超細(xì)二氧化硅粉的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、本文以正硅酸乙酯為原料，采用溶膠-凝膠(sol-gel)法、水解沉淀法，分別制備了從亞微米到納米尺度范圍內(nèi)的SiO2顆粒。對(duì)采用水解沉淀法制備SiO2的粒度控制進(jìn)行了研究，制備了球形、單分散、百納米尺度范圍的二氧化硅顆粒。 在溶膠-凝膠法中通過(guò)L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案，研究了分別采用乙醇、異丙醇、正丁醇三種共溶劑，不同的溫度及各主要原料的不同配比對(duì)SiO2顆粒制備過(guò)程的影響。當(dāng)乙醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅顆粒的產(chǎn)率而言，

2、其影響程度依次為：鹽酸的濃度、溫度、蒸餾水的濃度、無(wú)水乙醇的濃度。當(dāng)異丙醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅顆粒的產(chǎn)率而言，其影響程度依次為：鹽酸的濃度、異丙醇的濃度、溫度、水的濃度；就反應(yīng)時(shí)間而言，其影響程度依次為：異丙醇的濃度、溫度、水的濃度、鹽酸的濃度。當(dāng)正丁醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅顆粒的產(chǎn)率而言，其影響程度依次為：溫度、正丁醇的濃度、水的濃度、鹽酸的濃度；就反應(yīng)時(shí)間而言，其影響程度依次為：正丁醇的濃度、水的濃度、鹽酸的濃度、溫度。乙醇、異丙

3、醇、正丁醇的不同結(jié)果表明共溶劑對(duì)溶膠-凝膠過(guò)程有影響，隨著烷基鏈的增長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間減少，產(chǎn)率增大。說(shuō)明烷基鏈的增長(zhǎng)對(duì)反應(yīng)有利。 在醇鹽水解沉淀法中，通過(guò)L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案，研究了分別采用乙醇、異丙醇、正丁醇三種共溶劑，不同溫度及各主要原料的不同配比對(duì)SiO2顆粒制備過(guò)程的影響。當(dāng)乙醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅顆粒的產(chǎn)率而言，其影響程度依次為：氨水的濃度、無(wú)水乙醇的濃度、溫度、蒸餾水的濃度。當(dāng)異丙醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅

4、顆粒的產(chǎn)率而言，其影響程度依次為：異丙醇的濃度、氨水的濃度、蒸餾水的濃度、溫度；而四個(gè)因素對(duì)反應(yīng)時(shí)間的影響順序基本一致。當(dāng)正丁醇為共溶劑時(shí)，就二氧化硅顆粒的產(chǎn)率而言，其影響程度依次為：氨水的濃度、溫度、正丁醇的濃度、蒸餾水的濃度；就反應(yīng)時(shí)間而言，其影響程度依次為：溫度、正丁醇的濃度、氨水的濃度、蒸餾水的濃度。三種共溶劑所得的結(jié)果不同，說(shuō)明共溶劑對(duì)水解沉淀過(guò)程也有影響。相同條件下，異丙醇作共溶劑時(shí)，產(chǎn)率最大，且反應(yīng)所需要的時(shí)間要少于正丁醇

5、的，表現(xiàn)出最好的結(jié)果。 采用尿素作為反應(yīng)催化劑氨水的前驅(qū)體，通過(guò)控制尿素的濃度和升溫速率，進(jìn)而控制水解沉淀過(guò)程，制備了形狀完整，單分散性好，球形的二氧化硅顆粒。隨著尿素濃度的增大，顆粒的粒徑增大。隨著升溫速率的加快，二氧化硅顆粒的粒徑有所降低。 采用陽(yáng)離子表面活性劑CTAB，在氨水催化下，控制水解沉淀過(guò)程，也制備了形狀完整，單分散性好，球形的二氧化硅顆粒，粒徑范圍從100nm到700nm。并通過(guò)L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的

6、試驗(yàn)方案，在固定TEOS的物質(zhì)的量及溫度的情況下，研究了各主要原料的不同配比對(duì)單分散球形二氧化硅顆粒粒徑的影響，其影響次序依次為：CTAB的濃度、蒸餾水的濃度、氨水的濃度、乙醇的濃度。 研究了納米二氧化硅作為500SN基礎(chǔ)油的添加劑的摩擦學(xué)性能，測(cè)定了納米二氧化硅不同添加量時(shí)500SN基礎(chǔ)油的PB、PD值和摩擦系數(shù)μ。結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加了納米二氧化硅的基礎(chǔ)油的減磨、抗磨能力比不添加任何添加劑的有明顯的提高。納米二氧化硅的添加有一最佳值

7、。當(dāng)添加量為2％時(shí)，PB值達(dá)到最大，然后隨納米SiO2添加量的增大，PB值又開(kāi)始降低。且當(dāng)添加量為2％時(shí)，摩擦系數(shù)最小。 采用水合三氯化釕與正硅酸乙酯為原料，以鈦片為基底，通過(guò)溶膠-凝膠法與熱分解氧化法相結(jié)合的方式，制備了SiO2-RuO2的復(fù)合膜電極。利用循環(huán)伏安法測(cè)定了復(fù)合膜電極的電容。研究了原料配比、反應(yīng)時(shí)間、煅燒溫度等因素對(duì)電極電容性能的影響。發(fā)現(xiàn)該復(fù)合膜電極具有優(yōu)良的電容性能，當(dāng)Ru與Si的物質(zhì)的量的比為5：2，燒結(jié)溫