Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

TiO Published: April 26, 2017 doi: 10.3791/55389

Abstract

Dette manuskriptet foreslår en myk-kjemi metode for å utvikle superhydrophobic og sterkt IR-reflektive hule glassmikrosfærer (HGM). Den anatase TiO 2 og en superhydrophobic middel ble belagt på HGM overflate i ett trinn. TBT og PFOTES ble valgt som Ti kilden og superhydrophobic middel, henholdsvis. De ble begge belagt på HGM, og etter den hydrotermiske prosess, TBT slått til anatase TiO 2. På denne måten kan en PFOTES / TiO2-belagte HGM (MCHGM) fremstilt. For sammenligning PFOTES enkelt-belagte HGM (F-SCHGM) og TiO 2 single-belagte HGM (Ti-SCHGM) ble syntetisert i tillegg. De PFOTES og TiO 2 belegg på overflaten HGM ble påvist ved røntgendiffraksjon (XRD), scanning elektronmikroskopi (SEM), og energi-dispersiv detektor (EDS) karakterisering. Den MCHGM viste en høyere kontaktvinkel (153 °), men en nedre glidevinkel (16 °) enn F-SCHGM, med en kontaktvinkel på 141,26; og en glidevinkel på 67 °. I tillegg er både Ti-SCHGM og MCHGM vises liknende IR reflektivitets-verdier, som var omtrent 5,8% høyere enn den opprinnelige HGM og F-SCHGM. Også, PFOTES belegget knapt endret den termiske ledningsevne. Derfor, F-SCHGM, med en varmeledningsevne på 0,0479 W / (m.K), var ganske som den opprinnelige HGM, som var 0,0475 W / (m.K). MCHGM og Ti-SCHGM var også tilsvarende. Deres varmeledningsevneverdier var 0,0543 W / (m.K) og 0,0543 W / (m.K), henholdsvis. Den TiO 2 Belegget noe økt varmeledningsevne, men med økningen i refleksjonsevne, ble den totale varmeisolasjonsegenskap forbedret. Til slutt, siden IR-reflekterende egenskap tilveiebringes av HGM belegget, hvis belegget er tilsmusset, avtar refleksjonsevnen. Derfor, med den superhydrophobic belegg, blir overflaten beskyttes mot begroing, og dens levetid blir også forlenget.

Introduction

Hule glassmikrosfærer (HGM) er uorganiske materialer som varierer i størrelse fra 10 til 100 um. De viser mange nyttige funksjoner, så som utmerket dispersjon, høy flyteevne, lav tetthet, og overlegne termiske isolasjonsevne 1, 2, 3, 4. På grunn av deres hul struktur, HGM ha en meget lav varmeledningsevne 10, 11. Av disse grunner er de anvendes på mange områder, blant annet Aerospace Engineering 5, dypvannsleting 6, 7, hydrogenlagring 8, 9, etc. Men de fremdeles viser noen ulemper, slik som lav styrke. I tillegg, er IR-lys i stand til å overføre via HGM og oppvarme emnet bak. derfore, overflatemodifiseringer på HGM er avgjørende for å redusere strålingsvarmeoverføringen. En effektiv metode er å belegge en IR-blokkerende materiale på HGM overflate. Som en halvleder, er TiO 2 blitt brukt i mange områder, for eksempel i fotokatalyse 12, 13, sol- celleutvikling sensor fabrikasjon 14, miljøanvendelser 15, og energilagring 16. I tillegg viser det også lav emissivitet i synlig lys og infrarødt bånd 17, 18, 19. Derfor, for vårt formål, TiO 2 var et klokt valg på grunn av sin relativt lav pris og høy ytelse.

Imidlertid er belegget ganske enkelt for forurensing til foul, som alvorlig påvirker refleksjon av TiO 2. Refleksjon må redusere gradvis. Derfor er en self-rensing belegg er avgjørende for å hindre at belegget mot begroing, og å forlenge brukstiden for et slikt belegg.

I dette manuskriptet, ble en myk-kjemi metode som brukes for å utvikle superhydrophobic TiO 2-belagte HGM. Tetrabutyltitanat (TBT) og 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) ble valgt som kilde Ti og superhydrophobic middel, henholdsvis. De ble hydrolysert og avsatt på HGM overflaten. Deretter, etter den hydrotermiske prosess, den anatase TiO 2 dannet på HGM overflaten, og de superhydrophobic egenskaper forble. For sammenligning PFOTES enkelt-belagte HGM (F-SCHGM) og TiO 2 single-belagte HGM (Ti-SCHGM) ble syntetisert i tillegg. Den synteseskjema er vist i figur 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Forbehandling av HGM

  1. Plasser HGM inn i en 500 ml begerglass med 200 ml absolutt alkohol; den lave tetthet ubrutt HGM får den til å suspendere i alkohol, men fordi tettheten av knust HGM er større enn det av alkohol, det utfelles i løsningen. Etter 30 minutter, samle de suspenderte HGM ved hjelp av en ren skje og tørk ved 80 ° C i en ovn for ytterligere anvendelse.

2. Syntese av MCHGM

  1. Plasser 5 g ubrutt HGM, 47,5 ml etanol, og 2,5 ml DI-vann i en trehalset kolbe. Omrør ved hjelp av en blande motor ved 400 r / min i 20 min (forblanding).
  2. Bland 15 g TBT, 1 g av PFOTES, og 30 ml absolutt alkohol i en 200-ml begerglass. Hell blandingen over i en konstant-trykk-trakt.
  3. Sett konstant-trykk trakt inn i et av hullene i den tre-halset kolbe. Slipp av blandingen som inneholdes i konstant-trykk trakt inn i den tre-halset kolbe med en hastighet av1 dråpe pr 7 s, noe som oppnås ved å justere ventilen med konstant trykk trakt. Fortsett reaksjonen i 3 timer.
  4. Hell blandingen fra den trehalsede kolbe inn i en hydrotermisk reaktor. Sett forseglet reaktor i en egnet stålhylse i en 180 ° C ovn i 6 timer.
    MERK: Kontroller at reaktoren har en passende dekke. Etter at det er dekket, sette reaktoren i stålhylsen. Hylsen bør også være utstyrt med et deksel.
  5. Etter at reaksjonen er over, samle prøvene suspendert i den hydrotermiske reaktoren ved hjelp av en stor skje. Tørk prøvene ved 80 ° C i 4 timer for å oppnå MCHGM.

3. Syntese av F-SCHGM

  1. Tilsett 5 g av ubrutt HGM, 47,5 ml absolutt etanol, og 2,5 ml DI-vann til en tre-halset kolbe. Omrør ved hjelp av en blande motor ved 400 r / min i 20 min (forblanding). Bland 1 g av PFOTES og 30 ml absolutt etanol i en 200-ml begerglass. Overfør PFOTES og absolutte ethanol blandingen til en konstant-trykk-trakt.
  2. Sett konstant-trykk trakt inn i den tre-halset kolbe. Slipp av blandingen som inneholdes i konstant-trykk trakt inn i den tre-halset kolbe med en hastighet av en dråpe pr 7 s. La reaksjonen løpe i 3 timer.
  3. Overfør blandingen fra den trehalsede kolbe for en hydrotermisk reaktor. Sett forseglet reaktor i en 180 ° C ovn i 6 timer. Etter at reaksjonen er over, samle prøvene suspendert i den hydrotermiske reaktoren ved hjelp av en stor skje. Tørk prøvene ved 80 ° C i 4 timer for å oppnå F-SCHGM.

4. Syntese av Ti-SCHGM

  1. Plasser 5 g ubrutt HGM, 47,5 ml absolutt etanol, og 2,5 ml DI-vann i en trehalset kolbe. Omrør ved 400 r / min i 20 min (forblanding). Bland 15 g TBT og 30 ml absolutt etanol i en 200-ml begerglass. Overfør TBT og absolutt etanol-blanding til en konstant-trykk-trakt.
  2. Sett konstant-pressikker trakt inn i den tre-halset kolbe. Slipp blandingen i konstant-trykk trakt inn i den tre-halset kolbe med en hastighet av en dråpe pr 7 s. La reaksjonen løpe i 3 timer.
  3. Overfør blandingen fra den trehalsede kolbe for en hydrotermisk reaktor. Sett forseglet reaktor i en 180 ° C ovn i 6 timer. Samle prøvene i den hydrotermiske reaktoren etter at reaksjonen er over. Tørk prøvene ved 80 ° C i 4 timer for å oppnå Ti-SCHGM.

