纳米二氧化钛的原位有机表面改性及性能

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1、第４２卷第３期河南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．３２０１２年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｍａｙ２０１２纳米二氧化钛的原位有机表面改性及性能潘卉ａ＊，肖莎莎ｂ，赵甜ｂ，吴志申ｂ（河南大学ａ．化学化工学院ｂ．特种功能材料教育部重点实验室，河南开封４７５００４）摘要：低温条件下通过控制ＴｉＣｌ４水解制备出金红石型的纳米ＴｉＯ２，通过原位表面修饰的方法制备了十二烷基水杨酸（ＤＡＳＡ）表面改性的纳米ＴｉＯ２（ＴｉＯ２／ＤＡＳＡ）．分别采用傅立叶红外光谱仪（ＦＴ－ＩＲ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）和热分析仪（

2、ＴＧＡ）对表面改性前后的纳米ＴｉＯ２进行了表征．通过透射电子显微镜（ＴＥＭ）和分散稳定性实验分析，ＤＡＳＡ能有效改善纳米ＴｉＯ２在有机介质中的分散性能．在丙烯酸树脂中加入ＤＡＳＡ改性的纳米ＴｉＯ２，并进行超声波分散和成膜，获得了含不同比例纳米ＴｉＯ２的丙烯酸树脂复合薄膜．原子力显微镜（ＡＦＭ）分析结果表明ＤＡＳＡ表面改性的纳米ＴｉＯ２在丙烯酸树脂中分散性好，且纳米微粒的引入显著改变了树脂薄膜的表面形貌．对制得的纳米复合涂膜进行紫外—可见吸收光谱分析，结果表明，随着纳米ＴｉＯ２含量的增加，纳米复合涂膜对紫外光的吸收呈上升趋势，抗紫外线性能增强．关键词：纳米二氧

3、化钛；表面改性；可分散性；丙烯酸树脂；抗紫外光性能中图分类号：Ｏ６１４文献标志码：Ａ文章编号：１００３－４９７８（２０１２）０３－０２６７－０７ＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎＳｉｔｕａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＮａｎｏ－ｓｉｚｅｄＴｉＯ２ａ＊，ＸＩＡＯＳｈａ－ｓｈａｂ，ＺＨＡＯＴｉａｎｂ，ＷＵＺｈｉ－ｓｈｅｎｂＰＡＮＨｕｉ（ａ．ＴｈｅＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｂ．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｆｏｒＳｐｅｃｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅ

4、ｒｉａｌｓ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｅｎａｎＫａｉｆｅｎｇ４７５００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｕｔｉｌｅＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｏｆａｔｉｔａｎｉｕｍｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＴｉＣｌ４）ｐｒｅｃｕｒｓｏｒａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｂｅｌｏｗ８０℃．ＴｈｅＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｄｏｄｅｃｙｌｓａｌｉｃｙｌｉｃａｃｉｄ（ＤＡＳＡ）ａｔ８０℃ｖｉａａｎｉｎｓｉｔｕｍｅｔｈｏｄ．Ａｓ－ｏｂｔａｉｎｅｄＴ

5、ｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴ－ＩＲ）、Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ（ＸＲＤ）ａｎｄｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｅｓ（ＴＧＡ）．ＩｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔＤＡＳＡｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｂｏｎｄｅｄｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＴｉ

6、Ｏ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓ．Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）ａｎｄＵＶ－ｖｉｓｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｓｈｏｗｅｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ－ｍｏｄｉｆｉｅｄＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈＤＡＳＡｉｎｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｖｅｎｔｓ．ＴｈｅＤＡＳＡ－ｍｏｄｉｆｉｅｄｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅａｄｄｅｄｉｎｔｏａｃｒｙｌａｔｅｒｅｓｉｎ，ａｎｄｄｉｓｐｅｒｓｅｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙｔｏｏ

7、ｂｔａｉｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｎａｎｏ－ＴｉＯ２ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｏｆａｃｒｙｌｉｃｒｅｓｉｎ．Ａｔｏｍｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＡＦＭ）ｉｍａｇｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｉｓｐｅｒｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＤＡＳＡ－ｍｏｄｉｆｉｅｄＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｏｐｅｄａｎａｃｒｙｌｉｃｒｅｓｉｎ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｂａｒｅＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｓｕｒｆａｃｅ－ｃａｐｐｅｄＴｉＯ２ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｐ

8、ｐｅａｒａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｈｉｎ