华南理工大学学报(自然科学版)

作者：谢平波, 史瑞雪

单位：华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 510640

关键词：二氧化钛,表面改性,稳定性,分散液

基金：广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2021A1515010603);珠海产学研合作项目(ZH22017001200009PWC)

溶液共混法合成纳米复合材料可以控制纳米颗粒的粒度分布和表面性质，从而改善其在有机基体中的分散情况。纳米TiO2因具有优异的光电性能在光学器件、光催化、传感器等领域得到广泛应用，其中纳米TiO2在溶剂中的均匀分散，是溶液共混法制备高折射率纳米复合材料的重要前提。本研究采用3种不同碳官能团的硅烷偶联剂对纳米TiO2表面进行改性，可以将其分散在极性不同的3种有机溶剂中，得到透明稳定的分散液。结果表明，纳米TiO2经过3种硅烷偶联剂改性后，在庚烷、乙酸丁酯、正丁醇中的中位粒径（D50）分别为13.5、19.6、22.1 nm，分布系数（PDI）分别为0.038、0.231、0.171。动态光散射（DLS）测量和透射电子显微镜（TEM）观察结果表明，纳米TiO2在庚烷、乙酸丁酯、正丁醇中均表现出良好的分散性。Turbiscan稳定性分析仪评估结果表明，具有相同纳米TiO2质量分数的纳米TiO2分散液具有不同的分散稳定性，说明相容性最好的硅烷偶联剂与分散溶剂是十六烷基三甲氧基硅烷与庚烷。纳米TiO2在庚烷中分散得到的分散液具有高分散性和良好稳定性，其次为3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷与乙酸丁酯。结果表明硅烷偶联剂碳官能团的性质影响了纳米颗粒与有机溶剂的相容性，这为制备高分散性和高稳定性的分散液提供了新思路。

来源：2023年第6期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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