Name: 二氧化钛 2涂覆的空心玻璃微球 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: 了解软化学法制备超疏水、高红外反射TiO₂涂层空心玻璃微球的完整流程。该方法一步实现多功能材料合成，具有节能优势，适用于材料科学与热管理研究。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本文所述工作由 CII-HK/PolyU 创新基金资助项目支持。深圳市孔雀计划（KQTD2015071616442225）及中国政府提供了进一步的支持 &#34;千人计划&#34; 项目（Y62HB31601）。同时，感谢应用生物学系提供的帮助 &amp;#38; 香港理工大学化学科技系及香港理工大学可持续城市发展研究所（RISUD）谨致谢忱。

1. HGM 的预处理
<ol>
	<li>将未破碎的HGM放入盛有200 mL无水乙醇的500 mL烧杯中；由于未破碎HGM的密度较低，会悬浮于乙醇中，而破碎HGM的密度大于乙醇，因此会在溶液中沉淀。30分钟后，用洁净的勺子收集悬浮的HGM，并在80 °C烘箱中干燥，以供后续使用。</li>
</ol>
2. MCHGM 的合成
<ol>
	<li>在三口烧瓶中加入 5 g 未破碎的 HGM、47.5 mL 乙醇和 2.5 mL 去离子水。使用搅拌电机以 400 r/min 的速度搅拌 20 分钟（预混合）。</li>
	<li>在 200 mL 烧杯中混合 15 g TBT、1 g PFOTES 和 30 mL 无水乙醇。将混合物倒入恒压滴液漏斗中。</li>
	<li>将恒压滴液漏斗插入三口烧瓶的一个口中。通过调节恒压滴液漏斗的阀门，以每 7 秒 1 滴的速度将其中的混合物滴入三口烧瓶中。继续反应 3 小时。</li>
	<li>将三口烧瓶中的混合物倒入水热反应釜中。将密封的反应釜放入合适的不锈钢套管中，并置于 180 °C 的烘箱中反应 6 小时。 
	注意：确保反应釜配有合适的盖子。盖好盖子后，再将反应釜放入不锈钢套管中。套管也应加盖密封。</li>
	<li>反应结束后，使用大勺收集水热反应釜中悬浮的样品。在 80 °C 下干燥 4 小时，得到 MCHGM。</li>
</ol>
3. F-SCHGM 的合成
<ol>
	<li>向三口烧瓶中加入5 g未破碎的HGM、47.5 mL无水乙醇和2.5 mL去离子水，使用搅拌电机以400 r/min的速度搅拌20分钟（预混合）。在200 mL烧杯中混合1 g PFOTES与30 mL无水乙醇，将PFOTES与无水乙醇的混合液转移至恒压滴液漏斗中。</li>
	<li>将恒压滴液漏斗插入三口烧瓶中，以每7秒1滴的速度将恒压滴液漏斗中的混合液滴加到三口烧瓶中，反应持续3小时。</li>
	<li>将三口烧瓶中的混合物转移至水热反应釜中，将密封的反应釜置于180 °C烘箱中反应6小时。反应结束后，用大勺收集水热反应釜中悬浮的样品，并在80 °C下干燥4小时，得到F-SCHGM。</li>
</ol>
4. Ti-SCHGM 的合成
<ol>
	<li>在三口烧瓶中加入5 g未破碎的HGM、47.5 mL无水乙醇和2.5 mL去离子水，以400 r/min的转速搅拌20 min（预混合）。在200 mL烧杯中混合15 g TBT与30 mL无水乙醇，将TBT与无水乙醇的混合液转移至恒压滴液漏斗中。</li>
	<li>将恒压滴液漏斗插入三口烧瓶中，以每7秒1滴的速度将恒压滴液漏斗中的混合液滴加到三口烧瓶中，反应持续3 h。</li>
	<li>将三口烧瓶中的混合物转移至水热反应釜中，将密封的反应釜置于180 °C烘箱中反应6 h。反应结束后收集水热反应釜中的样品，在80 °C下干燥4 h，得到Ti-SCHGM。</li>
</ol>
5. 表征
<ol>
	<li>对所有样品进行XRD表征。使用一台多功能、高通用性的X射线衍射系统收集数据，辐射源为Cu Kα（λ = 0.15406 nm），2θ扫描范围为10°至80°。</li>
	<li>获取扫描电子显微镜20,21 喷金处理后样品的图像。在扫描电镜测试过程中，对特定区域进行能谱分析（EDS）。</li>
	<li>测量接触角 通过使用接触角测量仪22；水滴体积应为10 µL。</li>
	<li>测量滑动角23 通过改变表面的倾斜角度。逐渐减小角度，直至水滴刚好能够滑下。
	<ol>
		<li>将双面胶带粘贴到玻璃片（尺寸：26 mm × 76 mm × 2 mm）上。用勺子将粉末（F-SCHGM 或 MCHGM）均匀地铺在胶带上。使用注射器向粉末表面加入一滴水（体积：0.05 mL）。</li>
		<li>将玻璃片放置在接触角测量仪的电机平台上。以每秒1°的速率倾斜电机平台，使玻璃片随之倾斜。当水滴开始滑动时停止电机；此时的倾斜角度即为滑动角。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>使用分光光度计测量反射光谱24. 注意：波长范围为 450 nm 至 2,550 nm。</li>
	<li>使用导热系数仪测量所有样品的导热系数25.</li>
</ol>

