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L9(34)正交試驗設(shè)計的試驗方案，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SiO2顆粒制備過程的影響。當(dāng)乙醇為共溶劑時，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、無水乙醇的濃度。當(dāng)異丙醇為共溶劑時，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，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)果表明共溶劑對溶膠-凝膠過程有影響，隨著烷基鏈的增長，反應(yīng)時間減少，產(chǎn)率增大。說明烷基鏈的增長對反應(yīng)有利。 在醇鹽水解沉淀法中，通過L9(34)正交試驗設(shè)計的試驗方案，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SiO2顆粒制備過程的影響。當(dāng)乙醇為共溶劑時，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、無水乙醇的濃度、溫度、蒸餾水的濃度。當(dāng)異丙醇為共溶劑時，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；而四個因素對反應(yīng)時間的影響順序基本一致。當(dāng)正丁醇為共溶劑時，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，說明共溶劑對水解沉淀過程也有影響。相同條件下，異丙醇作共溶劑時，產(chǎn)率最大，且反應(yīng)所需要的時間要少于正丁醇

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，通過控制尿素的濃度和升溫速率，進(jìn)而控制水解沉淀過程，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。 采用陽離子表面活性劑CTAB，在氨水催化下，控制水解沉淀過程，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L9(34)正交試驗設(shè)計的

6、試驗方案，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，測定了納米二氧化硅不同添加量時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，PB值達(dá)到最大，然后隨納米SiO2添加量的增大，PB值又開始降低。且當(dāng)添加量為2％時，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)伏安法測定了復(fù)合膜電極的電容。研究了原料配比、反應(yīng)時間、煅燒溫度等因素對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