二氧化硅处理成纳米级二氧化硅及二氧化硅的
表面改性的处理方法
表面改性球形二氧化硅的制备与表征
球形二氧化硅在涂料、催化、色谱填料、感光乳剂、高性能陶瓷及集成电路塑封填料等方面都有广泛应用。
表面改性的疏水二氧化硅因具有较强的非极性相互作用，在反相固体萃取填料及高聚物体系性能补强等方面得到重要应用。
球形二氧化硅的液相反应法制备主要包括溶胶—凝胶法［1~4］和微乳液法［5~6］。
溶胶—凝胶法通常以有机硅醇盐如正硅酸乙酯（TEOS）为原料，用碱或酸作催化剂，在醇或醇水介质中通过水解反应制备。
微乳液法则是以TOES或NaSiO2为原料，在反向微乳液（W／O）提供的微反应器中通过水解聚合反应合成。
溶胶—凝胶法中，反应溶剂的种类、催化剂的种类和浓度、相关反应物浓度及比例等因素都会影响水解和成胶反应过程，从而影响最终所得二氧化硅颗粒的形貌、粒度分布和颗粒间的聚集状态。
研究这些影响因素对颗粒的调控作用对拓宽颗粒粒径的选择范围具有重要的意义。
本研究以TEOS为硅源，在醇水混合溶剂中以氨作催化剂，通过溶胶—凝胶法制备二氧化硅球形颗粒，并以十八烷醇作为改性剂，通过酯化反应对二氧化硅进行表面修饰改性。
研究了成胶反应中TEOS浓度对二氧化硅颗粒粒径的影响，并用TEM、XPS、IR、TG-DTG等实验手段对所得产品进行了表征。
一、实验部分
1、1 试剂
TEOS、无水乙醇、氨水、三氯甲烷、环己烷均为分析纯，使用前未经进一步纯化。
1、2 制备方法
按一定比例配制TEOS和无水乙醇的混合溶液，室温（25℃）搅拌下将该混合液滴加到含有一定量浓氨水的无水乙醇溶液中，控制反应体系的PH值约为8，继续搅拌2h后，将其转移到装有搅拌的三口瓶中，加入一定量的十八烷醇和正丁醇，进行蒸馏。
当蒸汽温度上升到118℃后，停止蒸馏。
通氮气保护下将反应体系加热至反应温度200~210℃，继续搅拌加热3h,后，将反应液趁热转移到烧杯中，加入一定量的以3:2的体积比混合而成的三氯甲烷和环己烷的溶液，搅拌均匀并使其完全溶解。
将上述混合液转入离心管中，在转速为1500r／min下离心分离10min，然后在水浴中加热，再离心10min，将上清液弃去，往含沉淀的离心管中再加入等量的三氯甲烷和环己烷的混合溶液，按上述操作再离心分离两次。
将离心后所得的产品从离心管中取出，放在表面皿中自然干燥后即得产品。
1、3样品表征
用NETZS STA 409 PC/PC热分析仪测定样品的热重曲线，实验条件为：升温速率10℃/min分析气氛为空气，流速30mL/min用Joel JEM-2010型透射电子显微镜（TEM）观察颗粒形貌和尺寸，样品先分散在环己烷中，然后用滴加到有非晶碳膜的铜网上，于空气中晾干后进行电镜分析。
用Nexus 470型红外光谱
仪测定红外光谱（IR），样品采用溴化钾压片。
样品的L射线光电子能谱（XPS）,在AX-IS UITRA型光电子能谱仪上进行测定。
W／O型微乳液法制备纳米二氧化硅选择适当的乳化剂和水解温度，控制水与乳化剂的物质的量比，采用W／O 型微乳液法在聚醚多元醇中通过正硅酸乙酯的水解、缩合反应合成了纳米二氧化硅。
红外光谱、透射电子显微镜观察，纳米二氧化硅粒子呈球状且分散，粒径分布在50～70nln。
通过实验得知，反应时间2h，24mL聚醚多元醇中正硅酸乙酯的用量0．9～3．6mL，在10min内滴加完毕，能达到最佳反应效果。
制备方法：按聚醚多元醇、水、表面活性剂的体积比为24：I．5：0．8配制微乳液，即先在聚醚多元醇中加入适量十二烷基苯磺酸钠水溶液，在55℃的水浴中慢速搅拌下缓慢滴加有机硅表面活性剂，直至混合物形成清澈透明的微乳液，再向其中加入适量的乙二胺，使乙二胺在微乳液中均匀分布，体系的pH为8～9。
以一定速度向微乳液中滴加正硅酸乙酯，混合物逐渐变为晶莹透亮，且略带蓝色乳光，经过2h反应后制得纳米二氧化硅。
溶胶一凝胶法制备纳米二氧化硅
1实验部分
1．1实验试剂与表征
正硅酸四乙酯、无水乙醇、去离子水、氨水、草酸或盐酸。
通过日本日立公司产的H一800透射电子显微镜(TEM)对二氧化硅的粒径大小、分散度进行表征。
该透射电镜的最高加速电压为220kV，分辨率为0．2lqm，最大放大倍数为600000。
1_2实验原理
Si-OR+HOH-+Si-OH+ROH
Si-OR+H0一Si—+Si-O-Si+ROH
Si一0H+H0一Si—÷Si一0一Si+HOH
1．3制备过程
首先将正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水按体积比1：2：2的配比制成清澈透明溶液，然后将溶液升温至70％搅拌1．5h，再在溶液中分别加入适量的催化剂。
继续搅拌1h后形成不同的乳白色凝胶，然后在空气中陈化几天或几星期，然后经干燥数小时后，形成千凝胶、研磨成凝胶粉，经马弗炉高温焙烧1-2h后，得到SiO2粉末。
水解法制备纳米二氧化硅和表征
1实验部分
1．1原料与仪器
原硅酸四乙~(TEOS)，Acros公司；氨水，分析纯；HITACHIH．600(透射电子显微镜)，日本日立公司；傅立叶红外光谱仪，EQUINO55型，德国BRUKE公司；恒流泵(BT00．1o0M)，保定兰格恒流泵有限公司；Malvem 2000粒度测定仪Malvem仪器公司；ESCALabMK2型光电子能谱仪，英国。
1．2制备方法
在带电磁搅拌的锥型瓶中加入50g无水乙醇、1～5g氨水，然后用不同配比的乙醇TEOS溶液从恒流泵中滴加到锥型瓶中，控制滴加速度0．025~0．15ml／min
和搅拌转速50~400r／min，使TEOS水解生成纳米二氧化硅。
用动态光散射法、TEM测定其粒径大小。
然后将含有纳米二氧化硅的醇溶液在真空烘箱内干燥，分离最后得到固态纳米二氧化硅。
实验的基本条件为pH值8．2、搅拌速度为50r／min、滴加速度为0．025ml／min、滴加时间为400min。
1．3纳米二氧化硅的表征
1．3．1TEM将乳液稀释后用磷钨酸负染，涂于铜网上自然干燥后，放人仪器中观察粒子形态。
1．3．2动态光散射用动态光散射法测定二氧化硅粒子大小，测试温度是25~C，在每次测试前用去离子水稀释样品至合适浓度，数据由软件自动计算生成。
1．3．3元素分析采用ESCALab咖型光电子能谱仪测试进行元素分析，x射线源为MgK．AIphas射线，有效探测深度50～100埃，样品为薄膜，所有测试采用45。
发射角，样品测试深度为50埃。
1．3．4红外光谱分析对固态纳米二氧化硅用溴化钾压片制样。
1实验部分
1、1。