有机修饰氧化硅对抗紫外纳米ZnO的原位表面修饰.pdf

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1、第22卷第2期化学研究中国科技核心期刊2011年3月CHEMlCALRESEARCHhxyj@henu．edu．ca有机修饰氧化硅对抗紫外纳米ZnO的原位表面修饰曹智，张治军(河南大学特种功能材料教育部重点实验室，河南开封475004)摘要：以正硅酸乙酯和二甲基二乙氧基硅烷作为共前驱体，通过溶胶一凝胶反应得到有机修饰氧化硅；用有机修饰氧化硅对碱式碳酸锌进行原位表面改性，通过对表面改性碱式碳酸锌进行热处理得到表面改性纳米ZnO；分析了表面改性纳米ZnO的结构和性能．结果表明，经有机修饰氧化硅改性处理的纳米ZnO具有强憎水性，与有机相的相容性较强，光催化活性得到有效抑制，在保留紫外屏蔽

2、性能的同时可见光透过性得到提高．关键词：有机修饰氧化硅；表面改性；纳米氧化锌；制备；光催化活性；紫外屏蔽性能中图分类号：O614．24；TQ658．2文献标志码：A文章编号：1008—1011(2011)O2—0009一O8Preparationofultraviolet-。screeningzincoxidenanoparticlesin-situsurface—cappedwithorganicallymodifiedsilicaCAOZhi，ZHANGZhi—jun(KeyLaboratoryforSpecialFunctionalMaterialsofMinistryofE

3、ducationHenanUniversity，Kaifeng475004，Henan，China)Abstract：Tetraethylorthosilicateanddimethyldiethoxysilanewereusedascoprecursorstopre—pareorganicallymodifiedsilica(ormosil)viasol—gelprocess．Resultantormosilwasusedtoin-一situmodifyzinccarbonatehydroxide．Theirrsitusurface—modifiedzinccarbonatehy

4、droxidewasthencalcinatedtogenerateZnOnanoparticles吐surface—cappedwithormosil．Themi—crostructureandperformanceofthesurface—cappedZn0nanoparticleswereinvestigated．ItwasfoundthatormosilcappedZnOnanopartieleshadstronghydrophobicityandgoodcompatibilitywithorganicphase，aswellaseffectivelydecreasedph

5、otocatalyticactivity，increasedvisiblelighttransmittance，andalmostunchangedultraviolet—shieldingability．Keywords：organicallymodifiedsilica；surfacemodification；ZnOnanoparticles；preparation；photocatalyticactivity：UV—shieldingability～—＼～纳米ZnO、是广泛使用的物理防晒剂，能提供UVA(32O～4O0nm)和~90-a20nm)全波段的紫外防护_1]．具有有

6、效时间长，稳定性好，使用安全等优点．由于粒径小，同时还具有良好的可见光透过性此在防晒化妆品中得到了广泛应用．但在具体应用中尚存在以下两方面的问题：一是作为半导体材料(禁带宽度约为3．2eV)，ZnO具有光催化活性_3j，在紫外线照射下产生的活性粒子会造成防晒配方中一些有机成分的降解，还可能对人体皮肤产生不良影响；二是作为无机氧化物，ZnO与有机物相容性差，而有机物在化妆品中的使用又是不可避免的．本文作者首先通过化学沉淀法制备碱式碳酸锌(以ZCH表示)，然后用由溶胶一凝胶反应得到的有机修饰氧化硅(ormosil)直接对碱式碳酸锌进行原位表面修饰，最后焙烧表面修饰碱式碳酸锌得到表面修饰

7、纳米ZnO．其中溶胶一凝胶反应使用的是双前驱体：正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二收稿日期：2010—09—23．基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060475001)．作者简介：曹智(1972一)，男，讲师，博士生．研究方向：纳米材料制备及性能研究1O化学研究乙氧基硅烷(DEDMS)．这一路线将前驱体碱式碳酸锌向ZnO的转化和表面修饰后对粉体的热处理过程合二为一，可使所得微粒的团聚几率降低．同时有机修饰氧化硅本身是一种有机一无机杂化材料【=5]，可一步