃ ｓｔｍｐａｅａ ｄａｋ ｌ ｏ ｒｅ Ａｎ ｕｔ ｖｏｅ ｅ ｔ ｎ ｓｓｂ ｅ ｕ ｎｌ ａ ｐｉ ｏｒｍｏ ｅｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｒ ｒ ｙ ｅ ｈ
解法处理条件温和， 同时省时、 省能 、 操作简易． 关键词 ： 紫外光解法； 高温焙烧法 ； 氧化硅 分子筛薄膜； 低介 电常数
中 图分 类 号 ： ０ ４ ６９
Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｒ ｖ ｏ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔｉ ｈｅ Ｓ ｎｔ ｓ ｓｏ ｌｃ ｔ ｏ ｆＵ ｔ ａ ｉ ｌ ｔＴｒ ａ ｍ ｎ ｎ ｔ ｙ ｈｅ ｉ ｆＰｕｒ －ｉｉ ａ ｅ ｓ ｌｃ Ｚｅ ｌｔ ｉ ｌ ｓｗｉｈ Ｌｏ Ｄｉ ｌ ｃ ｒｃ Ｃｏ ｔ ｎ ｏ ｉｅ Ｔｈ ｎ Ｆｉｍ ｔ ｗ ｅ ｅ ｔ ｉ ｎｓ ａ ｔ
维普资讯
物理 化学学 报（ ｌＨｕｘ ｅ ｕｂ ｏ Ｗｕｉ ａ ｕ ｅａ ） Ｘ
Ａｕ ｕｓ ｇ ｔ
ＡｃａＰｈ ｓ 一 ｈｍ． ｉ ．２ ０ ， ３ ８ ： ２ ９ ２ ３ ｔ ｙ ． Ｃ ｉ Ｓｎ， ０ ７ ２ （ ） １ １ －１ ２
１ １ ２９
摘要 ： 以正硅酸乙酯为硅源， 四丙基氢氧化铵（Ｐ Ｈ 为模板剂 和碱 源， Ｔ ＡＯ ） 采取水 热晶化技术， 通过原位法在硅
晶片表面制备出纯二 氧化硅透明分子筛薄膜 ； 采用紫外光解法代替传统高温焙烧法脱 除分子筛薄膜孔道 内的模 板剂， 制备 出具有低介 电常数 的氧化硅分子筛薄膜． 使用 Ｐ Ｉ Ｘ Ｄ 和 Ｓ Ｍ 对样品进行 了结构表征， ＴＲ、 Ｒ Ｅ 并采用阻 抗分析仪测量了薄膜 的介 电常数， 纳米硬度计测量薄膜的杨 氏模量和硬度． 与传统 的高温焙烧方法相 比， 紫外光
SERS--二氧化硅微球做拉曼基底
能量集中在一起，形成高强度的单色光源。由于其光强很大，所以得到的拉
曼强度也提高，进而得到高质量的拉曼光谱。特别是近二十年，科学家们将 拉曼光谱仪和显微镜关联在一起，这样极大地将拉曼光谱的应用范围扩大了。
拉曼光谱能得分子内部信息，当一定频率的单色光照射到样品表面后，射入
到物质中的光会发生散射，大部分的散射光频率和入射光频率大小一样，只 有少部分的散射光与入射光频率不同，这部分光占入射光的 1%，并且强度
也很微弱，只有入射光强度十万分之一。
• 光与介质作用发生散射，散射可分为两种：1.弹性散射：散射光与入
射光频率一样；2.拉曼散射：散射光频率发生改变。
当有光照到样品上时，处于电子振动能级 基态的分子会达到一个虚拟能级，此时分 Virtual 子不是一个稳定状态，会回到基态，如果 state 回到的是振动能级的基态，即发生的是瑞 利散射。如果回到基态中较高的振动能级 ，则散射出的能量比入射时的能量小，这 Ground Virtual Ground 种叫斯托克斯散射。若分子开始处于电子 state state state 的振动能级基态中的一个激发态，然后被 激发到虚拟态，最后回到电子能级基态， 则散射出的能量比入射时能量大，这种叫 反斯托克斯散射。
在常温下,处于振动基态的分子数远比振动激发态的多,相应的斯托克
斯线的强度也远强于反斯托克斯线，所以往往只考虑斯托克斯散射。
表面增强拉曼散射
表面增强拉曼散射（surface enhanced Raman Scattering，简称 SERS）：当物质分子吸附在某些粗糙的金属（如金、银、铜等）表 面时，分子的拉曼散射强度得到大大提升。 1974年，Fleischmann观测到粗糙的银电极表面吡啶分子的高强 度拉曼散射信号。后来经分析，平均每个吡啶分子的拉曼散射强度增
二氧化硅物理性质
二氧化硅物理性质
二氧化硅(SiO2)是一种常见的非金属材料，它以白色细粒、棕色粉末或棕色片状出现，常用来生产玻璃、搪瓷和硅橡胶等产品。
二氧化硅具有着众多独特的物理性质，如高熔点、高折射率和抗化学性等，其中主要有以下几点：
一、熔点：二氧化硅具有极高的熔点，平均为1713.15℃，熔点高得以克服各种外界变化，使产品稳定性的极大提高。
二、折射率：折射率是物体中光线的折射程度，二氧化硅的折射率为1.46，比其他材料的折射率要高，可制造出具有彩色的透明产品，如玻璃和硅橡胶等。
三、抗化学性：二氧化硅具有极强的抗化学性，耐酸耐碱，不会被有机溶剂、碱或酸等物质侵蚀，使它在高化腐蚀性场合中特别适用。
四、物理性能：硅氧玻璃拥有极高的强度和硬度，不大受温度变化的影响，有很高的抗温度强度、抗紫外线照射能力、抗腐蚀和耐热性，因此可以用于温度较高的环境。
五、电性能：二氧化硅具有极高的耐压强度，一般在有膜电容中使用，而且具有极好的电介质和绝缘性能，还具有非常低的介电常数，所以在极高频条件下也能抗衡电流外部有害磁场干扰。
以上就是关于二氧化硅物理性质的介绍，可见二氧化硅是一种具有极高性能的成型材料，广泛应用于玻璃、搪瓷、硅橡胶等行业，为工业发展做出了重要贡献，将来的发展也将越来越受到人们的重视。
- 1 -。
二氧化硅在聚氨酯中的应用
二氧化硅在聚氨酯中的应用一、二氧化硅概述二氧化硅，化学式为SiO2，是一种天然存在的无机物，具有多种形态，包括晶体、无定形和玻璃状。
它具有极佳的热稳定性、化学稳定性以及光学透明性，因此在许多领域都有广泛的应用，如玻璃制造、陶瓷、橡胶、涂料、化妆品等。
二、二氧化硅在聚氨酯中的重要性聚氨酯是一种由多元醇和异氰酸酯通过聚合反应形成的热塑性或热固性高分子材料。
然而，聚氨酯的物理和化学性质可以通过添加各种添加剂来进行调节。
二氧化硅作为一种重要的添加剂，在聚氨酯中扮演着重要的角色。
三、二氧化硅在聚氨酯中的应用1. 增稠剂和流变改性剂二氧化硅具有极佳的增稠能力，可以有效地提高聚氨酯的粘度。
此外，二氧化硅的粒子形态和结构可以通过特定的制备方法进行调控，从而实现聚氨酯的流变性能的优化。
这种特性使得二氧化硅成为聚氨酯涂料、胶粘剂和密封剂等领域的理想增稠剂和流变改性剂。
2. 增强剂和耐磨剂二氧化硅具有优秀的力学性能，可以有效地提高聚氨酯的硬度和耐磨性。
通过在聚氨酯中添加二氧化硅，可以显著提高其耐磨性、抗划痕性和抗冲击性。
这种特性使得二氧化硅成为聚氨酯鞋材、汽车部件和体育用品等领域的重要增强剂和耐磨剂。
3. 耐热稳定剂和抗氧剂二氧化硅具有极佳的热稳定性，可以在高温下保持稳定的化学性质。
通过在聚氨酯中添加二氧化硅，可以提高其耐热性和抗氧化性。
这种特性使得二氧化硅成为聚氨酯高温工程塑料和热塑性弹性体等领域的重要耐热稳定剂和抗氧剂。
4. 阻燃剂二氧化硅表面具有较高的活性，可以与多种阻燃剂发生反应，从而提高聚氨酯的阻燃性能。
通过在聚氨酯中添加适量的二氧化硅，可以显著提高其阻燃性能，降低燃烧时的烟密度和有毒气体的释放量。