5. karakteriseringer

  1. Gjennomføre XRD karakteristikkene på alle prøver. Samle data ved hjelp av et svært allsidig, multipurpose røntgendiffraksjon system med Cu Ka stråling (λ = 0,15406 nm) og en 2θ i området fra 10 ° til 80 °.
  2. Erverve scanning elektronmikroskop 20, 21 bilder etter sprøyting prøvene med gull. Under SEM-testene, gjennomføre EDS er på et bestemt område.
  3. Målkontaktvinkel ved hjelp av en kontakt-vinkel goniometer 22; vanndråpen volumet bør være 10 ul.
  4. Mål rasvinkelen 23 ved å forandre helningsvinkelen for overflaten. Minimer vinkelen til vannet dråpe kan bare skli ned.
    1. Stick dobbeltsidig tape på en glassplate (størrelse: 26 mm x 76 mm x 2 mm). Ved hjelp av en skje, jevnt plasserer pulvere (F-SCHGM eller MCHGM) på båndet. Ved hjelp av en injektor, tilsett en dråpe vann (volum: 0,05 ml) til pulveroverflaten.
    2. Sett glassplaten på motorplattformen av den kontaktvinkel goniometer. Vippe glassplate ved å lene motorplattformen ved en hastighet på 1 ° / s. Stoppe motoren når vanndråpen begynner å gli; vinkelen er rasvinkelen.
  5. Måle reflektiviteten spektrene ved å bruke et spektrofotometer 24. MERK: bølgelengde er fra 450 nm til 2550 nm.
  6. Måle den termiske ledningsevne for alle prøveneved anvendelse av en termisk konduktivitetsmåler 25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Testene i trinn 4.4 avsløre mange funksjoner og egenskaper av prøvene. XRD (figur 2) reflekterer dannelse av anatase TiO 2. Den SEM (figur 3) og EDS (figur 4) viser TiO 2 og PFOTES som er belagt på den HGM overflaten. Kontaktvinkelen (figur 5) og rasvinkel (figur 6) tester representerer superhydrophobicity. Den VIS-NIR transmittans test (figur 8) beskriver de reflekterende egenskapene til TiO 2-belegget, og den termiske ledningsevne (figur 9) viser at belegget ikke øker den termiske ledningsevnen.

Som vist i figur 2, de fire prøvene undergår XRD testene. Den brede topp ved rundt 2θ = 23 ° representerer den amorfe SiO2, som er den viktigstekomponent av HGM. Denne toppen er oppdaget i de fire prøvene, noe som viser eksistensen av HGM. Siden PFOTES er den eneste belegg med en tykkelse på noen få molekyler, endrer det ikke XRD-signal. Derfor XRD mønstre av den opprinnelige HGM, F-SCHGM, Ti-SCHGM, og MCHGM er nesten det samme. Som for Ti-SCHGM og MCHGM, i tillegg til den brede toppen av SiO2, de andre toppene ((101), (004), (200), (105), (211), (213) og (204)) er perfekt indeksert til standard TiO 2 (PDF # 89-4921). Dette gjenspeiler at anatase TiO 2 er dannet i sluttprodukter.

SEM-bilder er vist i figur 3. Som vist på disse bildene, F-SCHGM og den opprinnelige HGM ikke har noen forskjell på overflaten fordi det PFOTES belegget er bare noen få molekyler tykt. For MCHGM og Ti-SCHGM, er det ganske åpenbart at det er belegg på overflaten. EDS-Resultatene er vist i Figur 4. Den rosa området i figur 3 ble undersøkt av EDS. Som vist i figur 4a, ble det bare Si, O, Na, Ca og detektert. I figur 4b, i tillegg til disse fire elementer, F blir også detektert. Dette er den karakteriser element av PFOTES, som ble åpenbart som skal belegges på den HGM overflaten. I figur 4c, i tillegg til de fire elementene i figur 4a, ble Ti påvist, noe som indikerer at TiO 2 er belagt på den HGM. I figur 4d, i tillegg til de fem elementene i figur 4c, F ble også påvist. Dette viser at både TiO 2 og PFOTES er belagt på HGM overflaten.

