毕业论文电子纸用二氧化钛颗粒的表面改性研究

1、计（论文）II摘 要本文首先采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅（SiO 2）电泳颗粒，针对目前 SiO2 颗粒作为电泳颗粒存在的且与分散介质密度不匹配，在分散介质中出现沉降等问题，采用硅烷偶联剂 -氨丙基三乙氧基硅烷（ APTES）对制备的 SiO2 颗粒进行表面改性，改性前后的 SiO2 电泳颗粒采用 FTIR、光学显微镜进行表征。
红外结果表明 APTES被成功接枝到 SiO2 颗粒的表面和光学显微镜图均表明改性前的 SiO2 颗粒在四氯乙烯中团聚比较严重，粒径分布较宽，颗粒较大；而改性后的 SiO2 颗粒团聚明显减少，分散性能较好，粒径分布变窄，颗粒较小。
说明 APTES 改性 SiO2 颗粒比改性前的SiO2 颗粒在四氯乙烯中分散性能更好。
沉降行为表征表明 APTES 改性 SiO2 颗粒比改性前的 SiO2 颗粒在四氯乙烯中悬浮稳定性更优良。
关键词：电子墨水；二氧化硅颗粒；表面改性哈尔滨商业大学毕业设计（论文）IIIAbstractFirstly, the sol-gel preparation of silica (SiO2) electrophoretic particles。

2、证实，有机官能组已成功嫁接到二氧化钛纳米粒子表面都为 APTMS 接枝纳米 TiO2 纳米粒子（A- 二氧化钛）和 IPTMS 接枝纳米 TiO2（I-二氧化钛） 。
TiO 2 纳米颗粒的纳米颗粒等电点（IEP） ，表面改性后移大约在 pH =6.4 至 pH= 9.4 的 zeta 电位显著增加，这是由 NH 2 基团在酸性区域的质子化。
显著减少粒子流体力学直径和多分散性指数（PDI）表示粒子的分散稳定性可以通过增加粒子的 Zeta 电位。
随着有机硅烷比率从 0至 200（重量）时，二氧化钛的光催化活性的速率常数和速度的轻微下降，这也显著取决于接枝效率。
关键词： 二氧化钛纳米粒子；硅烷偶联剂；表面改性1简介作为一种流行的光催化剂，二氧化钛已经被广泛使用，因为它的各种优点，如光学和电子特性，低的成本，高的光催化活性，化学稳定性和无毒性，抗菌剂，紫外线保护和环境纯化 1-当二氧化钛颗粒尺寸减小到纳米规模，催化活性增加为膨胀的结果的光带隙为量子尺寸和由于增强的有效表面积 2.6-近年来，一些研究报告显示有希望从二氧化钛纳米粒子的多功能提供给不同的纺织材料 然而，。

3、度和对比度等效果。
本课题重点研究 TiO2 电泳颗粒的制备及聚合物包裹情况，目的在于利用聚合物的低密度来降低 TiO2 颗粒密度，降低颗粒和分散介质间的密度不匹配带来的电泳颗粒的团聚、沉降等质量问题。
即实验采用溶胶-凝胶法，以钛酸四丁酯为原料，制备出白色锐钛矿型 TiO2 颗粒，通过 XRD 分析得出制备的颗粒为锐钛矿晶型 TiO2 颗粒。
为改性制备的 TiO2 颗粒的表面性能，采用硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷对颗粒进行进行表面改性，同时改性引入的双键有利于下一步进行聚合反应，通过对 TiO2颗粒改性前后进行 FTIR 表征分析，结果表明乙烯基三乙氧基硅烷与 TiO2 颗粒表面的羟基发生反应，成功接枝在 TiO2 颗粒表面； 通过在水和四氯乙烯中的测试，检验了 TiO2 颗粒改性前后沉降性能，结果表明改性后的颗粒悬浮稳定性性能提高。
最后以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为单体，十二烷基硫酸钠为乳化剂，十六醇为助乳化剂，过硫酸铵（偶氮二异丁腈）为引发剂，亚硫酸氢钠为还原剂，采用细乳液聚合的方法制备聚合物包裹 TiO2 复合颗粒，通过光学显微镜图表征油溶性乳液最小的粒径有 0.5m，最大的粒径。

4、2 颗粒作为白色电泳颗粒在有机分散介质中沉降、电位以及团聚等问题，采用聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷分别对制备出的 SiO2 颗粒进行表面改性，并通过 FTIR、光学显微镜和沉降行为测试进行表征分析。
FTIR 结果表明，聚乙烯醇成功接枝到 SiO2 颗粒的表面；光学显微镜图表明，未改性的 SiO2 颗粒在四氯乙烯中分散性差团聚比较严重，粒径分布较宽，颗粒较大，而经过聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷改性的 SiO2 颗粒在四氯乙烯中团聚情况有所改善，呈小颗粒状较稳定分散，粒径分布较窄，说明聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷改性后的 SiO2 颗粒相较于未改性 SiO2 颗粒在四氯乙烯中的团聚情况明显改善，分散性能更好；沉降行为测试表明，未改性的 SiO2 颗粒 颗粒悬浮稳定性差，改性的SiO2 颗粒悬浮稳定性好，说明在有机相四氯乙烯中，聚乙烯醇和乙烯基三甲氧基硅烷改性的 SiO2 颗粒相比于未改性的 SiO2 颗粒表现出良好的悬浮稳定性。
关键词：电子纸；SiO 2 颗粒 ；聚乙烯醇；乙烯基三甲氧基硅烷；改性 哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）IIAbstractIn this paper, SiO2。

