溶胶凝胶法改性sio2膜的润湿性与水汽稳定性

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1、第23卷第4期2008年7月无机材料学报JournalofInorganicMaterimsVbl．23．No．4Jul．．2008文章编号：1000—324x(2008)04—0739—06溶胶一凝胶法改性si02膜的润湿性与水汽稳定性杨靖1，一，陈杰珞1，余嵘2(1．西安交通大学能源与动力工程学院，西安710049；2．西安工程大学环境与化学工程学院，西安710048)摘要：以甲基三乙氧基硅烷(MTES)替代部分正硅酸乙酯(TEoS)作为前驱物，用溶胶一凝胶法制备了MTES改性二氧化硅溶胶和二氧化硅膜，研究了憎水基团的添加量对溶胶体系的稳定性和对二氧化硅膜润湿性以及水汽稳定性的影响．结果

2、表明，随MTES／TEOS摩尔比增大，二氧化硅溶胶的稳定性降低，改性二氧化硅膜的表面自由能显著减小；表面润湿性降低，主要是表面张力中极性力的贡献，FTIR分析表明，这是由于二氧化硅颗粒表面一CH3非极性基团增加所致；在潮湿环境中陈化时，二氧化硅膜接触角的变化及吸水率随MTES／TEOS摩尔比增大而减小，疏水性二氧化硅膜的MTES／TEoS宜为0．8一1．0；AFM形貌分析表明陶瓷支撑体上的二氧化硅薄膜连续，膜表面较光滑、平整．关键词：二氧化硅膜；改性；润湿性；水汽稳定性中图分类号：0484文献标识码：ASurfaceW6ttabilityaIldVapourStabilityofSilica

3、MembranesModifiedbySol—GelMethodYANGJin91，_，CHENJie．Ron91，YURDn92(1．SchoolofEner酊＆PowerEngineering，xi’anJiaotonguniversity，xi’an710049，china；2．Sch001ofEnvi．ronment＆chemistr)rEngineering，xi’anPolytechnicuniversity，xi’an710048，china)Abstract：Silicasolsandsilicamembranesmodifiedbymetllyltriethoxysilan

4、e(MTES)werepreparedbyacidcatalysedco—hydr01ysisandcondensationreactionoftetraethylorthosilicate(TEOS)andMTES．Thein丑uencesofhydrophobicgroupcontentonthestabilityofthesilicasolsandthesurfacewettabilityandvapourstabilityofthesilicamembraneswereinvestigated．Theresultsshowthatthestabilityofsilicasolsdec

5、reaseswithMTEs／TEosmolarratioincreasing．AsMTEs／TE0smolarratioincreasing，thesurface行eeenergyandsurf如ewettabilityofthesilicamembranesdecreasegreatly．Itismainlybecausethep01arforceinsurfacetensiondecreaseswhichresultsfromtheincreaseofCH3nonpolargrouponthesurfaceofsilicaparticlesshownfromFTIRanalysis．W

6、henthesilicamembranesageinmoistcondition，thechangesofcontactanglesandwatershoulclbedecreasewithMTES／TEOSmolarratioincreasing．Fbrhydrophobicsilicamembranes，MTES／TEOSn101arratioshouldbecontr011edbetween0．8and1．0．AFMimageshowsthatthesilicamembraneontheceramicsupportiscontinuousandthesurfaceisrelativel

7、yevenandsmooth．Keywords：silicamembrane；modification；wettability；v￡巾ours切bility收稿日期基金项目作者简介2007_08-23，收到修改稿日期t2007-10一18陕西省教育厅自然科学专项基金(05JK208)；中国纺织工业协会科技指导性计划(2007056)；高等学校博士学科点基金(20060698002)；国家自然科学基金(3057