<ol><li>Yung, K. C., Zhu, B. L., Yue, T. M., Xie, C. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353808004181">Preparation and properties of hollow glass microsphere-filled epoxy-matrix composites.</a> Compos. Sci. Technol. 69 (2), 260-264 (2008).</li>
<li>Xu, N., Dai, J., Zhu, Z., Huang, X., Wu, P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353811004519">Synthesis and characterization of hollow glass-ceramics microspheres.</a> Compos. Sci. Technol. 72 (4), 528-532 (2011).</li>
<li>Li, B., Yuan, J., An, Z., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X11003041">Effect of microstructure and physical parameters of hollow glass microsphere on insulation performance.</a> Mater. Lett. 65 (12), 1992-1994 (2011).</li>
<li>Hu, Y., Mei, R., An, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353813000808">Silicon rubber/hollow glass microsphere composites: Influence of broken hollow glass microsphere on mechanical and thermal insulation property.</a> Compos. Sci. Technol. 79, 64-69 (2013).</li>
<li>Geleil, A. S., Hall, M. M., Shelby, J. E. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022309306000305">Hollow glass microspheres for use in radiation shielding.</a> J. Non-Cryst. Solids. 352, 620-625 (2006).</li>
<li>Khimiya. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Handbook+of+Fillers+for+Polymeric+Composite+Materials+%5BRussian+translation%5D%22">Handbook of Fillers for Polymeric Composite Materials [Russian translation]</a>. , Moscow. (1981).</li>
<li>Greiner-Bar, G. HoNe Mikroglaskugeln. Herstellung, Eigenschaften und Anwendung. Silikattechnik. 40 (1), 23-25 (1989).</li>
<li>Method for storing hydrogen, and related articles and systems. United States Patent. , 7749304 (2010).</li>
<li>Brow, R. K., Schmitt, M. L. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095522190800438X">A survey of energy and environmental application of glass.</a> J. Eur. Ceram. Soc. 29, 1193-1201 (2009).</li>
<li>Awaja, F., Arhatari, B. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X09001468">X-ray Micro Computed Tomography investigation of accelerated thermal degradation of epoxy resin/glass microsphere syntactic foam.</a> Composites Part A. 40 (8), 1217-1222 (2009).</li>
<li>Wang, S., Luo, R., Ni, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092150931000225X">Preparation and characterization of resin-derived carbon foams reinforced by hollow ceramic microspheres.</a> Mater. Sci. Eng., A. 527 (15), 3392-3395 (2010).</li>
<li>Carp, O., Huisman, C. L., Reller, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079678604000123">Photoinduced reactivity of titanium dioxide.</a> Prog. Solid State Chem. 32 (1), 33-177 (2004).</li>
<li>Fujishima, A., Rao, T. N., Tryk, D. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389556700000022">Titanium dioxide photocatalysis.</a> J. Photochem. Photobiol. C. 1 (1), 1-21 (2000).</li>
<li>Fujishima, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+photolysis+of+water+at+a+semiconductor+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode.</a> Nature. 238 (5358), 37-38 (1972).</li>
<li>Hoffmann, M. R., Martin, S. T., Choi, W., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr00033a004">Environmental applications of semiconductor photocatalysis.</a> Chem. Rev. 95 (1), 69-96 (1995).</li>
<li>Chen, X., Mao, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Titanium+dioxide+nanomaterials%3A+synthesis%2C+properties%2C+modifications%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications, and applications.</a> Chem. Rev. 107 (7), 2891-2959 (2007).</li>
<li>Yuan, J., An, Z., Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674200111002185">Facile aqueous synthesis and thermal insulating properties of low-density glass/TiO2 core/shell composite hollow spheres.</a> Particuology. 10 (4), 475-479 (2012).</li>
