低热导率多层复合结构空心微球模板法合成与表征

摘要

无机中空微球以其独特的空心结构，将传导传热转变为对流传热，同时增加气固界面和延长传热通道，可以显著提高材料的隔热保温性能，有利于缓解日益严重的能源危机。本研究以聚苯乙烯微球为模板合成了SiO2、SiO2/TiO2、TiO2和TiO2/SiO2中空微球粉末，并对其进行了表征分析。
　　研究结果表明，利用硅酸四乙酯水解-缩聚合成SiO2中空微球时TEOS和氨水的最佳使用量都为6ml，此时获得的中空微球球径约为468nm，球壳厚约60nm，比表面积为68.742m2/g，粉体在400~1100nm波段反射率保持在95％左右，太阳吸收比为0.081，中空微球粉末导热率为0.0384W/(m·K)。利用钛酸四丁酯水解-缩合合成了直径约为210nm的TiO2中空微球，最低太阳吸收比为0.095，中空微球粉末导热率为0.0727W/(m·K)。
　　以2000nm聚苯乙烯微球为模板，在50℃下一步合成了SiO2/TiO2复合微球和TiO2/SiO2复合微球。SiO2/TiO2复合微球球径大约为2000~2380nm，壁厚约为30nm，最大比表面积约为141.08m2/g，球壁孔径约为3.8nm，其在近红外波段反射率有所提高，太阳吸收比为0.102，中空微球粉末的导热系数为0.0532W/(m·K)。TiO2/SiO2复合微球，球径约在2400~2500nm，壁厚约为35nm，最大比表面积为88.450m2/g，球壁表面孔径尺寸约为3.75nm，太阳吸收比为0.094，中空微球粉末的导热系数为0.0578W/(m·K)。

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第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2隔热保温材料分类

1.3中空微球导热理论研究

1.4中空微球的合成方法

1.5立题依据和本研究主要内容

第2章 材料设备、表征方法及PS模板球合成

2.1SiO2、SiO2/ TiO2与TiO2、TiO2/ SiO2制备方法

2.2试验材料及设备

2.3分析表征方法

2.4聚苯乙烯（PS）微球的合成与表征

第3章 SiO2微球及SiO2/TiO2复合微球合成与表征

3.1 SiO2微球的合成与表征

3.2 SiO2/TiO2复合微球的合成与表征

3.3本章小结

第4章 TiO2微球及TiO2/SiO2复合微球的合成与表征

4.1 TiO2微球的合成与表征

4.2 TiO2/SiO2复合微球的合成与表征

4.3本章小结

结论

参考文献

声明

致谢