Kontaktvinkelen ble deretter undersøkt. Som vist i figur 5, kontaktvinklene for den opprinnelige HGM (figur 5a), F-SCHGM (figur 5b), Ti-SCHGM (figur 5c), og MCHGM (figur5d) er 59 °, 141,2 °, 85 ° og 153 °, henholdsvis. Med hjelp av PFOTES, kontaktvinkler på F-SCHGM og MCHGM begge viser en stor økning. Men deres glidevinkler (figur 6) er forskjellige. De glidende vinkler av F-SCHGM og MCHGM er 67 ° og 16 °, henholdsvis. Dette er på grunn av den spesielle strukturen som dannes av TiO 2 på HGM. Denne spesielle struktur øker overflateujevnheter, slik at rasvinkelen er også endres. Den Cassie-Baxter fukte modell 26, som er vist på figur 7, er i stand til å forklare superhydrophobic fenomen. Formel 1 beskriver denne modellen. I denne formel er θ c den tilsynelatende kontaktvinkelen, θ er Youngs kontaktvinkelen 27, og f er den fast fase-fraksjon. Med hjelp av TiO 2, er begge ruheten på HGM overflate og f-verdien øket. Derfor ble kontaktvinkelen større. TIO2 belegg hjalp til å forme søylestrukturen på HGM overflaten. Derfor er den vanndråpe understøttet av en luft matte, og, når glidende, er motstanden mindre. Således rasvinkelen av MCHGM er mindre.

cos e c = F cos θ - (1 - f) (1) 26

Reflektiviteten ble deretter undersøkt og vist i figur 8. Siden PFOTES belegget knapt forandrer refleksjonsevne, ble de fire prøvene delt i to grupper. Den første er den opprinnelige HGM og F-SCHGM, og den andre er Ti-SCHGM og MCHGM. I hver gruppe blir data for reflektivitet er ganske like. Imidlertid, ved hjelp av TiO 2, økte reflektivitet med 5%.

Endelig påvirkning av TiO 2 belegg på termisk lctivity ble undersøkt. Dette er viktig fordi den TiO 2 overflate øker den veggtykkelsen av HGM. Således er den termiske ledningsevnen av TiO 2-belagte HGM er litt høyere enn ubelagt HGM. Imidlertid bør den termiske ledningsevne forsterkning ikke være så åpenbart at den totale varmeisolasjonsegenskap svekkes. Som vist i figur 9, ettersom det PFOTES knapt endret termisk ledningsevne, bare TiO 2 bidratt til det man oppnådde i denne parameteren. Men var økningen begrenset. Den termiske ledningsevnen i den opprinnelige HGM, F-SCHGM, Ti-SCHGM, og MCHGM var 0,0475 W / (m.K) 0,0479 W / (m.K) 0,0546 W / (m.K), og 0,0543 W / (m.K), henholdsvis. Således, selv om TiO 2 belegget økte varmeledningsevne på grunn av forsterkningen i HGM veggtykkelse, var økningen liten. Den samlede varmeisolasjon egenskaper slik TiO2-belagte HGM ble forbedret ved refleksjon forbedring som DeriVED fra TiO 2.

