表面修饰二氧化硅纳米颗粒的制备和组装
文献类型：学位论文
| 作者 | 安艳清 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2007-12-10 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈淼 |
| 关键词 | SiO2纳米颗粒 表面修饰 酰胺化 自组装 静电作用 silica nanoparticle surface functionalization amidation self assembly electrostatic interaction |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | SiO2 纳米颗粒由于其优异的物理化学性能，从工业生产到基础研究，在众领域都有广泛的应用。特别是单分散的SiO2 胶体粒子，具有单分散性，尺寸在大的范围可调性，以单分散的SiO2 纳米颗粒为单元构筑的新型纳米材料具有潜在的应用前景。然而，随着尺寸的减小，颗粒很容易团聚并在表面吸附外来的杂质，这给纳米颗粒维持纳米特性带来了困难，表面修饰是不仅增强了纳米颗粒的分散性能，更为纳米颗粒组装的顺利进行提供了保证。通过具有官能团的表面修饰分子之间的相互作用, 可以有效的实现对纳米颗粒的自组装。羧基和氨基具有两种官能团之间的静电相互作用可以转化为共价键合，从而增强纳米结构稳定性的优点。因而引起了注意。 本论文主要研究二氧化硅纳米颗粒的表面修饰和组装，并对反应条件进行了研究，相关结果进行了表征。具体研究内容和结论如下： 1. 通过 Stöber 法合成了粒径80nm，相对单分散的SiO2 纳米颗粒，并通过组装氨基硅烷（APTES），得到了表面氨基修饰的SiO2 纳米颗粒，进一步和丁二酸酐进行开环反应，得到了表面羧基修饰的SiO2 纳米颗粒。 2. 在基底上通过共价组装的纳米颗粒，提高了纳米颗粒与基底的结合力。在缩合剂DCC 或复合活化剂EDC/NHS 的作用下，羧基修饰的SiO2 纳米颗粒以共价键的形式组装在表面氨基化的基底上，形成准致密的单层纳米颗粒薄膜，并利用纳米压入法对其力学性能进行了初步研究。 3. 在没有缩合剂或活化剂的 DMF 溶液中，羧基修饰的SiO2 纳米颗粒也能吸附在表面氨基化的基底上，主要依靠的是静电力，由于纳米颗粒之间的作用力和纳米颗粒与基底之间作用力的竞争，形成了非致密的二维SiO2 纳米颗粒阵列，这为在没有模板的条件下制备非致密二维纳米颗粒阵列提供了新方法。在加热的情况下，官能团之间的作用力可能转变为共价键结合，从而增强耐酸碱性。而且这种组装方法在无水条件下进行，可能适合于某些特殊的需要。 4. 应用旋涂法，调节适当的溶液浓度，旋涂速度等条件，能够短时间快速得到单层致密的SiO2 纳米颗粒薄膜，比一般的组装方法的效率高，但是薄膜上还吸附有一定量的二层颗粒。 5. 通过羧基和氨基作用，用不同方法制备的二氧化硅纳米颗粒结构，都能进一步加热转变为共价作用，增强其稳定性。并且表面的官能团为进一步的组装提供了平台，从而能构筑更为复杂的纳米结构。 |
| 学科主题 | 纳米材料制备和组装 |
| 公开日期 | 2013-05-24 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/3025]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 安艳清. 表面修饰二氧化硅纳米颗粒的制备和组装[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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