【Sol-Gel】溶膠凝膠法應(yīng)用大全趕緊來收藏吧

【Sol-Gel】溶膠凝膠法應(yīng)用大全，趕緊來收藏吧！光學(xué)薄膜前沿，F(xiàn)rontiersofOpticalCoatings光學(xué)薄膜新材料領(lǐng)域的行業(yè)門戶+媒體+智庫技術(shù)交流、產(chǎn)業(yè)合作、人才交流、企業(yè)宣傳新媒體、新行業(yè)、新材料、新工藝、新商業(yè)科普目錄一、溶膠凝膠技術(shù)簡介及發(fā)展二、在制備納米粉體中的應(yīng)用三、在制備納米薄膜中的應(yīng)用四、在制備納米結(jié)構(gòu)纖維材料中的應(yīng)用五、總結(jié)及展望1目錄一溶膠凝膠技術(shù)簡介及發(fā)展溶膠（Sol）又稱膠體溶液是具有液體特征的膠體體系分散的是固體或者大分子分散的粒子大小在1-100nm之間溶膠不是物質(zhì)而是一種「狀態(tài)」凝膠（Gel）亦稱凍膠是溶膠失去流動性后一種富含液態(tài)的半固態(tài)物質(zhì)其中液體含量有時可高達99.5%固體粒子（膠體顆?；蛘吒呔畚锓肿樱┫嗷ソ宦?lián)形成連續(xù)不斷的空間網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)溶膠-凝膠（Sol-Gel）技術(shù)溶膠凝膠是一種由金屬有機化合物、金屬無機化合物或者上述兩者混合物經(jīng)過水解縮聚過程逐漸凝膠化及相應(yīng)的后處理而獲得的氧化物或其他化合物的工藝溶膠-凝膠（Sol-Gel）技術(shù)的發(fā)展1984年1939年1971年20世紀80年代至今溶膠-凝膠（Sol-Gel）法是制備材料的化學(xué)方法中一種重要方法包括化學(xué)沉淀法、水熱法、微乳液法等也被稱為制備固體材料的四種主要方法之一溶膠-凝膠（Sol-Gel）技術(shù)工藝流程水熱法合成IBN-9在45°下將0.067gCTAB溶解于32ml的氨水溶液隨后加入0.9ml的正丁醇靜態(tài)狀態(tài)下逐滴滴加0.312gTEOS改混合物在45°陳化24小時反應(yīng)釜中100攝氏度下再處理24小時抽濾、洗滌得到固體粉末550攝氏度、空氣中煅燒6小時得到最后的產(chǎn)物2目錄二在制備納米粉體中的應(yīng)用基本類型分類標準：原料和機理的不同劃分傳統(tǒng)膠體溶膠-凝膠法先將膠質(zhì)顆粒（直徑一般為1-100nm）分散在液體介質(zhì)中形成溶膠然后通過蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為凝膠凝膠化作用由溶膠中的膠質(zhì)顆粒之間的靜電或空間相互作用控制靜電作用溶膠體系中由于靜電引力的存在會使溶液中的反離子向顆粒表面靠攏，并排斥同離子固體表面電荷與溶液中反電荷形成了雙電層結(jié)構(gòu)被吸附的離子與固體表面結(jié)合牢固固體和液體相對運動時固體帶動部分反離子一起滑動金屬有機化合物聚合凝膠法1、金屬醇鹽水解法金屬有機化合物溶解在合適的溶劑中發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)如水解、縮聚和聚合形成連續(xù)的無機網(wǎng)絡(luò)凝膠是目前溶膠凝膠技術(shù)最為常用的方法2、金屬螯合凝膠法通過可溶性螯合物的形成減少前驅(qū)液中的自由離子在制備前驅(qū)液時添加強螯合劑例如，檸檬酸和EDTA再通過控制一系列實驗條件如，溶液的PH值、溫度和濃度等移去溶劑將發(fā)生凝膠化有機聚合玻璃凝膠法1、原位聚合法有機單體聚合形成不斷生長的剛性有機聚合網(wǎng)絡(luò)包圍穩(wěn)定的金屬螯合物從而減弱各不同金屬離子的差異性減少各金屬在高溫分解過程中的偏析典型代表Pechini法的基本原理是羧酸和醇的酯化由金屬螯合物之間利用a-羥基羧酸和多羥基醇的聚酯作用形成聚合物2、聚合物前驅(qū)液法首先在含水的金屬鹽溶液中加入水溶性聚合物最常用的是聚乙烯醇（PVA）聚丙烯酸（PAA）、聚乙烯亞胺（PEI）它們都是陽離子的配位有機聚合物將大大改變原含水前驅(qū)液的流變性能而后金屬離子將充當聚合物之間的交聯(lián)劑聚合鏈間的隨機交聯(lián)把水圍在生長著的三維網(wǎng)絡(luò)中使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z工藝制備過程3目錄三在制備納米薄膜中的應(yīng)用優(yōu)點1、用基片浸漬溶膠后熱處理的簡單方法即可制備薄膜，設(shè)備簡單2、反應(yīng)在溶液中進行，均勻度高多組分均勻度可達分子或原子級3、對襯底的大小和形狀要求較低4、后處理溫度低，在遠低于陶瓷燒結(jié)或玻璃融化的溫度下進行熱處理即可獲得5、對多元組分薄膜，幾種有機物互溶性好溶膠-凝膠法制備方法1、醇鹽法制備薄膜反應(yīng)體系包含金屬醇鹽、溶劑（甲醇、乙醇等）、水催化劑（酸、弱堿）水解速度控制劑（乙酰丙酮等）成膜控制劑（PVA、DMF及聚乙二醇等）2、非醇鹽法制備薄膜反應(yīng)體系的確定主要考慮以下幾個因素以燒結(jié)陶瓷主成分為依據(jù)選擇相應(yīng)的無機前驅(qū)體合成初期的化學(xué)現(xiàn)象具有代表性涉及單組分和多組分氧化物工藝流程圖應(yīng)用常用薄膜涂覆工藝浸漬提拉法旋轉(zhuǎn)涂覆法流動涂膜技術(shù)滾動/照相凹版涂鍍技術(shù)4目錄四在制備納米結(jié)構(gòu)纖維材料中的應(yīng)用納米纖維廣義上指材料在空間兩個維度上尺寸為納米尺度如，納米絲、納米棒、納米管等納米纖維制備方法拉伸、模板聚合、相分離、自組織海島型雙組分復(fù)合紡絲、靜電紡絲分子噴絲板紡絲法等其中靜電紡絲技術(shù)是最成熟、能夠直接、連續(xù)制備聚合物納米纖維靜電紡絲技術(shù)聚合物溶液或者溶體在強電場中進行噴射最終固化成纖維相對于常規(guī)技術(shù)的織物由靜電紡纖維構(gòu)成的無紡織物具有大的比表面積以及纖維表面具有小孔等特殊形態(tài)這樣的特性使得該纖維在組織工程、過濾、超敏感傳感器等方面有很大的潛在應(yīng)用前景工藝流程納米纖維應(yīng)用由于具有低密度、高孔隙度、大的比表面積柔順性好、力學(xué)性能優(yōu)良等等特點在防護服、仿生材料、光電材料、聲學(xué)材料、細胞載體和航天航空等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力5目錄五總結(jié)和展望前景溶膠-凝膠技術(shù)以其多種優(yōu)點及高度靈活性從而在膜的制備、色分析、光分析電分析、納米材料的制備生物雜化材料及復(fù)材料的制備等領(lǐng)域有