Figur 1
Figur 1: Syntesen ordningen av MCHGM. For andre prøver, som F-SCHGM og Ti-SCHGM, prosessene er ganske like, men uten beslektede råmaterialer. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2: XRD-spektra av det opprinnelige HGM, superhydrophobic TiO2 / HGM, og standard anatase TiO 2. Spektrene ble påvist ved en svært allsidig, multipurpose røntgendiffraksjon system med Cu Ka stråling (λ = 0,15406 nm) og en 2θ i området fra 10 ° til 80 °. Det er ingen åpenbare forskjeller mellom den opprinnelige HGMog F-SCHGM eller Ti-SCHGM og MCHGM. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 3
Figur 3: Morfologi av (a) den opprinnelige HGM, (b) F-SCHGM, (c) Ti-SCHGM, og (d) MCHGM, påvises ved anvendelse av et scanning elektronmikroskop. På de opprinnelige HGM og F-SCHGM overflater, kan beleggene ikke observeres via SEM, men belegg finnes på overflaten av Ti-SCHGM og MCHGM. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4
Figur 4: EDS målinger av de røde innrammede områder av (a) den opprinnelige HGM, (b) F-SCHGM, (c) Ti-SCHGM, og (d) MCHGM, påvises ved anvendelse av et scanning elektronmikroskop. De karakteristiske elementer av PFOTES og TiO 2 ble detektert.

Figur 5
Figur 5: Kontaktvinkelen av (a) den opprinnelige HGM, (b) F-SCHGM, (c) Ti-SCHGM, og (d) MCHGM detekteres av den kontaktvinkel goniometer. Med hjelp av PFOTES, kontaktvinkel verdier av F-SCHGEM og MCHGM viser en stor økning. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 6
Figur 6: glidevinkel (a) F-SCHGM og (b) MCHGM. Den røde sirkelen markerer glidebane av vannet dråpe. MCHGM viser en lower rasvinkel. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 7
Figur 7: Cassie-Baxter fukteteori superhydrophobicity. Dette er den modell som beskriver fukteteori. Den svarte sirkelen representerer vanndråpen. De små søyler representerer den ru overflaten.

Figur 8
Figur 8: reflektivitet spektra av den opprinnelige HGM, F-SCHGM, Ti-SCHGM, og MCHGM, detekteres av spektrofotometeret. Den TiO 2-belagte HGM viser bedre refleksjonsevne enn den opprinnelige HGM. Klikk her for å VIew en større versjon av dette tallet.

Figur 9
Figur 9: Den termiske ledningsevnen av de fire prøvene, detektert ved en termisk konduktivitetsmåler. Den økning av varmeledningsevnen stammer fra forsterkningen i veggtykkelsen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I dette manuskriptet, det kritiske trinn i protokollen er den hydrotermiske prosess. Det påvirker dannelsen av TiO 2, den endelige reflektivitet, og den superhydrophobicity. Den temperaturkontroll og reaksjonstiden er også ganske betydelig. Hvis reaksjonsbetingelsene endrer seg, kan de endelige produktene være feil.

Denne metode gir en enkel måte for å syntetisere superhydrophobic og sterkt IR-reflekterende HGM i ett trinn. I tidligere undersøkelser ble superhydrophobic og reflektivitet egenskaper oppnås ved separate midler 28, 29, 30. Derfor, for å oppnå begge deler, minst to trinn som kreves. I dette manuskriptet, er en ett-trinns metoden foreslått, i stor grad å øke produksjonseffektiviteten. Også med disse to egenskaper i kombinasjon, er IR-reflekterende belegg beskyttes mot begroing, og belegget ytelse kan opprettholdes i lang tid. </ P>

Men det er en begrensning i form av store syntese. Denne fremgangsmåten bør bli ytterligere modifisert for slike formål. Når det kommer til en stor hydrotermale reaktor må varme og massetransport være godt organisert.

Denne teknikken er vesentlig i forhold til eksisterende metoder fordi det gir mulighet for syntesen av superhydrophobic og sterkt IR-reflekterende HGM i ett trinn. Belegget er en nøkkelfaktor for refleksjon av IR. Dermed er det også ganske viktig å holde overflaten ren. Med superhydrophobic selvrensende egenskap, kan belegget være beskyttet mot tilsmussing, og levetiden kan forlenges. I tillegg, fordi to trinn er redusert til ett trinn, den energi som forbrukes i produksjon er også redusert.