这种特性使得二氧化硅成为聚氨酯电缆、电子元件和建筑材料等领域的重要阻燃剂。
5. 抗紫外线剂二氧化硅具有吸收紫外线的能力，可以有效地保护聚氨酯免受紫外线的侵蚀。
通过在聚氨酯中添加二氧化硅，可以显著提高其抗紫外线性能，延长使用寿命。
二氧化硅在涂料中的作用
二氧化硅是无定型白色粉末,表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基,其分子状态呈三维链状结构。
一般来讲,纳米粒子表面相互聚集的氢键之间的作用力不强,易以剪切力加以分开。
然而,这些氢键会在外部剪切力消除后迅速复原,使其结构迅速重组。
这种依赖时间与外力作用而回复原状的剪切力弱化反应,称为“触变性”。
触变性是二氧化硅改善传统涂料各项性能的主要因素。
在建筑内外墙涂料中,添加二氧化硅,可以明显改善涂料的开罐效果,涂料不分层,具有触变性,防流挂,施工性能良好,尤其是抗沾污性大大提高,具有优良的自清洁性能和附着力,有报道称耐擦洗性达10000次以上。
在车辆和船舶涂料中,添加二氧化硅是提高涂层光洁度和抗老化性能的关键环节,涂层干燥时,二氧化硅能很快形成网络结构,使其耐老化性能、光洁度及强度成倍提高。
经分光光度仪测试表明,二氧化硅具有极强的紫外吸收、红外反射特性,对波长400ｎｍ以内的紫外光吸收率达70%以上,对波长400ｎｍ以内的红外光反射率也达70%以上。
二氧化硅添加在涂料中,能对涂料形成屏蔽作用,达到抗紫外老化和热老化的目的,同时增加涂料的隔热性。
实验表明,二氧化硅减弱紫外光固化涂料吸收ＵＶ辐照的强度,从而降低了光固化涂料的固化速度,但可明显提高紫外光固化涂料的硬度和附着力。
紫外玻璃成分
紫外玻璃成分
紫外玻璃是一种特殊的玻璃，其成分主要包括硅酸盐玻璃和石英玻璃。
硅酸盐玻璃具有高纯度、高透明度、抗辐射、高耐热等特点，非常适合用于制造紫外灯管。
而石英玻璃则是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种二氧化硅四面体结构单元组成的单纯网络，由于Si-O化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有独特的性能，尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异，在紫外到红外辐射的连续波长范围都有优良的透射比。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅化学专业书籍或咨询专业人士。
二氧化硅的红外光谱特征研究
二氧化硅的红外光谱特征研究二氧化硅的红外光谱特征研究1 引言二氧化硅是建筑材料的基石，化学式为SiO2，在自然界分布很广，种类繁多，如石英、石英砂、水晶、玛瑙、蛋白石、白炭黑等。
随着科学技术不断发展，现在出现了很多人工合成的二氧化硅，如纳米二氧化硅、二氧化硅乳液、介空二氧化硅等。
而且不同的二氧化硅具有不同的作用，如石英、石英砂，用来制造石英玻璃；纳米二氧化硅用来制造陶瓷材料、涂料、粘接剂、防水材料等[1]。
红外光谱的产生源于物质分子的振动，不同的物质分子具有不同的振动频率可形成不同的红外光谱图，故红外光谱又被称为物质分子的“指纹图谱”。
根据被测样品红外光谱的特征峰进行对比分析，可以作为物质识别和比较的重要依据。
