水熱法無機(jī)復(fù)合膜的制備工藝研究.pdf

1、針對(duì)當(dāng)前無機(jī)膜制備成本高、過程工藝復(fù)雜、制備周期長、難以規(guī)?；瘧?yīng)用的研究現(xiàn)狀，采用傳統(tǒng)原位水熱法制備無機(jī)復(fù)合膜，設(shè)計(jì)了原料來源廣泛、價(jià)格低廉、工序簡單、制備周期短的膜制備工藝，研究了影響膜制備的主要因素，得出了制膜的最優(yōu)條件：以載玻片為支撐體，將NaOH溶解于水中，鋁酸鈉等溶于NaOH溶液中，攪拌直至完全溶解，逐滴加入硅源，在溫度為323 K左右時(shí)強(qiáng)烈攪拌3-4 h后得到透明溶膠，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中在溫度為453 K下進(jìn)行不同時(shí)間的水熱反應(yīng)

2、，即可制得復(fù)合膜。XRD、 SEM、AFM、分光光度計(jì)和紅外光譜等表征發(fā)現(xiàn)：在水熱合成中，支撐體水平放置時(shí)膜生長速度較快，膜表面比較粗糙，且容易出現(xiàn)缺陷，同樣條件下制備的膜的質(zhì)量比支撐體垂直放置時(shí)差。支撐體垂直放置時(shí)，隨著水熱反應(yīng)時(shí)間的增長，復(fù)合膜表面要經(jīng)歷由粗糙到光滑再到粗糙的過程，水熱合成48 h所制備的膜表面最為光滑，膜表面主要含Si、O元素及少量的Na、Al、Ni。所制備的膜為無定形結(jié)構(gòu)，膜厚約為820 nm。復(fù)合膜具有一定的增

3、透功能，可將載玻片透光率在波長范圍為500-3000nm提高七個(gè)百分點(diǎn)。在水熱前驅(qū)體中加入PVA-2000，在成膜過程中由于高分子聚合物的分子鏈的限制作用，導(dǎo)致膜表面出現(xiàn)了更深的凹陷，因此不含模板劑的膜表面更為均勻而且能夠減少燒結(jié)過程出現(xiàn)的裂紋。本研究還探討了復(fù)合膜的成膜機(jī)理，認(rèn)為成膜過程中沉積原子部分遷移到能量最低的逐層生長狀態(tài)，另一部分呈島狀模式生長，它是島狀生長與單層生長模式的結(jié)合。研究證明，通過水熱合成制備可以制備出具有一定增透