納米材料表面修飾

1、納米材料表面修飾 North University of China 庾明茂 劉天碩 李林洪 目錄 CONTENTS 基本定義 研究意義 修飾方法 應(yīng)用實例 前景展望 基本定義 納米材料定義納米材料定義：指結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于指結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1nm1nm100nm100nm范范 圍之間的材料的總稱。圍之間的材料的總稱。 納米粉末 納米粉末 納米纖維 納米纖維 納米膜 納米膜 納米塊體納米塊體 納米材料基本定義 納米材料的表面修飾：納米材料的表面修飾：指用物理方法、化學方法改變納米 微粒 表面的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)狀態(tài)，實現(xiàn)人們對納米微粒表面的控制 表面物理修飾表面物理修飾 表面化學修飾表面化學修飾

2、 表面修飾基本定義 目錄 CONTENTS 基本定義 研究意義 修飾方法 應(yīng)用實例 前景展望 研究意義 ONE TWO THREE 改善或改變納米改善或改變納米 粒子的分散性粒子的分散性 增大比表面積，增大比表面積， 提高微粒表面活提高微粒表面活 性性 使微粒表面產(chǎn)生使微粒表面產(chǎn)生 新的物理、化學、新的物理、化學、 以及機械性能以及機械性能 （一）（三） （二） 表面的修飾目的表面的修飾目的: 表面修飾研究意義 目錄 CONTENTS 基本定義 研究意義 修飾方法 應(yīng)用實例 前景展望 修飾方法 表面吸附法表面吸附法 表面沉積法表面沉積法 高能量修飾法高能量修飾法 酯化反應(yīng)法酯化反應(yīng)法 表面接枝

3、改性法表面接枝改性法 偶聯(lián)劑法偶聯(lián)劑法 物理修飾物理修飾 化學修飾化學修飾 表面修飾常用方法 表面修飾常用方法 表面吸附法表面吸附法 即通過范德華力將異質(zhì)材料 （一般是表面活性劑）吸附在納 米粒子表面。 形成的分子膜可阻礙分子發(fā)生 團聚，降低表面張力，利于顆粒 在體系中均勻分散。有時還可起 到空間位阻作用。 表面修飾常用方法 SiO2 SiO2吸附硬脂酸鈉 Cr2O3 十二烷基苯磺酸鈉修飾Cr2O3 Mg(OH)2 Mg(OH)2表面吸附油酸鈉 表面沉積法表面沉積法 表面修飾常用方法 即將一種物質(zhì)沉積到納米粒子表面， 形成與顆粒表面無化學結(jié)合的異質(zhì) 包覆層。 釕負載到鉑表面時，形成了一種凹坑結(jié)

4、構(gòu)，鉑活性 位點激發(fā)甲氧基物種，然后此物種遷移到釕活性位 點附近，與釕表面的活性氧物種發(fā)生反應(yīng)，生成水， 二氧化碳迅速釋放。 這種反應(yīng)路徑不經(jīng)過CO氧化過程，因此反應(yīng)發(fā)生電 位比純鉑催化劑低很多，催化活性大幅提高。 表面修飾常用方法 高能量修飾法高能量修飾法 利用高能物理手段對粒子進行表面 改性。 合成Pt與過度金屬合金納米管材料時可以使用靜電沉積在Pt表面生成納米管 電暈電暈 紫外線紫外線 等離子等離子 束束 表面修飾常用方法 酯化反應(yīng)法酯化反應(yīng)法 酯化試劑與納米粒子表面原子反應(yīng)，原來親水疏油的表面 變成親油疏水的表面，使用于表面為弱酸性或中性的納米 粒子。 表面修飾常用方法 表面接枝改性法

5、表面接枝改性法 是納米粒子表面原子與修飾劑分子（大分子鏈） 發(fā)生化學反應(yīng)，改變其表面結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的方法。 表面修飾常用方法 偶聯(lián)劑法偶聯(lián)劑法 偶聯(lián)劑一般具備兩種 基團，一種能與無機 納米粒子表面進行化 學反應(yīng)，另一種能與 有機物反應(yīng)或相容。 偶聯(lián)劑是一類用于改 變無機材料與合成樹 脂的有機材料相容性 及界面性能的添加劑。 硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)通式硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)通式 Y(CHY(CH2 2)nSiX)nSiX3 3 目錄 CONTENTS 基本定義 研究意義 修飾方法 應(yīng)用實例 前景展望 應(yīng)用實例 偶聯(lián)劑烷氧集團的水解 1 獲得多羥基活性集團 合成SiO2納米材料的 功能化部分 硅羥基與SiO2表面的羥

6、基 縮合成硅氧鍵 2 表面修飾應(yīng)用實例 -Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si- O-Si- OHOOHOH SiO2納米材料的結(jié)構(gòu)式 偶聯(lián)劑與SiO2納米材料的修飾反應(yīng) 表面修飾應(yīng)用實例 目錄 CONTENTS 基本定義 研究意義 修飾方法 應(yīng)用實例 前景展望 前景展望 選題義 分析方法 主要內(nèi)容 （2） 納米納米 阻燃劑阻燃劑 （3）納米塑 料（1）納米材料的 蓮花效應(yīng) 其他應(yīng)用 發(fā)展前景 納米研究目前還有許多基礎(chǔ)研究在進行中,在納 米尺度上還有大量原理性問題尚待研究,納米科 技現(xiàn)在的發(fā)展水平大概相當于計算機技術(shù)在20 世紀50年代的發(fā)展水平,人類最終進入納米時代 還需要30到50年的時間,50年后納米科技有可能 像今天計算機技術(shù) 表面修飾前景展望 參考文獻 【1】無機納米材料的表面修飾改性與物性研究 薛茹君，吳玉程 著 合肥工業(yè)大學出版社 , 2009.10 【2】納