5、2 颗粒，针对目前 TiO2 颗粒作为电泳颗粒存在的与分散介质密度不匹配，在分散介质中易出现团聚、沉降等问题，采用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对制备的锐钛矿晶型和金红石晶型的 TiO2 颗粒进行表面改性，改性前后的 TiO2 颗粒分别用采用 XRD、红外、接触角、 Zeta 电位、粒径分布和沉降行为进行表征。
XRD 结果表明 500下锻烧制备的 TiO2 颗粒为锐钛矿晶型，900下锻烧制备的 TiO2 颗粒为金红石晶型，且用硅烷对 TiO2 颗粒进行表面改性没有影响到其晶型，红外结果表明乙烯基三甲氧基硅烷被成功接枝到 TiO2 颗粒的表面，接触角数据表明硅烷改性后的 TiO2 颗粒由亲水性转变为亲油性， Zeta 电位表征说明乙烯基三甲氧基硅烷改性的 TiO2 颗粒比改性前的 TiO2 颗粒的表面电荷增加，这有利于提高 TiO2 颗粒的电泳性能，从而可以缩短电子墨水显示器的响应时间。
粒径分布表明用乙烯基三甲氧基硅烷改性 TiO2 颗粒比改性前的 TiO2 颗粒的粒径分布变窄，沉降行为表征表明乙烯基三甲氧基硅烷改性 TiO2 颗粒比改性前的 TiO2 颗粒在四氯乙烯中悬浮稳定性更优良。

6、性比较差以及电泳性能不理想等缺陷，因此选用PVA改性TiO2颗粒，主要使PVA吸附在TiO2颗粒表面，在颗粒表面形成一层分子膜以阻碍颗粒间的相互接触，从而达到增大颗粒带电量和改善颗粒分散性的目的；选用乙烯基三-甲氧基乙氧基硅作为改性剂，TiO2颗粒和偶联剂发生反应，生成-Si-O-键，使硅烷偶联剂接枝到TiO2颗粒表面，增加其与有机溶剂的亲和性；两种改性剂都可以提高TiO2颗粒与有机溶剂的亲和性，增加其悬浮稳定性，同时使TiO2颗粒与有机溶剂的密度更匹配。
,电子纸的实用技术,图1,图2,实验部分,表1 实验中所用的仪器,表2-2 实验中所用的化学试剂,表2 实验所用试剂,实验仪器,图3 制备装置,图4 电热鼓风干燥箱,图5 电子天平,图6 通风厨,图7 二氧化钛颗粒制备的流程示意图,图8 溶胶,图9 凝胶,图10 （b）刚煅烧结束的金红石型TiO2颗粒,图11研磨之后的TiO2颗粒,图10 （a）刚煅烧结束的锐钛矿型TiO2颗粒,实验结果与分析,XRD分析,图12（a）改性前TiO2颗粒的XRD图,改性前TiO2颗粒的XRD图，XRD图在2值分别为。

7、下分别煅烧得到锐钛矿型和金红石型两种晶型的 TiO2 颗粒。
由于 TiO2 颗粒存在密度大、在有机溶剂分散性比较差以及电泳性能不理想等缺陷，为了提高 TiO2 颗粒在有机溶剂的分散稳定性降低 TiO2 颗粒密度，选择 PVA 和乙烯基三 -甲氧基乙氧基硅烷对其表面进行改性，分别采用 XRD、FTIR、光学显微镜和沉降实验来对改性前后的 TiO2 颗粒进行表征。
XRD 结果表明 500下锻烧制备的 TiO2 颗粒为锐钛矿晶型，900下锻烧制备的 TiO2 颗粒为金红石晶型。
红外结果表明 PVA 和乙烯基三 -甲氧基乙氧基硅烷都成功吸附和接枝到 TiO2 颗粒表面。
光学显微镜图表明改性前的TiO2 颗粒在无水乙醇中团聚比较严重，颗粒较大，粒径分布比较宽；而改性后的TiO2 颗粒团聚现象明显减少，颗粒变小，粒径分布比较窄，说明用 PVA 和乙烯基三-甲氧基乙氧基硅烷改性之后的 TiO2 颗粒在无水乙醇中的分散性变好。
沉降行为表征表明用 PVA 和乙烯基三 -甲氧基乙氧基硅烷改性之后的 TiO2 颗粒在四氯乙烯中的悬浮稳定性更好。
关键词：电子纸；TiO 2 纳米颗粒；表面改性哈尔滨。