SiO2微球的制备及其对ZnS发光增强综合实验设计
2021-04-27袁小先赵亚军
实验室研究与探索 2021年3期
袁小先,赵亚军,董 悦,卢 悦,李 旭
(河北大学河北省光电信息材料重点实验室,物理科学与技术学院,河北保定 071002)
0 引言
SiO2是地壳中含量相当丰富(12%)的酸性氧化物,分别以结晶型和无定型两种形式存在于自然界中,广泛应用于陶瓷、石英玻璃、光导纤维等材料的制备[1-2]。而纳米级的SiO2由于颗粒尺寸的减小,比表面积增加,使其具有了一些特有性能,将其应用到添加剂、新型材料等领域[3]。纳米SiO2微球对紫外线的吸收性能以及荧光特性,使其在光学材料、离子检测等领域有了用武之地[4]。
SiO2微球的制备方法包括气相法、电弧加热法、有机硅化合物分解法、溶胶凝胶法、沉淀法、水热法、微乳液法、超重力法、模板法等[5]。Stöber在1968 年发明的醇盐(正硅酸乙酯,TEOS)水解得到SiO2的方法是应用较多的方法之一[6],具体反应包括一个水解过程和一个缩聚过程:

水解时溶液的pH值、反应温度、反应时间等都对微球的形成有重要的影响,所以本实验探究了4种相关参数变化对最终SiO2微球的形貌和大小的影响。最后,利用水解法制备的SiO2微球对ZnS纳米颗粒进行包覆,研究包覆前后ZnS纳米颗粒发光的变化,最终得到包覆对发光性能的影响。
1 实验部分
1.1 纳米SiO2的制备
在干净的烧杯中依次加入适量的浓氨水(NH3·H2O)、乙醇(C2H5OH)和去离子水,加入磁子在磁力搅拌器中进行搅拌,混合均匀得到溶液A。将适量的正硅酸乙酯(TEOS)和乙醇的混合液磁力搅拌混合均匀得到溶液B。将溶液B快速加入溶液A中,同时降低搅拌速度,并在恒温水浴中继续反应2 h。……
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