<li>Yan, H., Yuanhao, W., Hongxing, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261915012234">TEOS/silane coupling agent composed double layers structure: A novel super-hydrophilic coating with controllable water contact angle value.</a> Appl. Energy. , (2015).</li>
<li>Wang, Y., Yang, H., Lu, L. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3486222">Three-dimensional double deck meshlike dye-sensitized solar cells.</a> J. Appl. Phys. 108 (6), 064510(2010).</li>
<li>Wang, Y., Yang, H., Xu, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X09007964">DNA-like dye-sensitized solar cells based on TiO 2 nanowire-covered nanotube bilayer film electrodes.</a> Mater. Lett. 64 (2), 164-166 (2010).</li>
<li>Wang, Y., Lu, L., Yang, H., et al. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11051-012-1384-5">Development of high dispersed TiO2 paste for transparent screen-printable self-cleaning coatings on glass.</a> J. Nanopart. Res. 15 (1), 1-6 (2013).</li>
<li>Kwok, D. Y., Neumann, A. W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001868698000876">Contact angle measurement and contact angle interpretation.</a> Adv. Colloid Interface Sci. 81 (3), 167-249 (1999).</li>
<li>Pierce, E., Carmona, F. J., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775707008801">Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments.</a> Colloids Surf., A. 323 (1), 73-82 (2008).</li>
<li>Kim, W. S., Kim, T. H., Kim, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.37.5367/meta">Microwave dielectric properties and far infrared reflectivity spectra of the (Zr0. 8Sn0. 2) TiO4 ceramics with additives.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 37 (9S), 5367(1998).</li>
<li>Hasselman, D. P. H., Johnson, L. F. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/002199838702100602">Effective thermal conductivity of composites with interfacial thermal barrier resistance.</a> J. Compos. Mater. 21 (6), 508-515 (1987).</li>
<li>Cassie, A. B. D., Baxter, S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/1944/TF/Tf9444000546">Wettability of porous surfaces.</a> Trans. Faraday Soc. 40, 546-551 (1944).</li>
<li>Wenzel, R. N. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie50320a024">Resistance of solid surfaces to wetting by water.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 28 (8), 988-994 (1936).</li>
<li>Shirtcliffe, N. J., McHale, G., Newton, M. I., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la034204f">Intrinsically superhydrophobic organosilica sol-gel foams.</a> Langmuir. 19 (14), 5626-5631 (2003).</li>
<li>Rothstein, J. P. <a target="_blank" href="http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-fluid-121108-145558">Slip on superhydrophobic surfaces.</a> Annu. Rev. Fluid Mech. 42, 89-109 (2010).</li>
<li>Rodošek, M., Kreta, A., Gaberšček, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X15301074">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.</a> Corros. Sci. 102, 186-199 (2016).</li>
<li>Jiang, J., Zhang, J., Zhu, P., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra09030c">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.</a> RSC Adv. 6 (69), 65031-65037 (2016).</li>
<li>Arukalam, I. O., Oguzie, E. E., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+FDTS-modified+PDMS-ZnO+nanocomposite+hydrophobic+coating+with+anti-fouling+capability+for+corrosion+protection+of+Q235+steel%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Fabrication of FDTS-modified PDMS-ZnO nanocomposite hydrophobic coating with anti-fouling capability for corrosion protection of Q235 steel.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 484, 220-228 (2016).</li>
<li>Hou, W., Xiao, Y., Han, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316305596">Serrated, flexible and ultrathin polyaniline nanoribbons: An efficient counter electrode for the dye-sensitized solar cell.</a> J. Power Sources. 322, 155-162 (2016).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

