《无机功能材料》PPT课件

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1、改性有机硅树脂的性能研究与应用姓名：邵泽辉学号：2111306092指导老师：郝志峰Contents前言有机硅树脂的性能有机硅树脂的制备有机硅树脂的应用结语前言纳米技术是20世纪末出现的高新技术，在材料科学技术领域占有重要地位，有望成为21世纪新的经济增长点。在众多的纳米材料中，纳米TiO2因为具有一系列优良的性能(如颜色效应、光催化活性、对紫外线的屏蔽、化学稳定性等)、可以广泛应用于诸多领域(如水处理、化工、太阳能电池、颜料和涂料、化妆品、纺织、食品、环保等)而备受青睐，从一开始就成为纳米材料领域的研究热点之一。纳米Ti

2、O2的性能1.1基本物化特性纳米TiO2有金红石、锐钛矿和板钛矿3种晶型，其中金红石和锐钛型TiO2应用较广，它们均属四方晶系．4/mmm点群．晶胞结构如图所示。金红石型和税钛型TiO2晶胞中分子数分别是2和4。金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密．其选盖力和着色力也较高。而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调．并且对紫外线的吸收能力比金红石型低．光催化活性比金红石高。1.2光催化性纳米TiO2是一种n型半导体材料，禁带宽度较宽，，当它吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后，价带

3、中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-,在价带上产生带正电的空穴h+。吸附在TiO2表面的氧俘获电子形成·O2-空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成具有强氧化性的·OH，反应生成的原子氧、氢氧自由基都有很强的化学活性，氧化降解大多数有机污染物。同时空穴本身也可夺取吸附在半导体表面的有机物质中的电子，使原本不吸收光的物质被直接氧化分解。但是，由于TiO2本身禁带宽，产生的电子-穴对不仅极易复合而且寿命较短，光响应范围较窄，使光催化活性受到了一定的限制，且利用的光谱范围受到一定的限制。影响TiO2光催

4、化活性的因素很多，例如TiO2粒子的晶型、粒径、表面形态等，实验表明，锐钛型纳米TiO2较金红石型纳米TiO2具有更高的催化效率。为了改善TiO2光催化活性，提高光催化效率，有关TiO2微粒的制备方法、掺杂金属离子、掺杂有机染料、催化剂载体、负载贵金属、表面处理、在禁带引入中间能级、不同气氛处理等方面一直是TiO2光催化剂的研究热点。1.3紫外屏蔽性能和可见光透明性紫外线是一种波长比可见光波长要短的电磁波，阳光中所含紫外线波长为380～200nm。紫外线的能量较大，易对人体皮肤产生破坏作用。纳米TiO2，具有无毒、无刺激性

5、，屏蔽紫外线波长范围广、能力强等优点。纳米TiO2对紫外线的屏蔽作用是依靠散射和吸收，以散射为主。研究表明，金红石型TiO2的晶体构造比锐钛矿型更稳定和紧密，折射率更高，散射作用更强，所以作防晒剂金红石型纳米TiO2更适合。而纳米TiO2的粒径远小于可见光波长的一半，由于衍射作用，可见光可绕射纳米TiO2粒子，从而使其在涂膜中具有透明性。1.4表面超双亲性纳米TiO2同时具有超亲水和超亲油特性，利用该特性处理过的玻璃、瓷砖和农用薄膜塑料等具有自洁和防雾效果。普通玻璃与水或油性液体有较大的接触角，表面不被水和油润湿，形成水滴

6、或油滴，使玻璃不透明，阻挡视线。但含有纳米TiO2涂膜的表面，经紫外线照射后，接触角会大大减小，完全被浸润形成一层均匀的水膜或油膜层，即具有了超双亲性，使玻璃保持透明性，达到防雾、防露、防污、自洁作用。物理气相沉积法、化学气相沉积法胶溶法、溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、中和水解法氧化还原法、热解法和反应法纳米TiO2的制备气相法液相法固相法2.1气相法2.1.1物理气相沉积法(PVD)用电弧、高频或等离子体等高温热源将原料加热，使之汽化或形成等离子体，然后骤冷使之凝聚成纳米粒子。用该方法制备的纳米TiO2纯度较高、分布均

7、匀、粒径小、分散性好，粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制。但技术、设备要求高，所以成本高。该法的源物质是金属钛，将Ti放在铂蒸发器中加热至1500～1650℃，蒸发15～16min，之后送入0.3～0.7kPa的He气氛中，从而形成Ti微粒，并沉淀在液态氮气冷却棒上，此时加热冷却棒至室温，引入氧气后Ti微粒被氧化为纳米二氧化钛粉末。该工艺制得的产品平均粒径为12nm，所得纳米二氧化钛主要为锐钛矿型。2.1.2化学气相沉积法(CVD)一般采用等离子气相合成纳米TiO2，有直流电弧等离子体法(DC法)、

8、高频等离子体法(RF法)和复合等离子体法(HybridPlasma法)。DC法是利用电极间电弧产生高温将反应气体等离子化，但电极易溶化或蒸发而污染产品；RF法没有电极污染，但相对于DC法其能量利用率低，稳定性较差；复合等离子体法是将DC法和RF法相结合，利用二者的优点，多用于超细陶瓷粉末的制备。化学气相