Name: TiO 2 Rivestiti microsfere cave di vetro con proprietà superidrofobiche e High IR-riflettenti sintetizzato da un metodo Soft-chimica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: Scopri un metodo di soft-chimica per sintetizzare microsfere cave di vetro rivestite con TiO₂ superidrofobiche e ad alta riflettività infrarossa. Questa tecnica semplice ed efficiente energeticamente consente di ottenere materiali multifunzionali in un unico passaggio.

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Il lavoro descritto in questo documento è stato sostenuto da una sovvenzione da parte del Fondo per l&#39;Innovazione CII-HK / PolyU. Ulteriore supporto è stato fornito dal Piano di Shenzhen Pavone (KQTD2015071616442225) e il governo cinese programma &quot;Mille Talent&quot; (Y62HB31601). Inoltre, l&#39;aiuto da parte del Dipartimento di Biologia Applicata e Tecnologia Chimica del Politecnico di Hong Kong e l&#39;Istituto Politecnico di Hong Kong di Ricerca per lo Sviluppo Urbano Sostenibile (RISUD) è apprezzato.

1. Trattamento di HGM <ol><li> Posizionare il HGM in un bicchiere da 500 mL con 200 ml di alcool assoluto; la bassa densità di ininterrotta HGM induce a sospendere in alcool, ma perché la densità di rotture HGM è maggiore di quello dell&#39;alcool, precipita nella soluzione. Dopo 30 min, raccogliere il HGM sospesa con un cucchiaio pulito ed asciutto a 80 ° C in un forno per ulteriore applicazione. </li></ol> 2. Sintesi di MCHGM <ol><li> Porre 5 g di ininterrotta HGM, 47,5 mL di etanolo e 2,5 ml di acqua DI in un pallone a tre colli. Mescolare utilizzando un mescolatore a 400 giri / min per 20 min (premiscelazione). </li><li> Mescolare 15 g del TBT, 1 g di PFOTES, e 30 mL di alcol assoluto in un becher da 200 ml. Versare la miscela in un imbuto a pressione costante. </li><li> Inserire l&#39;imbuto a pressione costante in uno dei fori del pallone a tre colli. Goccia la miscela contenuta nell&#39;imbuto a pressione costante nel pallone a tre colli ad una velocità di1 goccia ogni 7 s, che si ottiene regolando la valvola dell&#39;imbuto pressione costante. Continuare la reazione per 3 ore. </li><li> Versare il composto dal pallone a tre colli in un reattore idrotermale. Mettere il reattore sigillato in un manicotto di acciaio adatto in un forno a 180 ° per 6 h. NOTA: Assicurarsi che il reattore ha una copertura adeguata. Dopo che è coperto, mettere il reattore nel manicotto di acciaio. Il manicotto deve essere sigillato con un coperchio. </li><li> Dopo che la reazione è terminata, raccogliere i campioni in sospensione nel reattore idrotermale con un grande cucchiaio. Essiccare i campioni a 80 ° C per 4 ore per ottenere MCHGM. </li></ol> 3. Sintesi di F-SCHGM <ol><li> Aggiungere 5 g di ininterrotta HGM, 47,5 mL di etanolo assoluto, e 2,5 ml di acqua DI ad un pallone a tre colli. Mescolare utilizzando un mescolatore a 400 giri / min per 20 min (premiscelazione). Mescolare 1 g di PFOTES e 30 mL di etanolo assoluto in un becher da 200 ml. Trasferire il PFOTES e assoluta emiscela thanol ad un imbuto a pressione costante. </li><li> Inserire l&#39;imbuto a pressione costante nel pallone a tre colli. Goccia la miscela contenuta nell&#39;imbuto a pressione costante nel pallone a tre colli ad una velocità di 1 goccia per 7 s. Lasciate che la reazione di una durata di 3 ore. </li><li> Trasferire il composto dal pallone a tre colli da un reattore idrotermale. Mettere il reattore sigillato in un forno a 180 ° per 6 h. Dopo che la reazione è terminata, raccogliere i campioni in sospensione nel reattore idrotermale con un grande cucchiaio. Essiccare i campioni a 80 ° C per 4 h per ottenere F-SCHGM. </li></ol> 4. Sintesi di Ti-SCHGM <ol><li> Porre 5 g di ininterrotta HGM, 47,5 mL di etanolo assoluto, e 2,5 mL di acqua deionizzata in un pallone a tre colli. Mescolare a 400 giri / min per 20 min (pre-miscelazione). Mescolare 15 g di OTC e 30 mL di etanolo assoluto in un becher da 200 ml. Trasferire il TBT e miscela di etanolo assoluto ad un imbuto a pressione costante. </li><li> Inserire le costanti-presAssicurarsi imbuto nel pallone a tre colli. Goccia la miscela nell&#39;imbuto a pressione costante nel pallone a tre colli ad una velocità di 1 goccia per 7 s. Lasciate che la reazione di una durata di 3 ore. </li><li> Trasferire il composto dal pallone a tre colli da un reattore idrotermale. Mettere il reattore sigillato in un forno a 180 ° per 6 h. Raccogliere i campioni nel reattore idrotermale dopo la reazione è terminata. Essiccare i campioni a 80 ° C per 4 h per ottenere Ti-SCHGM. </li></ol> 5. Caratterizzazioni <ol><li> Condurre caratterizzazioni XRD su tutti i campioni. Raccogliere i dati utilizzando un sistema polivalente diffrazione di raggi X è molto versatile con Cu Ka radiazioni (λ = 0,15,406 mila nm) e una 2θ che varia da 10 ° a 80 °. </li><li> Acquisire microscopio elettronico a scansione 20, 21 immagini dopo spruzzando i campioni con oro. Durante le prove SEM, conduce l&#39;EDS è su un&#39;area specifica. </li><li> misurare laangolo di contatto utilizzando un contatto angolo goniometro 22; il volume delle gocce d&#39;acqua dovrebbe essere di 10 microlitri. </li><li> Misurare l&#39;angolo di scivolamento 23 cambiando l&#39;angolo di inclinazione della superficie. Minimizzare l&#39;angolo finché la goccia d&#39;acqua può semplicemente scivolare giù. <ol><li> Bastone nastro biadesivo su una lastra di vetro (dimensioni: 26 mm x 76 mm x 2 mm). Usando un cucchiaio, posizionare uniformemente le polveri (F-SCHGM o MCHGM) sul nastro. Utilizzando un iniettore, aggiungere una goccia d&#39;acqua (volume: 0,05 mL) alla superficie della polvere. </li><li> Mettere la lastra di vetro sulla piattaforma del motore del goniometro contatto angolo. Inclinare la lastra di vetro inclinando la piattaforma motore a una velocità di 1 ° / s. Arrestare il motore quando la goccia d&#39;acqua inizia a scorrere; l&#39;angolo di inclinazione è l&#39;angolo di scorrimento. </li></ol></li><li> Misurare le spettri di riflettività utilizzando uno spettrofotometro 24. NOTA: La lunghezza d&#39;onda è da 450 nm a 2.550 nm. </li><li> Misurare la conducibilità termica di tutti i campioniutilizzando un misuratore di conducibilità termica 25. </li></ol>

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

In questo manoscritto, il passo critico nel protocollo è il processo idrotermale. Essa influenza la formazione di TiO 2, la riflettività finale, e il superhydrophobicity. Il controllo della temperatura e tempo di reazione sono anche abbastanza significativi. Se le condizioni di reazione cambiano, i prodotti finali possono essere viziata. Questo metodo fornisce un modo semplice per sintetizzare superhydrophobic e altamente IR-riflettente HGM in un&#39;unica fase. Nella ricerca prec...

microsfere cave di vetro (HGM) sono materiali inorganici di dimensioni variabili da 10 a 100 um. Essi dimostrano molte caratteristiche utili, come dispersione eccellente, capacità di flusso elevata, bassa densità, e proprietà di isolamento termico superiori 1, 2, 3, 4. A causa della loro struttura cava, HGM ha una bassissima conducibilità termica 10, 11. Per queste ragioni, sono applicati in molti settori, tra cui aerospaziale 5, esplorazione altura 6, 7, 8 stoccaggio di idrogeno, 9, ecc Tuttavia, ancora mostrano alcuni svantaggi, come la bassa resistenza. Inoltre, la luce IR è in grado di trasmettere attraverso HGM e riscaldare il soggetto dietro. Perciòe, modificazioni superficiali su HGM sono essenziali per ridurre il trasferimento termico radiativo. Un metodo efficace è quello di rivestire un materiale IR-bloccanti sulla superficie HGM. Come un semiconduttore, TiO 2 è stato utilizzato in molti settori, come fotocatalisi 12, 13, sviluppo celle solari, sensore fabbricazione 14, applicazioni ambientali 15, e accumulo di energia 16. Inoltre, mostra anche a bassa emissività nel visibile e dell&#39;infrarosso 17, 18, 19. Pertanto, per i nostri scopi, TiO 2 era una selezione prudente a causa del suo prezzo relativamente basso e alto rendimento. Tuttavia, il rivestimento è abbastanza facile per gli inquinanti al fallo, che colpisce seriamente la riflettività di TiO2. La riflettività deve ridurre gradualmente. Pertanto, un self-pulizia rivestimento è essenziale per evitare che il rivestimento da incrostazioni e per prolungare il tempo di lavoro di un tale rivestimento. In questo manoscritto, un metodo soft-chimica è stata utilizzata per sviluppare superhydrophobic TiO2 Rivestiti HGM. Tetrabutil titanato (OTC) e 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) sono stati selezionati come sorgente Ti e agente superidrofobica, rispettivamente. Sono stati idrolizzati e depositate sulla superficie HGM. Poi, dopo il processo idrotermico, l&#39;anatasio TiO 2 formata sulla superficie HGM, e le proprietà superhydrophobic rimasto. Per confronto, PFOTES singolo rivestito HGM (F-SCHGM) e TiO 2 single-rivestito HGM (Ti-SCHGM) sono stati sintetizzati pure. Lo schema di sintesi è illustrato in Figura 1.

<table><tbody><tr><td>HGM</td><td>Istituto Tecnico di Fisica e Chimica, Accademia Cinese delle Scienze</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>Grado analitico</td></tr><tr><td>Alcool etilico</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CAS#: 64-17-5</td><td>Grado analitico</td></tr><tr><td>PFOTES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CAS#: 51851-37-7</td><td>98%</td></tr></tbody></table>

tio<sub&gt; 2</sub&gt; rivestiti microsfere cave di vetro con proprietà superidrofobiche e high ir-riflettenti sintetizzato da un metodo soft-chimica

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

Questo manoscritto propone un metodo soft-chimica per sviluppare microsfere cave di vetro superhydrophobic e altamente IR-riflettenti (HGM). L&#39;anatasio TiO 2 ed un agente superhydrophobic sono state rivestite in superficie HGM in un unico passaggio. TBT e PFOTES stati selezionati come sorgente di Ti e l&#39;agente superidrofobica, rispettivamente. Entrambi sono stati rivestiti sulla HGM, e dopo il processo idrotermico, il TBT rivolto a anatasio TiO 2. In questo modo, un PFOTES / TiO 2 Rivestiti HGM (MCHGM) fu preparato. Per confronto, PFOTES singolo rivestito HGM (F-SCHGM) e TiO 2 single-rivestito HGM (Ti-SCHGM) sono stati sintetizzati pure. I PFOTES e TiO 2 rivestimenti sulla superficie HGM state dimostrate mediante diffrazione di raggi X (XRD), microscopia elettronica a scansione (SEM), e caratterizzazioni rivelatore a dispersione di energia (EDS). Il MCHGM mostrato un maggiore angolo di contatto (153 °), ma un angolo inferiore scorrevole (16 °) rispetto F-SCHGM, con un angolo di contatto di 141,26; e un angolo di 67 ° scorrevole. Inoltre, sia Ti-SCHGM e MCHGM visualizzati valori IR riflettività simili, che erano superiori a circa il 5,8% rispetto all&#39;originale HGM e F-SCHGM. Inoltre, il rivestimento PFOTES appena cambiato la conducibilità termica. Pertanto, F-SCHGM, con una conducibilità termica di 0,0479 W / (m · K), era piuttosto come l&#39;originale HGM, che era 0,0475 W / (m · K). MCHGM e Ti-SCHGM erano anche simili. I loro valori di conducibilità termica erano 0,0543 W / (m · K) e 0,0543 W / (m · K), rispettivamente. Il rivestimento TiO 2 leggermente aumentato la conduttività termica, ma con l&#39;aumento della riflettività, la struttura complessiva isolamento termico è stata migliorata. Infine, poiché la proprietà IR-riflettente è fornita dal rivestimento HGM, se il rivestimento viene sporcata, la riflettività diminuisce. Pertanto, con il rivestimento superhydrophobic, la superficie è protetta da incrostazioni, e la sua durata è anche prolungato.

I test in fase 4.4 rivelano molte caratteristiche e proprietà dei campioni. La XRD (Figura 2) riflette la formazione di anatasio TiO 2. Il SEM (Figura 3) e EDS (Figura 4) visualizzare la TiO 2 e PFOTES che sono rivestite in superficie HGM. L&#39;angolo di contatto (figura 5) e l&#39;angolo di scorrimento (Figura 6) Test rappresentano la superhydrophobicity. Il test trasmittanza Vis-...

Questo manoscritto propone un metodo di chimica morbida per sintetizzare microsfere di vetro cave (HGM) superidrofobiche, rivestite di TiO2 con elevate proprietà riflettenti IR.

TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Rivestiti microsfere cave di vetro con proprietà superidrofobiche e High IR-riflettenti sintetizzato da un metodo Soft-chimica

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 ...

L'obiettivo generale di questo esperimento è sintetizzare in un unico passaggio microsfere di vetro cavo superidrofobiche e altamente riflettenti nella regione infrarossa (IR). Questa tecnica può contribuire allo sviluppo di metodi semplici per la sintesi di microsfere di vetro cavo (HGM) con funzionalità multiple, come proprietà autopulenti e riflettenti nell'infrarosso. Il vantaggio di questo metodo è che avviene in un unico stadio, rendendo il processo semplice ed energeticamente efficiente rispetto ai metodi esistenti.Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso una migliore comprensione degli angoli di scorrimento, poiché campioni di microsfere di vetro cave con diversi rivestimenti possono presentare angoli connessi simili ma angoli di scorrimento diversi. Per preparare le microsfere di vetro cave, posizionare prima più di cinque grammi di microsfere di vetro cave originali in un becher da 500 millilitri. Aggiungere 200 millilitri di etanolo assoluto alla miscela di microsfere di vetro cave rotte e integre.Lasciare riposare la miscela per 30 minuti per assicurarsi che tutti gli HGM integri siano risaliti in superficie, lasciando solo gli HGM rotti sul fondo del becher

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Viene descritto un protocollo per la sintesi e la caratterizzazione di colloidi rivestiti con frazioni supramolecolari. Questi colloidi supramolecolari subiscono l'autoassemblaggio dopo l'attivazione dei legami idrogeno tra le molecole ancorate alla superficie da parte della luce UV.

Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

Qui, vi presentiamo un protocollo per la sintesi in situ di nanoparticelle d'oro (AuNPs) all'interno dello spazio intermedio dei film titanato di strati senza l'aggregazione di AuNPs. Nessun cambiamento spettrale è stata osservata anche dopo 4 mesi. Il materiale sintetizzato ha previsto applicazioni in catalisi, fotocatalisi, e lo sviluppo di dispositivi plasmonici convenienti.

In Situ Sintesi di oro nanoparticelle senza aggregazione nel Interfalda spazio di Layered titanato pellicole trasparenti

esperimenti di trasferimento di calore Pool-bollente sono state effettuate per osservare gli effetti dei modelli ibridi bagnabili sul coefficiente di scambio termico (HTC). I parametri di ricerca sono il numero di interlining e l'orientamento modello della superficie bagnabile modificata.

Enhancement Pool-ebollizione di trasferimento del calore su superfici cilindriche con i modelli ibridi bagnabili

Un protocollo è presentato per fabbricare ad alte prestazioni, puri blu ZnCdS/ZnS-basato quantum dots diodi emettitori di luce impiegando un catodo di alluminio autoxidized.

Iniezione di elettroni avanzata e confinamento eccitone per diodi emettitori di luce pura blu Quantum-Dot introducendo parzialmente ossidato catodo in alluminio

Vi illustriamo diverse metodologie per produrre superidrofobi superfici metalliche e per esplorare le proprietà di resistenza e anti-icing.

Fabbricazione di superfici superidrofobiche metalliche per applicazioni Anti-Icing

Qui, presentiamo protocolli dettagliati per soluzione-elaborati argento-bismuto-iodio (Ag-Bi-I) ternario semiconductor film sottili fabbricato su TiO2-rivestito elettrodi trasparenti e loro potenziale applicazione come aria-stabile e privo di piombo dispositivi optoelettronici.

Soluzione di elaborazione "Silver-bismuto-iodio" ternario pellicole sottili per assorbitori di piombo fotovoltaici

Questo articolo viene descritto un metodo sintetico per ottenere microsfere oxyiodide di bismuto, che sono altamente funzionali per eseguire la rimozione di fotocatalitica di inquinanti organici, come la ciprofloxacina, in acqua sotto irradiazione di luce UV-A/visibile.

Un Facile metodo sintetico per ottenere bismuto Oxyiodide microsfere altamente funzionale per i processi fotocatalitici di depurazione delle acque

Questo lavoro presenta protocolli di microfabbricazione per il raggiungimento di cavità e pilastri con profili rientranti e doppiamente rientranti sui wafer SiO2/Si utilizzando la fotolitografia e l'incisione a secco. Le superfici microstrutturate risultanti dimostrano una notevole repellenza liquida, caratterizzata da una robusta intrappolamento dell'aria a lungo termine sotto liquidi umidi, nonostante l'intrinseca bagnabilità della silice.

Rendering di siO2/Si Superfici omnifobiche da intaglio Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant e Doubly Reentrant Cavities or Pillars

Scopri un metodo di soft-chimica per sintetizzare microsfere cave di vetro rivestite con TiO₂ superidrofobiche e ad alta riflettività infrarossa. Questa tecnica semplice ed efficiente energeticamente consente di ottenere materiali multifunzionali in un unico passaggio.

TiO 2 Rivestiti microsfere cave di vetro con proprietà superidrofobiche e High IR-riflettenti sintetizzato da un metodo Soft-chimica (Video) | JoVE Journal

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