傅里叶变换红外(FTIR)光谱法具有操作简单、快速灵敏、重复性好和成本低等优点，可作为二氧化硅的一种定性、快速的检测技术。
本文分析研究了八种不同来源的二氧化硅样品，寻找二氧化硅在其红外特征谱中的反映，比较其红外光谱的异同，提供最直接有效的鉴别方法，为人们在建筑材料上开发、研究及选用合适的二氧化硅提供理论指导。
2 实验2.1实验仪器红外光谱在Nexus型傅立叶变换显微红外光谱仪上进行。
KBr压片法制样，KBr分束器，DTGS KBr检测器，分辨率：4 cm-1，扫描次数：64，测试范围4000～400 cm-1。
2.2样品白炭黑（自制）、纳米二氧化硅粉末（为浙江舟山明日纳米材料有限公司产品）、二氧化硅乳液（自制）。
3 结果与讨论3.1白炭黑的红外光谱白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑化学式SiO2.nH2O即水合二氧化硅。
图6为白炭黑（由稻壳，按文献[4]方法制备）的红外光谱，由图可见，1095 cm-1强而宽的吸收带是Si-O-Si反对称伸缩振动峰，798 cm-1、466 cm-1处的峰为Si-O键对称伸缩振动峰，3450 cm-1处的宽峰是结构水-OH反对称伸缩振动峰，1638 cm-1附近的峰是水的H-O-H弯曲振动峰，955 cm-1处的峰属于Si-OH的弯曲振动吸收峰。
二氧化硅带隙
二氧化硅带隙二氧化硅（SiO2）是一种常见的无机化合物，它在自然界中广泛存在于石英、玻璃等物质中。
在材料科学与工程领域，二氧化硅被广泛应用于微电子器件、光学器件、纳米材料等领域。
其中，二氧化硅的带隙是一个重要的性质，它对材料的光学、电学性能具有重要影响。
带隙是固体材料能带结构中的一个关键参数，它决定了材料的导电性和光学性质。
在固体材料中，能带是由电子能级和能量分布所组成的能量带结构，其中包括价带和导带。
带隙是指价带和导带之间的能量差，也可以理解为电子跃迁所需的能量。
对于二氧化硅来说，它的带隙较大，通常在8-9电子伏特（eV）范围内。
这意味着二氧化硅对于低能光的吸收能力较弱，主要吸收高能光，如紫外光。
这也是为什么二氧化硅在太阳能电池、光纤通信等领域被广泛应用的原因之一。
二氧化硅的带隙大小可以通过不同方法进行测量和调控。
一种常用的方法是光吸收光谱（Optical Absorption Spectroscopy），它通过测量材料对不同波长光的吸收程度来确定材料的带隙大小。
另外，通过掺杂或合金化等方法，可以调控二氧化硅的带隙大小，从而改变其光学和电学性质，以满足不同应用需求。
二氧化硅的带隙对材料的光学性能具有重要影响。
由于带隙较大，二氧化硅对可见光的吸收能力较弱，具有良好的透明性。
这使得二氧化硅成为制备光学器件的理想材料，如光纤、光学透镜等。
此外，二氧化硅还具有较高的折射率和较低的散射损耗，使其在光通信领域有着重要的应用。
除了光学性能，二氧化硅的带隙还对其电学性质起着重要影响。
带隙较大意味着二氧化硅的导电性较差，是一种绝缘体。
这使得二氧化硅成为微电子器件中的重要材料，如晶体管的绝缘层、电容器的介质等。
此外，二氧化硅还具有较高的击穿电场强度和较低的介电常数，使其在微电子器件中具有很好的绝缘性能。
总结起来，二氧化硅的带隙是其重要的性质之一，它对材料的光学、电学性能具有重要影响。
带隙较大使得二氧化硅对可见光的吸收能力较弱，具有良好的透明性，适用于制备光学器件。