在本论文中，实验方案的关键步骤是水热过程。该过程会影响二氧化钛（TiO2）的形成、最终的反射率以及超疏水性能。温度控制和反应时间也极为重要。如果反应条件发生变化，最终产物可能出现缺陷。
该方法提供了一种一步合成超疏水且高红外反射性空心玻璃微珠（HGM）的简便途径。在以往的研究中，超疏水性和反射性能需通过不同的方法分别实现28,29,30，因此要同时获得这两种性能至少需要两个步骤。本文提出了一种一步法，显著提高了生产效率。此外，由于同时具备这两种特性，红外反射涂层可免受污染，从而长期保持其涂层性能。
然而，在大规模合成方面存在一定的局限性，该方法应进一步改进以满足此类需求。对于大型水热反应器，必须妥善组织热量和物质传递。
与现有方法相比，该技术具有重要意义，因为它能够...

中空玻璃微球（HGM）是一类尺寸范围为10至100 µm的无机材料。它们具有多种优良特性，如优异的分散性、高流动性、低密度以及卓越的隔热性能1,2,3,4由于其空心结构，HGM 具有极低的热导率10,11因此，它们被应用于包括航空航天工程在内的多个领域5，深海探索6,7，氢气储存8,9, 等等。 然而，它们仍存在一些缺点，例如强度较低。此外，红外光能够穿透中空玻璃微珠（HGM）并对后方物体进行加热。因此，对HGM进行表面改性以减少辐射热传递至关重要。一种有效的方法是在HGM表面涂覆红外阻隔材料。作为半导体，TiO₂2 已广泛应用于多个领域，例如光催化12,13太阳能电池开发，传感器制备14，环境应用15以及能量存储16此外，它在可见光和红外波段也表现出低发射率。17,18,19因此，就我们的目的而言，TiO2 因其相对较低的价格和高性能，成为了一项审慎的选择。
然而，该涂层很容易被污染物污染，严重影响二氧化钛（TiO2）的反射率，导致反射率逐渐下降。因此，必须使用自清洁涂层以防止污染，并延长此类涂层的工作寿命。
在本研究中，采用软化学方法制备了超疏水TiO2涂层空心玻璃微珠（HGM）。以四丁基钛酸酯（TBT）和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）分别作为钛源和超疏水改性剂，通过水解并在HGM表面沉积。随后经过水热处理，在HGM表面形成锐钛矿相TiO2，同时保持其超疏水性能。作为对照，还合成了仅用PFOTES涂层的HGM（F-SCHGM）和仅用TiO2涂层的HGM（Ti-SCHGM）。合成路线如图1所示。

<table><tbody><tr><td>HGM</td><td>中国科学院理化技术研究所</td><td>N/A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>TBT</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CAS#: 5593-70-4</td><td>分析纯</td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CAS#: 64-17-5</td><td>分析纯</td></tr><tr><td>PFOTES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CAS#: 51851-37-7</td><td>98%</td></tr></tbody></table>

采用软化学法合成具有超疏水和高红外反射性能的tio2涂层空心玻璃微球

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

本论文提出一种软化学方法，用于制备超疏水且具有高红外反射率的空心玻璃微球（HGM）。通过一步法在HGM表面包覆锐钛矿型TiO2和一种超疏水剂。选用TBT和PFOTES分别作为钛源和超疏水剂，二者同时包覆在HGM表面，经水热处理后，TBT转化为锐钛矿型TiO2。由此制得PFOTES/TiO2双层包覆的HGM（MCHGM）。作为对比，还合成了仅由PFOTES单层包覆的HGM（F-SCHGM）和仅由TiO2单层包覆的HGM（Ti-SCHGM）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）表征，证实了PFOTES和TiO2在HGM表面的成功包覆。MCHGM的接触角更高（153°），而滑动角更低（16°），相比之下，F-SCHGM的接触角为141.2°，滑动角为67°。此外，Ti-SCHGM与MCHGM表现出相近的红外反射率，均比原始HGM和F-SCHGM高出约5.8%。同时，PFOTES包覆层对热导率几乎无影响。因此，F-SCHGM的热导率为0.0479 W/(m·K)，与原始HGM的0.0475 W/(m·K)非常接近。MCHGM与Ti-SCHGM的热导率也相近，分别为0.0543 W/(m·K)和0.0543 W/(m·K)。TiO2包覆层使热导率略有上升，但由于反射率的提升，整体隔热性能仍得到增强。最后，由于红外反射性能依赖于HGM的包覆层，若包覆层被污染，反射率将下降。因此，超疏水包覆层可防止表面污染，从而延长材料的使用寿命。

步骤 4.4 中的测试揭示了样品的多种特征和性质。XRD（图 2）反映了锐钛矿型 TiO2 的形成。SEM（图 3）和 EDS（图 4）显示了涂覆在空心玻璃微珠（HGM）表面的 TiO2 和 PFOTES。接触角（图 5）和滑动角（图 6）测试表明了材料的超疏水性。可见-近红外透射率测试（图 8）描述了 TiO2 涂层的反射特性，而导热系数（图 9）表明该涂层不会增加导热性能。
如图2所示，四个样品进行了XRD测试。在2θ ≈ 23°处出现的宽峰代表非晶态SiO2，这是空心玻璃微球（HGM）的主要成...

本论文提出一种软化学方法，用于合成具有高红外反射性能的超疏水二氧化钛（TiO2）包覆中空玻璃微球（HGM）。

采用软化学法合成具有超疏水和高红外反射性能的TiO2涂层空心玻璃微球

本文提出了一种软化学方法，用于制备超疏水且高红外反射率的空心玻璃微球（HGM）。锐钛矿相TiO2……

本实验的总体目标是通过一步法合成具有超疏水性和高红外反射率的中空玻璃微球。该技术有助于开发简单的批量制备方法，以合成具有多种功能（如自清洁性和红外反射性）的中空玻璃微球。该批量制备方法的优势在于其一步完成反应，与现有方法相比，工艺简单且节能。该技术的应用有助于更深入地理解滑动角，因为具有不同涂层的空心玻璃微球（HGM）样品可能具有相似的接触角，但滑动角却不同。制备空心玻璃微球时，首先将五克以上的原始 HGM 置于 500 毫升烧杯中。向破碎与未破碎的 HGM 混合物中加入 200 毫升无水乙醇。让混合物静置30分钟，以确保所有未破碎的空心玻璃微球（HGM）上浮至液面，仅留下破碎的HGM沉于烧杯底部。用洁净的刮勺从乙醇表面收集未破碎的HGM。将未破碎的HGM在80摄氏度下干燥四小时。根据需要重复此步骤，以获得五克未破损的中空玻璃微珠（HGM）。开始合成时，将五克未破损的中空玻璃微珠、47.5 毫升无水乙醇和 2.5 毫升去离子水混合，加入三口烧瓶中。然后以 400 RPM 的速度搅拌混合物 20 分钟。将 30 毫升无水乙醇、15 克四丁基钛酸酯和 1 克 PFOTES 加入烧杯中，搅拌至溶解。将混合物倒入恒压滴液漏斗中。将滴液漏斗连接至三颈烧瓶，并将搅拌速率调至350 RPM。以每七秒一滴的速度将TBT-PFOTES混合物加入HGM悬浮液中。滴加速率必须仔细设定至正确速度，并在混合物完全加入前始终保持该速率。TBT-PFOTES混合物加完后，继续以350 RPM的转速搅拌，直至从开始加入起已过三小时。随后，将HGM混合物倒入配有严密盖子的水热反应釜中。将反应釜放入尺寸合适的不锈钢套筒内并密封。将HGM混合物在180摄氏度下加热六小时。反应完成后，让反应器冷却至室温。打开水热反应器，使用一个大而洁净的铲子收集悬浮的HGM样品。将样品在 80 摄氏度下干燥四小时，以获得 MCHGM。合成 PFOTES 或二氧化钛单层包覆的 HGM 时，分别省去 TBT 或 PFOTES 的添加步骤，其余操作按此流程进行。对包覆与未包覆的 HGM 样品进行 X 射线衍射分析，并测量其反射率和热导率。获取扫描电子显微镜图像并进行能量色散X射线光谱分析。使用接触角测量仪测量HGM表面与10微升水滴之间的接触角。为测量滑动角，首先将双面胶带贴在玻璃载片上。将HGM粉末样品均匀地分布在双面胶带上。在粉末表面滴加0.05毫升水滴。将镀膜载玻片置于接触角测量仪的电机平台上。在监测水滴时，以每秒1度的速率倾斜载玻片。当水滴开始移动时，停止倾斜并记录滑动角。HGM样品的成功包被通过EDS确认。在F-SCHGM和MCHGM中均检测到氟元素，在钛-SCHGM和MCHGM中均检测到钛元素。单层PFOTES涂层在扫描电镜下不可见，但钛-SCHGM和MCHGM表面观察到粗糙涂层。通过X射线衍射将包覆的HG

tio2-coated-hollow-glass-microspheres-with-superhydrophobic-high-ir

Research

科研

JoVE Journal

Chemistry

化学

二氧化钛<sub&gt; 2</sub与由软化学法合成的超疏水性和高IR反射属性&gt;涂覆的空心玻璃微球

本文介绍了一种用于太阳能生产的电荷分离型半导体纳米晶体复合材料的通用设计策略。我们展示了将给体-受体纳米晶体结构域组装于单一纳米颗粒几何结构中，可实现光催化功能；而给体-受体纳米晶体薄膜的体相异质结则可用于光伏能量转换。...

利用电荷分离型纳米晶体及其固体收集太阳能

我们描述了一种在水相环境中改性支架表面细胞亲和力的方案。该方法利用二氧化钛的光催化作用，分解光照区域的有机薄膜。我们证明，该方法可用于在体外（ex situ）和原位（in...

使用 TiO2 光催化在水相环境中对蛋白质和细胞进行光图案化

介绍了一种基于可转移印刷的可行方法，用于在太阳能电池中引入等离激元金属纳米结构。利用纳米柱状聚二甲基硅氧烷印章，将基于银的有序纳米盘阵列与标准的氢化微晶硅太阳能电池集成，通过等离激元光捕获效应显著提升了器件性能。...

通过转印技术将光捕获银纳米结构集成于氢化微晶硅太阳能电池中

本文描述了一种合成和表征带有超分子基团包覆胶体的实验方案。这些超分子胶体在紫外光照射下，通过激活表面锚定分子之间的氢键，从而引发自组装过程。...

超分子胶体的合成与表征

在此，我们介绍一种实验方案，用于 原位...

原位合成金纳米颗粒在层状钛酸盐透明薄膜层间空间中不发生聚集

为了观察混合润湿性图案对传热系数（HTC）的影响，开展了池沸腾传热实验。研究的参数包括改性润湿性表面的间线条数量和图案取向。...

具有混合润湿性图案的圆柱表面池沸腾传热强化

本文介绍了一种采用自氧化铝阴极制备高性能纯蓝色ZnCdS/ZnS基量子点发光二极管的方案。...

通过引入部分氧化铝阴极增强纯蓝量子点发光二极管的电子注入与激子限制

我们展示了多种制备超疏水金属表面的方法，并研究其耐久性和防冰性能。...

用于防冰应用的超疏水金属表面制备

本文介绍了在涂覆有TiO2的透明电极上制备溶液加工型银-铋-碘（Ag-Bi-I）三元半导体薄膜的详细方案，及其作为空气中稳定且无铅光电器件的潜在应用。...

溶液法制备“银-铋-碘”三元薄膜用于无铅光伏吸光材料

本文介绍了一种合成方法，用于制备具有高效功能的碘氧化铋微球，可在紫外A/可见光照射下用于光催化去除水中的有机污染物（如环丙沙星）。...

一种简便的合成方法制备高效用于水净化光催化过程的碘氧化铋微球

本研究介绍了利用光刻和干法刻蚀技术在SiO2/Si晶圆上制备具有倒锥形和双重倒锥形轮廓的微腔和微柱结构的微加工工艺。所获得的微结构表面表现出显著的液体排斥性能，尽管二氧化硅本身具有亲水性，但仍能在润湿性液体下实现空气的稳定长期截留。...

通过刻蚀包含反向和双重反向凹腔或柱状结构的气体截留微结构使SiO2/Si表面具有超疏性

了解软化学法制备超疏水、高红外反射TiO₂涂层空心玻璃微球的完整流程。该方法一步实现多功能材料合成，具有节能优势，适用于材料科学与热管理研究。

采用软化学法合成具有超疏水和高红外反射性能的TiO₂涂层空心玻璃微球

探索更多视频