TiO2涂层耐蚀性能和抗高温氧化性能

用溶胶－凝胶法在碳钢表面制备TiO2涂层。用正交设计法对水解反应温度、涂覆次数、热处理温度和时间4因素进行了优化，并考察了上述4因素对涂层在10％（体积分数）H2SO4介质中的耐蚀性能和650℃空气气氛中的抗高温氧化性能的影响。     

用溶胶-凝胶法制备Al_2O_3涂层工程陶瓷的表面改性研究

分析了溶胶 -凝胶法制备Al2 O3 溶胶的适宜工艺条件 ,在氧化铝基陶瓷基体上成功地制备了Al2 O3 涂层 ;利用X射线衍射分析和差热分析 (DTA)方法对Al2 O3 凝胶粉末的相变过程进行了研究 .通过分析精磨、热处理、Al2 O3 一次和二次溶胶涂层 4种试样的抗弯强度测量值对材料总体性能进行了估计 .结果表明 :Al2 O3 涂层工程陶瓷可以提高基体的抗弯强度而降低其分散性 ,效果好于单纯的热处理 .通过观察4种试样的表面SEM形貌和两种涂层试样的断面SEM形貌提出了溶胶涂层钝化或弥合表面微裂纹的理论模型     

用溶胶—凝胶法制备Al2O3涂层工程陶瓷的表面改性研究

分析了溶胶－凝胶法制备Al2O3溶胶的适宜工艺条件。在氧化铝基陶瓷基体上成功地制备了Al2O3涂层;利用X射线衍射分析和差热分析（DTA）方法对Al2O3凝胶粉末的相变过程进行了研究,通过分析精磨,热处理,Al2O3一次和二次溶胶涂层4种试样的抗弯强度测量值对材料总体性能进行了估计,结果表明：Al2O3涂层工程陶瓷可以提高基体的抗弯强度而降低其分散性,效果好于单纯的热处理,通过观察4种试样的表面SEM形貌和两种涂层试样的断面SEM形貌提出了溶胶涂层钝化或弥合表面微裂纹的理论模型。     

溶胶-凝胶法在医用Ti合金表面制备SiO2-CaO-MgO-P2O5系生物玻璃涂层

在医用Ti合金表面涂覆一层生物玻璃涂层可阻止金属离子的溶出并且提高其生物活性。本文采用溶胶-凝胶法在Ti合金基体上制备了Si02-CaO-MgO-P2O5系生物玻璃涂层。利用差示量热扫描仪（DSC）、扫描电镜（SEM）、拉伸试验和模拟体液（SBF）浸泡等手段系统研究了涂层的表面形貌，粘附性能及生物活性。结果表明：热处理温度为800℃时涂层与基体间的粘附强度最大，涂层越薄涂层与基体问的粘附强度越大；在模拟体液中浸泡30天后，材料表面生成了大量磷灰石。用溶胶-凝胶法可在Ti合金基体上制备出SiO2-CaO-MgO-P2O5系生物活性高的生物玻璃涂层。     

SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合涂层的制备及其腐蚀特性

采用溶胶凝胶法在不锈钢基体表面上制备SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合涂层,并讨论了膜的形成原理和溶胶凝胶涂层的制备过程。在本实验中,通过分步水解法制备复合溶胶,用旋涂仪进行涂层涂覆,其转速为2000 r/min。经过差热分析(DTA)、热失重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)、红外光谱(IR),以及扫描电镜(SEM)等相关设备对其结构和性能进行相关分析,涂层的抗腐性能则是通过电化学实验来进行讨论的。结果表明,800℃热处理后的SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合涂层的基片的抗腐蚀能力要比裸片大1~2个数量级。     

制备多孔SiO2涂层的研究

开发了一种制备多孔SiO2 涂层的新方法 ,该方法综合了溶胶凝胶法、化学沉淀法和离子交换法的特点。首先采用溶胶凝胶工艺合成SiO2 溶胶 ,然后利用化学沉淀法 ,以Na2 CO3为碱性沉淀剂使SiO2 溶胶快速凝胶 ,在经过处理的基材表面形成涂层前驱体 ,再通过离子交换法除去由沉淀剂引入的金属阳离子 ,最后经过 40 0～ 5 0 0℃热处理 ,不经过复杂的凝胶化过程即制备出性能良好的非晶化多孔SiO2 涂层。SEM ,FTIR ,NMR和XRD分析表明 :制备的SiO2 涂层表面有吸附性硅烷醇基团 ,具有多孔、非晶态等特点 ,因此它外表面积可达1.64× 10 6 cm2 ·cm- 3,亲水性好且耐高温 ,在吸附和催化领域有广阔的应用前景     