Den foreslåtte teknikk demonstrert i dette manuskriptet representerer en god metode for å syntetisere et varmeisolasjonsmateriale med et bredt spekter av applikasjoner. Den superhydrophobic property er kombinert med andre egenskaper, for eksempel IR-refleksjon. Derfor, hvis det er nødvendig, den superhydrophobic syntesefremgangsmåten kan anvendes til andre funksjonelle materialer, slik som IR-absorberende materiale 31, antikorrosjonsmateriale 32 eller til og med solceller 33.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Arbeidet er beskrevet i denne artikkelen ble støttet av et stipend fra CII-HK / PolyU Innovation Fund. Ytterligere støtte ble gitt av Shenzhen Peacock Plan (KQTD2015071616442225) og den kinesiske regjeringen "Thousand Talent" Program (Y62HB31601). Dessuten er det hjelp fra Institutt for Anvendt biologi & Chemical Technology av Hong Kong Polytechnic University og Hong Kong Polytechnic University Research Institute for Sustainable Urban Development (RISUD) verdsatt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
HGM Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Science N/A N/A
TBT Sigma-Aldrich CAS#: 5593-70-4 Analytical grade
Ethyl Alcohol Sigma-Aldrich CAS#: 64-17-5 Analytical grade
PFOTES Sigma-Aldrich CAS#: 51851-37-7 98%

