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原位表面修饰法制备亲油性氢氧化铝纳米微粒及其表征

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第一章绪论

1.1纳米科学技术概述

1.1.1纳米材料的概念

1.1.2纳米材料的纳米效应

1.1.3纳米材料的制备方法

1.1.4纳米粒子表面改性

1.1.5纳米材料的应用

1.2氢氧化铝纳米材料的特性和用途

1.2.1氢氧化铝纳米微粒的特性

1.2.2氢氧化铝纳米微粒的制备方法

1.2.3氢氧化铝纳米微粒的现状及应用

1.3选题的目的、意义和内容

1.3.1选题目的和意义

1.3.2本课题的主要研究内容

第二章原位表面修饰法制备油溶性氢氧化铝纳米微粒的理论分析

2.1原位表面修饰法制备油溶性氢氧化铝纳米微粒的原理

2.2纳米粒子形成过程中热力学、动力学分析

2.2.1纳米粒子成核的热力学原理

2.2.2纳米粒子成核的动力学原理

2.2.3纳米粒子生长速率分析

2.3原位修饰法制备油溶性氢氧化铝纳米微粒的影响因素

2.3.1过饱和度S对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的的影响

2.3.2铝盐浓度对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.3.3沉淀环境的pH值对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.3.4反应温度对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.3.5反应物配比对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.3.6搅拌速率对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.3.7团聚现象对氢氧化铝纳米微粒形成过程中的影响

2.4小结

第三章原位表面修饰氢氧化铝纳米微粒的制备与表征

3.1实验原料及设备

3.1.1实验原料

3.1.2实验设备及使用仪器

3.1.3实验装置及实验流程

3.1.4仪器使用原理

3.2异辛酸修饰氢氧化铝纳米微粒的制备及其表征

3.2.1材料与试剂

3.2.2仪器

3.2.3油溶性氢氧化铝纳米微粒的制备

3.2.4影响纳米微粒性质的因素

3.2.5结构形貌表征

3.2.6机理分析

3.2.7小结

3.3甲基丙烯酸修饰氢氧化铝纳米微粒的制备及其结构表征

3.3.1材料与试剂

3.3.2仪器

3.3.3产品的制备

3.3.4结果与讨论

3.3.5机理探讨

3.3.6小结

3.4硅烷偶联剂修饰氢氧化铝纳米微粒的制备及其结构表征

3.4.1材料与试剂

3.4.2仪器

3.4.3产品的制备

3.4.4结果与讨论

3.4.5表面修饰机理探讨

3.4.6小结

第四章结论

论文创新点

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者简介及导师简介

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摘要

氢氧化铝纳米微粒尺寸范围在1-100 nm之间,具有自度高、无毒无味无污染,分解时放出大量水分的优点,因此是优良的无机阻燃填充材料。还具有一定的抑烟性能和填充功能,不产生腐蚀性气体,不产生二次污染,能与多种物质产生协同作用,稳定性好,不挥发,毒性低或无毒和腐蚀性,价格低廉,阻燃效果持久等特点。所以选择它作为阻燃材料。所以,研究氢氧化铝纳米微粒在有机体中的分散性,有着重要的意义。 如何能够提高氢氧化铝与有机体的相容性是本论文研究的主要目的。本文主要以硝酸铝为原料,在直接沉淀法的基础上,采用原位表面修饰法制备了油溶性的氢氧化铝纳米微粒。 1、首先,理论上分析了氢氧化铝在生长过程中的热力学和动力学原理,并且探讨了氢氧化铝在制备过程中可能的影响因素。 2、用原位表面修饰的方法制备了表面改性的纳米氢氧化铝,在纳米氢氧化铝颗粒表面化学键合上了异辛酸,甲基丙烯酸和硅烷偶联剂类等表面修饰剂。用透射电子显微镜(TEM)观察了纳米颗粒的尺寸大小和粒径分布,用X-射线粉末衍射仪(XRD)分析了纳米颗粒的晶体类型,用红外光谱仪(FT-IR)、XPS考察了氢氧化铝纳米微粒表面修饰层的键合结构。结果表明,得到的氢氧化铝纳米颗粒表面具有强烈的亲油疏水性,纳米颗粒为片状或纤维状的晶体,粒径分布均匀,能均匀稳定地分散在液体石蜡,四氯甲烷等非极性溶剂中;由于表面有机层的存在,阻碍了颗粒团聚和晶体颗粒的长大。并且操作工艺简单,成本低,重复性强,有望工业化。

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