陶瓷表面抗菌凝胶涂层的研究

以正硅酸乙酯、乙酸锌为原料制得溶胶,常温常压下在陶瓷釉面砖表面喷涂溶胶、低温凝胶化及热处理制得含锌离子的二氧化硅凝胶涂层。利用扫描电子显微镜、红外光谱分析、抗菌测试对涂层的结构和形貌及抗菌性能进行了表征。结果表明,当锌离子浓度、陶瓷表面坯体温度、热处理温度、抗菌试验时间分别为1.9mol/L、25℃、500℃和3h时,薄膜与陶瓷表面结合效果最好,抗菌性能最佳。     

热处理对透明耐磨有机/无机复合涂层性能的影响

以有机硅氧烷为前驱体，采用溶胶-凝胶法结合流平法在PMMA表面制备有机／无机耐磨涂层，研究热处理温度和时间对涂层的硬度、抗划伤性及耐磨性的影响，利用Taber5151耐磨仪等手段分析表征涂层的性能。结果表明：涂膜后PMMA的透光性能仍保持良好；随着热处理温度提高和热处理时间的延长，涂层硬度、抗划伤性及耐磨性提高。     

溶胶凝胶法制备羟基磷灰石/TiO2复合生物活性涂层的研究

通过溶胶凝胶法在纯钛基体上制备了羟基磷灰石/TiO2复合生物活性涂层.HA可以提高钛基的生物活性,TiO2可以提高涂层与基体的物理、化学相容性和结合强度.HA和TiO2溶胶由前驱体制得,按不同物质的量比直接混合两种溶胶来制备复合溶胶.使用XRD、SEM研究了不同温度下热处理后涂层的组成和结构.实验结果表明HA的结晶度和晶粒随着温度的升高而提高和变大;涂层表面为连续多孔结构.粘结拉伸结果表明复合涂层与基体结合良好,较纯HA涂层与基体的结合强度有较大提高.复合涂层试样于SBF中浸泡2d、7d和14d的SEM分析结果表明复合涂层表面的磷灰石形成量较高.电位动力学曲线分析表明复合涂层可以提高基体的耐蚀性.     

Al_2O_3—SiO_2混合溶胶—凝胶涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3—SiO2 混合涂层 ;通过X射线仪测定了Al2 O3—SiO2 凝胶粉末的晶相组成。对精磨、热处理、Al2 O3涂层和Al2 O3—SiO2 混合涂层四种试样抗弯强度的样本均值和样本标准离差进行了比较 ,并通过观察四种试样表面的SEM形貌和两种涂层试样断面的SEM形貌初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层对基体表面微裂纹有一定的弥合作用 ,可以提高基体的抗弯强度而降低材料强度的分散性 ,其效果好于单纯的热处理 ,Al2 O3—SiO2 混合涂层试样的表面质量优于Al2 O3涂层试样 ;Al2 O3—SiO2 混合涂层渗入基体更深 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,有效提高基体的抗弯强度。     

Preparation of super-hydrophilic amorphous titanium dioxide thin film via PECVD process and its application to dehumidifying heat exchangers

The super-hydrophilic amorphous titanium dioxide (TiO₂) thin film was prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process for an application to dehumidifying finned-tube heat exchangers. The chemical components and surface structure were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The wettability and long-term durability were investigated by measuring the water contact angle and by performing wet/dry cycles. The samples were subjected to 1000 times of wet/dry cycles to establish long-term durability. The water contact angle of the amorphous TiO₂ thin film was about 8° at as-deposited film with O₂ plasma treatment and was about 15° after 1000 wet/dry cycles. The amorphous TiO₂ thin film had excellent wettability and long-term durability under full wetting conditions.     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合薄膜的研究

用溶胶-凝胶法在清洁的玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米TiO2/SiO2复合薄膜,并用扫描电镜,红外光谱仪,综合热分析仪和接触角测定仪对薄膜的结构和性质进行了研究。结果表明:TiO2/SiO2复合薄膜由晶粒小于10nm的球形颗粒组成,表面均匀,结构致密,具有平整的组织结构;引入SiO2后可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,且能显著降低薄膜的接触角,增强薄膜的亲水性。     

具有光催化活性的透明亲水性自清洁涂料的制备

以钛酸丁酯前躯体在低温条件下,采用溶胶-凝胶法低温制备透明纳米TiO2/SiO2复合薄膜,红外光谱、XRD、SEM、接触角测定仪分析表明:TiO2/SiO2溶胶中TiO2和SiO2既独立成相,也存在TiO2和SiO2的复合物;生成的TiO2的晶型为锐钛型;TiO2的平均粒径为18 nm;TiO2/SiO2复合薄膜与水的接触角为4.2°;通过光催化和户外试验,表明自制的自清洁涂料具有良好的耐沾污性能。     

自清洁TiO2薄膜的制备与表征

以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶凝胶法制备出降解率可达到83％的Ag—TiO2光催化薄膜。运用红外光谱、热重／差热以及原子力显微镜等分析方法对光催化剂进行了测定和表征。结果表明：光催化薄膜由粒径为10～20nm的AgNO,和TiO2颗粒构成,锐钛晶形结构在500～550℃转变充分。从光催化剂胶体的FTIR谱图看出,制备的具有超亲水性能的SiO2／TiO2薄膜符合结构组成;从水接触图及冲洗图中可以清楚地看出：制备的TiO2／SiO2薄膜水接触角最小约4°,其自清洁效果很好。对Ag—TiO2光催化薄膜和SiO2／TiO2薄膜进行了硅藻吸附能力测试分析。     

烧结温度对SiO2-TiO2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

纳米TiO_2/SiO_2复合食品抗菌材料

以水玻璃和Ti(SO4) 2 为原料 ,制备出了多孔的纳米TiO2 /SiO2 复合粒子 ,在后处理过程中 ,利用无机包覆剂溶解度随温度的变化 ,在复合粒子表面包覆了一层无机结晶膜 ,经热处理除去包覆剂后 ,得到了以单分散纳米复合粒子组成的复合微粉。对复合微粉进行比表面和孔容测试 ,并运用XRD和TEM进行了表征 ,发现TiO2 以 12 .6nm的纳米晶粒的形式被多孔的SiO2 包覆 ,所形成的复合粒子则约为 2 0nm。为了了解复合微粒的灭菌效果 ,运用纳米TiO2 和复合粉末对 4种保健食品进行对照灭菌实验 ,两个月以后 ,测得含复合微粒的样品中的菌落总数为 5 0～12 0个 /g ,是相应保健食品企业标准许可菌落数的 0 .2 5 %～ 0 .7% ,为相应空白样和纳米TiO2 粉样品菌落数的 0 .5 2 %～ 0 .97%和 3 3 .3 %～ 83 .3 %。     

热处理对粉煤灰酸渣基二氧化硅气凝胶结构和疏水性的影响

粉煤灰酸渣是粉煤灰经酸溶提铝后的副产品,主要化学成分为无定形二氧化硅,其资源化利用不仅解决了粉煤灰酸渣堆存带来的环境问题,还能获得附加值较高的二氧化硅气凝胶。以粉煤灰酸渣制备的水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶—溶剂交换/表面改性—常压干燥工艺成功制备了低密度（0.083 g/cm³）、高比表面积（708 m²/g）、高疏水性（接触角为143°）的多孔二氧化硅气凝胶。通过热重-差热分析、红外光谱分析、接触角测试、扫描电镜分析、氮气吸附-脱附测试等手段对热处理前后二氧化硅气凝胶的结构和疏水性进行了表征。结果表明,随着热处理温度升高,二氧化硅气凝胶的比表面积增大、疏水性逐渐减弱直至消失。300 ℃热处理后,二氧化硅气凝胶仍具有较强的疏水性（接触角约为128°）,密度为0.080 g/cm³。当热处温度为400~600 ℃时,二氧化硅气凝胶仍具有中孔结构,由疏水性变为亲水性,密度从0.073 g/cm³增加到0.078 g/cm³。     

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

不同水浴时间对纳米TiO_2材料的影响

本文以钛酸丁酯Ti(OC4H9)4、冰醋酸、去离子水和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法,制备了纳米二氧化钛胶体和粉体,并用旋转涂片法在玻璃衬底上沉积了不同层数的纳米TiO2薄膜。然后对纳米TiO2薄膜与粉体进行热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱(UV/vis)、扫描电镜(SEM)对纳米二氧化钛粉体与薄膜进行表征。结果表明,500℃和600℃下,样品均产生锐钛矿结构。随着镀膜层数的增加,薄膜的透射率逐渐下降。相同镀膜层数,随着水浴时间的增加,透射率呈现增加的趋势。通过对光学带隙的计算,表明退火温度对光学带隙有影响。