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yung, K. C., Zhu, B. L., Yue, T. M., Xie, C. S. Preparation and properties of hollow glass microsphere-filled epoxy-matrix composites. Compos. Sci. Technol. 69 (2), 260-264 (2008).
  2. Xu, N., Dai, J., Zhu, Z., Huang, X., Wu, P. Synthesis and characterization of hollow glass-ceramics microspheres. Compos. Sci. Technol. 72 (4), 528-532 (2011).
  3. Li, B., Yuan, J., An, Z., Zhang, J. Effect of microstructure and physical parameters of hollow glass microsphere on insulation performance. Mater. Lett. 65 (12), 1992-1994 (2011).
  4. Hu, Y., Mei, R., An, Z., et al. Silicon rubber/hollow glass microsphere composites: Influence of broken hollow glass microsphere on mechanical and thermal insulation property. Compos. Sci. Technol. 79, 64-69 (2013).
  5. Geleil, A. S., Hall, M. M., Shelby, J. E. Hollow glass microspheres for use in radiation shielding. J. Non-Cryst. Solids. 352, 620-625 (2006).
  6. Khimiya. Handbook of Fillers for Polymeric Composite Materials [Russian translation]. , Moscow. (1981).
  7. Greiner-Bar, G. HoNe Mikroglaskugeln. Herstellung, Eigenschaften und Anwendung. Silikattechnik. 40 (1), 23-25 (1989).
  8. Method for storing hydrogen, and related articles and systems. United States Patent. Kool, L. B. , 7749304 (2010).
  9. Brow, R. K., Schmitt, M. L. A survey of energy and environmental application of glass. J. Eur. Ceram. Soc. 29, 1193-1201 (2009).
  10. Awaja, F., Arhatari, B. D. X-ray Micro Computed Tomography investigation of accelerated thermal degradation of epoxy resin/glass microsphere syntactic foam. Composites Part A. 40 (8), 1217-1222 (2009).
  11. Wang, S., Luo, R., Ni, Y. Preparation and characterization of resin-derived carbon foams reinforced by hollow ceramic microspheres. Mater. Sci. Eng., A. 527 (15), 3392-3395 (2010).
  12. Carp, O., Huisman, C. L., Reller, A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Prog. Solid State Chem. 32 (1), 33-177 (2004).
  13. Fujishima, A., Rao, T. N., Tryk, D. A. Titanium dioxide photocatalysis. J. Photochem. Photobiol. C. 1 (1), 1-21 (2000).
  14. Fujishima, A. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature. 238 (5358), 37-38 (1972).
  15. Hoffmann, M. R., Martin, S. T., Choi, W., et al. Environmental applications of semiconductor photocatalysis. Chem. Rev. 95 (1), 69-96 (1995).
  16. Chen, X., Mao, S. S. Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications, and applications. Chem. Rev. 107 (7), 2891-2959 (2007).
  17. Yuan, J., An, Z., Li, B., et al. Facile aqueous synthesis and thermal insulating properties of low-density glass/TiO2 core/shell composite hollow spheres. Particuology. 10 (4), 475-479 (2012).
  18. Yan, H., Yuanhao, W., Hongxing, Y. TEOS/silane coupling agent composed double layers structure: A novel super-hydrophilic coating with controllable water contact angle value. Appl. Energy. , (2015).
  19. Wang, Y., Yang, H., Lu, L. Three-dimensional double deck meshlike dye-sensitized solar cells. J. Appl. Phys. 108 (6), 064510 (2010).
  20. Wang, Y., Yang, H., Xu, H. DNA-like dye-sensitized solar cells based on TiO 2 nanowire-covered nanotube bilayer film electrodes. Mater. Lett. 64 (2), 164-166 (2010).
  21. Wang, Y., Lu, L., Yang, H., et al. Development of high dispersed TiO2 paste for transparent screen-printable self-cleaning coatings on glass. J. Nanopart. Res. 15 (1), 1-6 (2013).
  22. Kwok, D. Y., Neumann, A. W. Contact angle measurement and contact angle interpretation. Adv. Colloid Interface Sci. 81 (3), 167-249 (1999).
  23. Pierce, E., Carmona, F. J., Amirfazli, A. Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments. Colloids Surf., A. 323 (1), 73-82 (2008).
  24. Kim, W. S., Kim, T. H., Kim, E. S., et al. Microwave dielectric properties and far infrared reflectivity spectra of the (Zr0. 8Sn0. 2) TiO4 ceramics with additives. Jpn. J. Appl. Phys. 37 (9S), 5367 (1998).
  25. Hasselman, D. P. H., Johnson, L. F. Effective thermal conductivity of composites with interfacial thermal barrier resistance. J. Compos. Mater. 21 (6), 508-515 (1987).
  26. Cassie, A. B. D., Baxter, S. Wettability of porous surfaces. Trans. Faraday Soc. 40, 546-551 (1944).
  27. Wenzel, R. N. Resistance of solid surfaces to wetting by water. Ind. Eng. Chem. Res. 28 (8), 988-994 (1936).
  28. Shirtcliffe, N. J., McHale, G., Newton, M. I., et al. Intrinsically superhydrophobic organosilica sol-gel foams. Langmuir. 19 (14), 5626-5631 (2003).
  29. Rothstein, J. P. Slip on superhydrophobic surfaces. Annu. Rev. Fluid Mech. 42, 89-109 (2010).
  30. Rodošek, M., Kreta, A., Gaberšček, M., et al. Ex situ IR reflection-absorption and in situ AFM electrochemical characterisation of the 1, 2-bis (trimethoxysilyl) ethane-based protective coating on AA 2024 alloy. Corros. Sci. 102, 186-199 (2016).
  31. Jiang, J., Zhang, J., Zhu, P., et al. High pressure studies of Ni 3[(C 2 H 5 N 5) 6 (H 2 O) 6](NO 3) 6· 1.5 H 2 O by Raman scattering, IR absorption, and synchrotron X-ray diffraction. RSC Adv. 6 (69), 65031-65037 (2016).
  32. Arukalam, I. O., Oguzie, E. E., Li, Y. Fabrication of FDTS-modified PDMS-ZnO nanocomposite hydrophobic coating with anti-fouling capability for corrosion protection of Q235 steel. Journal of Colloid and Interface Science. 484, 220-228 (2016).
  33. Hou, W., Xiao, Y., Han, G., et al. Serrated, flexible and ultrathin polyaniline nanoribbons: An efficient counter electrode for the dye-sensitized solar cell. J. Power Sources. 322, 155-162 (2016).

Tags

Kjemi TiO hule glassmikrosfærer (HGM) super hydrofobisitet infrarød (IR) i reflektivitet røntgen-diffraksjon (XRD) scanning elektronmikroskopi (SEM) energi-dispersiv detektor (EDS)
TiO<sub&gt; 2</sub&gt; -belagt hule glassmikrosfærer med superhydrophobic og høy IR-reflekterende egenskaper syntetisert ved en Soft-kjemi Metode
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wong, Y., Zhong, D., Song, A., Hu,More

Wong, Y., Zhong, D., Song, A., Hu, Y. TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method. J. Vis. Exp. (122), e55389, doi:10.3791/55389 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter