本發(fā)明屬于IVA族氧化物納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種簡單、高效的制備超細(xì)準(zhǔn)球形氧化硅納米顆粒的方法。
背景技術(shù):
在自然界中,氧化硅可以與其他礦物質(zhì)構(gòu)成巖石,而結(jié)晶的氧化硅就是人們熟知的石英。人工合成的氧化硅是一種無毒、無味、無污染的白色粉末。納米級(jí)氧化硅具有密度小、比表面積大,表面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)以及特殊光電性等納米材料才具備的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、催化劑、以及工程材料、生物材料等領(lǐng)域。
正是由于氧化硅納米材料具有諸多的獨(dú)特性質(zhì),使得氧化硅成為氧化物納米材料中的研究熱點(diǎn)。在這些研究中,氧化硅在各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的優(yōu)勢。在醫(yī)學(xué)方面,小尺寸的介孔二氧化硅由于其特殊的構(gòu)造及無毒無味的特點(diǎn)可以被用作載藥體。其粒徑越小,生物兼容性越好。在催化方面,超細(xì)二氧化硅可被用作催化劑以及催化載體,尤其是摻雜特殊金屬后的二氧化硅更是在特殊化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮更高的催化作用。制備納米級(jí)尤其是10nm以下的、分散性好的氧化硅粉體是當(dāng)今材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),也是重點(diǎn)。
在制備單分散氧化硅納米材料的研究中,等人提出了一種在以醇為介質(zhì)用氨水解正硅酸乙酯(TEOS)來制備氧化硅單分散納米球體的方法并得到廣泛應(yīng)用。趙麗等以TEOS、濃氨水、二次蒸餾水、醇為主要反應(yīng)物制備出氧化硅納米材料,并得出了氨的濃度是影響氧化硅形貌的主要因素這一結(jié)論。符遠(yuǎn)翔等人用溶液凝膠法制備出粒徑約為80nm~150nm的單分散納米氧化硅球體。并對溫度、TEOS濃度以及氨水的濃度對制備氧化硅單分散納米球體的影響進(jìn)行了探究,得出了溫度越高,氧化硅在反應(yīng)中的熟化進(jìn)行的越快,團(tuán)聚現(xiàn)象越嚴(yán)重,所制得的氧化硅納米粒子的樣品粒徑也越大這一結(jié)論。趙瑞玉等人用TEOS、無水乙醇、氨水、二次蒸餾水制備了單分散氧化硅球體。并對氨水的濃度,二次蒸餾水的濃度以及表觀水解常數(shù)三者速率關(guān)系進(jìn)行了研究,為氨催化下TEOS水解制備單分散氧化硅球體形成機(jī)理的研究提供了依據(jù)。Wang X D等用溶液凝膠法制備出了尺寸均一,分散性好的單分散氧化硅納米球體。討論了反應(yīng)中氨和水的比例對所制備的二氧化硅單分散球體尺寸及分散性的影響,并對其生長機(jī)理進(jìn)行了研究。
用氣相法制備納米氧化硅的優(yōu)點(diǎn)是分散性好、純度高、表面羥基少,缺點(diǎn)是成本高、技術(shù)復(fù)雜、能量消耗大、不適宜大量生產(chǎn)。Mark T.Swihart正是用氣相法合成了粒徑在10nm左右的納米氧化硅,但所得到的氧化硅大部分都有團(tuán)聚的現(xiàn)象。這也印證了氣相法制備納米材料的優(yōu)劣之處。韓靜香等利用化學(xué)沉淀法,以硅酸鈉為硅源,配置氯化銨溶液,以及添加表面活性劑CTAB的乙醇水溶液,通過調(diào)節(jié)局部溶液的pH值,成功制備出了粒徑大小約為5nm~8nm的氧化硅顆粒。但整組實(shí)驗(yàn)既需要添加表面活性劑,又需嚴(yán)格控制pH值,大大降低了生產(chǎn)效率。在制備氧化硅的硅源中,硅酸鈉為較廉價(jià)易得的硅源,因此也被廣泛應(yīng)用。S.G.Lee等以硅酸鈉為硅源,在硫酸銨水溶液、非離子表面活性劑Triton-57以及環(huán)己烷所組成的微乳液中利用微乳法制備了氧化硅球體,但該法制備的氧化硅粒徑不均一、團(tuán)聚嚴(yán)重,樣品粒徑也不均一。
而在現(xiàn)有的制備氧化硅納米材料的方法中,多數(shù)方法重復(fù)性不高,產(chǎn)量低,還要控制pH值,添加表面活性劑,步驟復(fù)雜,導(dǎo)致其生產(chǎn)成本較高,反應(yīng)時(shí)間也較長,限制了氧化硅納米材料的生產(chǎn)與應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是,提供一種超細(xì)準(zhǔn)球形氧化硅納米顆粒及其制備方法,該方法簡單易行、成本低廉、重復(fù)性好且無需額外添加表面活性劑、無需調(diào)節(jié)pH值;制備出的氧化硅納米顆粒產(chǎn)量豐富、純度較高。
本發(fā)明的技術(shù)問題可通過以下技術(shù)方案解決:
一種氧化硅納米材料,其特征在于,是由無定形結(jié)構(gòu)氧化硅構(gòu)成的準(zhǔn)球形氧化硅納米顆粒,并且氧化硅納米顆粒團(tuán)聚構(gòu)成鏈狀結(jié)構(gòu)。
所述的準(zhǔn)球形氧化硅納米顆粒,粒徑在10~40nm之間,為超細(xì)納米顆粒。
本發(fā)明的氧化硅納米材料的制備方法的具體技術(shù)方案如下所述。
一種氧化硅納米材料的制備方法,是以油酸為溶劑,正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,異丙醇、正丙醇為前驅(qū)物;將TEOS加入油酸中,再在攪拌條件下滴入前驅(qū)物,全部滴完后繼續(xù)攪拌至形成淺黃色溶液,其中硅源、前驅(qū)物、油酸的體積比為1∶25∶90~120;將淺黃色溶液放入反應(yīng)釜內(nèi),在180℃下保溫3~72小時(shí),反應(yīng)結(jié)束自然冷卻至室溫,得到白色沉淀;用乙醇將沉淀離心洗滌,再烘干沉淀,得到白色氧化硅納米材料。
所述的攪拌,可以使用恒溫磁力攪拌器,設(shè)定轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/min。
優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)。
有益效果:
本發(fā)明分別以TEOS(正硅酸乙酯)為硅源用醇解法制備氧化硅納米材料,研究不同醇以及不同反應(yīng)時(shí)間對所制備氧化硅粉體的形貌的影響規(guī)律。相較于水解法,醇解法由醇提供羥基,由于醇提供羥基的能力遠(yuǎn)弱于水,可以降低反應(yīng)速率,以期制備出粒徑較小的氧化硅納米材料。不同醇對樣品的表面狀態(tài)、形貌和分散性也表現(xiàn)出不同的影響。在實(shí)驗(yàn)中探討了分別用異丙醇、正丙醇、甲醇和乙醇作為前驅(qū)物,改變反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度,制備了一系列準(zhǔn)球性、尺寸和分散性不同的樣品,利用XRD、TEM等手段對樣品進(jìn)行表征。本發(fā)明的球形氧化硅納米顆粒具有粒徑小、分散性好、純度高等特點(diǎn),制備方法簡單易行,重復(fù)性好,成本低廉,無需調(diào)節(jié)pH值,無需額外添加表面活性劑。
附圖說明
圖1是實(shí)施例1制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖2是實(shí)施例1反應(yīng)時(shí)間在6小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖3是實(shí)施例1反應(yīng)時(shí)間在12小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖4是實(shí)施例1反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖5是實(shí)施例1反應(yīng)時(shí)間在48小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖6是實(shí)施例2制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖7是實(shí)施例2反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖8是實(shí)施例3制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖9是實(shí)施例3反應(yīng)時(shí)間在12小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖10是實(shí)施例3反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖11是實(shí)施例4制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖12是實(shí)施例4反應(yīng)時(shí)間在12小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖13是實(shí)施例4反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖14是實(shí)施例7制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖15是實(shí)施例7反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖16是實(shí)施例8制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖17是實(shí)施例8反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
圖18是實(shí)施例9制得的氧化硅納米顆粒的XRD圖。
圖19是實(shí)施例9反應(yīng)時(shí)間在24小時(shí)時(shí)制得的氧化硅納米顆粒的TEM圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在180℃以異丙醇提供羥基制備的超細(xì)氧化硅納米顆粒的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,再用量筒準(zhǔn)確量取20ml油酸。將TEOS加入油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml異丙醇,在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在180℃下分別保溫3h、6h、9h、12h、24h、48h、72h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,自然冷卻至室溫,得到的樣品為白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次,烘干沉淀,最終得到白色氧化硅納米材料。
圖1給出上述條件制備的球形氧化硅納米顆粒XRD測試圖片??梢钥闯鏊袠悠分挥幸粋€(gè)較寬的衍射峰,這個(gè)衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。這證明在上述方法中所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。由圖2、3、4、5的TEM圖可以看出,用異丙醇提供羥基所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu),樣品粒徑在10nm~30nm之間。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,所制得的樣品粒徑先增大再減小,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在3h~48h之間時(shí),所得到的樣品尺寸隨時(shí)間的增加而增加,約在10nm~30nm之間,如圖2、3。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為48h時(shí),構(gòu)成納米鏈狀氧化硅的納米球體氧化硅粒徑最大,約為30nm,如圖4。樣品的表面也趨于平滑。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在48h~72h之間時(shí),所得到的樣品粒徑隨時(shí)間的增加而減小,約在20nm~30nm之間,但趨勢并不明顯,如圖5。
實(shí)施例2在180℃,以正丙醇提供羥基制備的超細(xì)氧化硅納米顆粒的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,用量筒精確量取20ml油酸。將量取好的TEOS加入量取好的20ml油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml正丙醇,將正丙醇溶液在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在180℃下分別保溫24h、48h、72h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到的樣品為白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到3組白色氧化硅納米材料。
圖6給出上述條件制備球形氧化硅納米顆粒的XRD圖。所有樣品的較寬衍射峰均出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用正丙醇提供羥基所制備的樣品為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。圖7給出上述條件制備的球形氧化硅納米顆粒的TEM圖,所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu)。從此TEM圖可以明顯看出,反應(yīng)時(shí)間在24h以上,用正丙醇提供羥基時(shí),樣品尺寸隨反應(yīng)時(shí)間的增加而逐漸減小,約在20nm~40nm之間。相較于用異丙醇提供羥基、反應(yīng)時(shí)間在24h以上所制得的樣品,用正丙醇提供羥基所制得的樣品表面更加平滑。尺寸也略有增加。
以下實(shí)施例3、4、5、6、7、8、9均是意為比較用的反例或者說是對比例,目的在于用改變?nèi)軇┗蚍从硿囟人玫降漠a(chǎn)物與前兩個(gè)實(shí)施例專利所保護(hù)的條件所得到的產(chǎn)物形成對比。
實(shí)施例3在180℃以甲醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,用量筒精確量取20ml油酸。將量取好的TEOS加入量取好的20ml油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml甲醇,將甲醇溶液在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在180℃下分別保溫3h、6h、9h、12h、24h、48h、72h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到7組白色氧化硅納米材料。
圖8給出上述條件制備的氧化硅納米材料XRD圖片。所有樣品的衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用甲醇提供羥基所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。圖9、10給出上述條件制備的氧化硅納米材料的TEM圖像,可以看出所得到的樣品為由氧化硅球體團(tuán)聚而成的氧化硅納米鏈狀結(jié)構(gòu)。樣品形貌隨反應(yīng)時(shí)間變化所表現(xiàn)出的規(guī)律與前三組實(shí)驗(yàn)相同,隨著時(shí)間的逐漸增加,樣品的粒徑先變大后變小,在0.5μm~1.5μm之間,如圖9。在反應(yīng)時(shí)間為24h時(shí)粒徑最大,約為1.5μm,如圖10。樣品的分散性也呈現(xiàn)出先變好后變差的規(guī)律。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為24h時(shí),樣品的分散性最好,同時(shí)得到的樣品相對也更均勻。相比于以正丙醇和異丙醇提供羥基而制成的氧化硅納米顆粒,本實(shí)施例制得的氧化硅納米顆粒尺寸較大。
實(shí)施例4在180℃以乙醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,用量筒精確量取20ml油酸。將量取好的TEOS加入量取好的20ml油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml乙醇,將乙醇溶液在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在180℃下分別保溫3h、6h、9h、12h、24h、48h、72h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到7組白色氧化硅納米材料。
圖11給出上述條件制備的氧化硅納米材料的XRD圖片可以看出,所有樣品的較寬衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用乙醇提供羥基所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。由圖12、13的TEM圖可以看出所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu),但尺寸略大。用乙醇提供羥基時(shí),樣品的粒徑以及分散性隨反應(yīng)時(shí)間的逐漸增加均有變化,樣品的粒徑隨反應(yīng)時(shí)間的增加先變大后變小,樣品的分散性隨時(shí)間的增加先變好后變差。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在3h~24h時(shí),樣品粒徑隨反應(yīng)時(shí)間的增加而變大,約在80nm~500nm之間,如圖12,分散性隨反應(yīng)時(shí)間的增加而變好。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在24h~72h之間時(shí),樣品尺寸隨反應(yīng)時(shí)間的逐漸增加而變小,約在500nm~120nm之間,團(tuán)聚現(xiàn)象也隨反應(yīng)時(shí)間的增加而逐漸嚴(yán)重,如圖13。在反應(yīng)時(shí)間為24h時(shí),所得到的樣品粒徑最大,約為500nm。此時(shí)的分散性也最好,為單分散納米球體二氧化硅。相比于以正丙醇和異丙醇提供羥基而制成的氧化硅納米顆粒,該方法制得的氧化硅納米材料雖然達(dá)到了相對均勻,但尺寸略大。
實(shí)施例5在180℃以丁醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,用量筒精確量取20ml油酸。將量取好的TEOS加入量取好的20ml油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml丁醇,將丁醇溶液在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫條件下,發(fā)現(xiàn)混合后的溶液并沒有發(fā)生任何反應(yīng)。將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在180℃下分別保溫3h、6h、9h、12h、24h、48h、72h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,發(fā)生并沒有任何沉淀生成,與加熱之前的溶液無差別,用乙醇將溶液離心洗滌數(shù)次后,無沉淀生成,說明以丁醇提供羥基并未制得氧化硅納米材料。
實(shí)施例6在90℃以異丙醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,再用量筒準(zhǔn)確量取20ml油酸。將TEOS加入油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml異丙醇,在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫條件下,發(fā)現(xiàn)混合后的溶液并沒有發(fā)生任何反應(yīng),將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在90℃下保溫24h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,與加熱之前的溶液無差別,用乙醇將溶液離心洗滌數(shù)次后,無沉淀生成,說明以異丙醇提供羥基在90℃條件下并未制得氧化硅納米材料。
實(shí)施例7在110℃以異丙醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,再用量筒準(zhǔn)確量取20ml油酸。將TEOS加入油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml異丙醇,在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在110℃下保溫24h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到白色氧化硅納米材料。
圖14給出上述條件制備的氧化硅納米材料的XRD圖片可以看出,所有樣品的較寬衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用異丙醇提供羥基在此條件下所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。圖15給出上述條件制備的氧化硅納米材料的TEM圖像,所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu),但樣品不夠均勻,分散性稍差,可以看出此條件下制備的氧化硅納米材料粒徑大,尺寸在500nm左右,并且樣品不夠均勻,分散性稍差。
實(shí)施例8在130℃以異丙醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,再用量筒準(zhǔn)確量取20ml油酸。將TEOS加入油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml異丙醇,在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在130℃下保溫24h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到白色氧化硅納米材料。
圖16給出上述條件制備的氧化硅納米材料的XRD圖片可以看出,所有樣品的較寬衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用異丙醇提供羥基在此條件下所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。圖17給出上述條件制備的氧化硅納米材料的TEM圖像,所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu),可以看出此條件下制備的氧化硅納米材料相較于110℃同等情況下,樣品的粒徑已經(jīng)開始變小,并且更為均勻。
實(shí)施例9在150℃以異丙醇提供羥基制備的氧化硅納米材料的全過程
首先用移液器精確量取0.2ml TEOS,再用量筒準(zhǔn)確量取20ml油酸。將TEOS加入油酸中,將混合好的溶液放在恒溫磁力攪拌器上,設(shè)定轉(zhuǎn)速為每分鐘500轉(zhuǎn)。用量筒準(zhǔn)確量取5ml異丙醇,在磁力攪拌下逐滴滴入配好的TEOS與油酸的混合溶液中,全部滴完后,繼續(xù)攪拌20min。在室溫下形成淺黃色溶液,將該溶液放入容積為30ml的反應(yīng)釜內(nèi),將反應(yīng)釜密封放入干燥箱中。在150℃下保溫24h,待其反應(yīng)完全后,將反應(yīng)釜取出,使反應(yīng)釜冷卻至室溫,得到白色沉淀。用乙醇將沉淀離心洗滌數(shù)次后,烘干沉淀,最終得到白色氧化硅納米材料。
圖18給出上述條件制備的氧化硅納米材料的XRD圖片可以看出,所有樣品的較寬衍射峰出現(xiàn)在2θ=20°到2θ=30°之間。證明用異丙醇提供羥基在此條件下所制備的氧化硅納米材料為無定形結(jié)構(gòu)的氧化硅。圖19給出上述條件制備的氧化硅納米材料的TEM圖像,所制備的氧化硅材料為由氧化硅納米球體團(tuán)聚而成的納米鏈狀結(jié)構(gòu),雖然隨著溫度升高樣品尺寸開始變小,但未達(dá)到實(shí)施例1所達(dá)到的尺寸,可以看出,隨著溫度的升高,樣品的形貌變的趨于準(zhǔn)球形,粒徑也逐漸變小,但還尺寸仍大于40nm。