Name: 산화 티타늄 2 코팅 된 투명 유리 마이크로 스피어 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 37 s
Description: 학습하세요 TiO₂ 코팅된 중공 유리 마이크로스피어 합성법을 통해 초소수성 및 고적외선 반사 특성을 동시에 구현하는 방법을 배우세요. 이 연구는 에너지 효율적인 소프트 화학 공정을 활용하여 다기능성 소재 개발에 활용됩니다.

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이 논문에서 설명하는 작업은 CII-HK / PolyU 혁신 기금에서 교부금에 의해 지원되었다. 또한 지원은 선전 공작 계획 (KQTD2015071616442225)와 중국 정부 &quot;천 재능&quot;프로그램 (Y62HB31601)에 의해 제공되었다. 또한, 응용 생물학과 및 화학 기술 홍콩 폴리 테크닉 대학 및 지속 가능한 도시 개발을위한 홍콩 폴리 테크닉 대학 연구소 (RISUD)의 도움에 감사드립니다.

HGM 1. 전처리 <ol><li> 무수 알코올 200 mL를 500 mL의 비커에 HGM 장소; 깨지지 HGM의 저밀도는 알코올에 정지되게되지만 깨진 HGM의 밀도가 알코올보다 크므로,이 용액에 침전. 30 분 후, 추가 애플리케이션의 오븐에서 80 ℃에서 건조하고 깨끗한 숟가락을 사용하여 현탁 HGM 수집. </li></ol> MCHGM 2. 합성 <ol><li> 깨지지 HGM 5g을 에탄올 47.5 ㎖, 및 3 구 플라스크에 탈 이온수 250 mL로 놓는다. 20 분 (예비 혼합) 400 R / 분으로 혼합 모터를 사용하여 교반 하였다. </li><li> TBT 15g을, PFOTES 1 g을 200 ㎖의 비이커에 무수 알코올 30 mL를 섞는다. 정압 깔때기에 혼합물을 붓고. </li><li> 세 구 플라스크의 구멍 중 하나에 정압 깔때기를 삽입한다. 의 속도로 3 구 플라스크에 정압 깔때기에 포함 된 혼합물을 삭제정압 깔때기의 밸브를 조정함으로써 달성되는 7 개 당 1 방울들. 3 시간 동안 반응을 계속합니다. </li><li> 수열 반응기에 3 구 플라스크에서 혼합 붓는다. 6 시간 동안 180 ℃로 오븐에서 적합한 강철 슬리브 밀폐 반응기를 넣어. 참고 : 원자로가 적절한 커버이 있는지 확인하십시오. 이 피복 한 후, 강철 슬리브 내로 넣어 반응기. 슬리브는 커버로 밀봉한다. </li><li> 반응이 끝난 후, 큰 숟가락을 사용하여 수열 반응기에 현탁하고 샘플을 수집한다. 4 시간이 MCHGM을 수득하여 80 ℃에서 샘플을 건조. </li></ol> F-3의 합성 SCHGM <ol><li> 깨지지 HGM 5 g을, 무수 에탄올 475 ㎖, 및 3 구 플라스크에 탈 이온수 250 mL를 넣고. 20 분 (예비 혼합) 400 R / 분으로 혼합 모터를 사용하여 교반 하였다. PFOTES 1 g 및 200 ㎖의 비이커에 무수 에탄올 30 mL를 섞는다. PFOTES 절대 전자 이동일정한 압력 깔때기 thanol 혼합물. </li><li> 세 구 플라스크에 정압 깔때기를 삽입한다. 7 개 (S) 당 1 방울의 속도로 3 구 플라스크에 정압 깔때기에 포함 된 혼합물을 놓는다. 3 시간 동안 실행 반응을 보자. </li><li> 수열 반응기에 3 구 플라스크에서 혼합 옮긴다. 6 시간 동안 180 ℃로 오븐에 넣어 밀봉 반응기. 반응이 끝난 후, 큰 숟가락을 사용하여 수열 반응기에 현탁하고 샘플을 수집한다. F-SCHGM을 구하는 4 시간 동안 80 ℃에서 샘플을 건조. </li></ol> 티 - SCHGM 4. 합성 <ol><li> 깨지지 HGM 5 g을, 무수 에탄올 475 ㎖, 및 3 구 플라스크에 탈 이온수 250 mL로 놓는다. 20 분 (예비 혼합) 400 R / 분 교반 하였다. TBT 15 g 및 200 ㎖의 비이커에 무수 에탄올 30 mL를 섞는다. 정압 깔때기에 TBT과 무수 에탄올의 혼합물을 전송. </li><li> 상수-대가를 삽입확인 3 구 플라스크에 깔때기. 7 개 (S) 당 1 방울의 속도로 3 구 플라스크에 정압 깔때기에 혼합물을 놓는다. 3 시간 동안 실행 반응을 보자. </li><li> 수열 반응기에 3 구 플라스크에서 혼합 옮긴다. 6 시간 동안 180 ℃로 오븐에 넣어 밀봉 반응기. 반응이 끝난 후 수열 반응의 샘플을 수집한다. 티 - SCHGM을 구하는 4 시간 동안 80 ℃에서 샘플을 건조. </li></ol> 5. 요소 특성 분석 <ol><li> 모든 샘플에 대한 XRD 특성 분석을 실시한다. 구리 Kα 방사선 (λ = 0.15406 ㎚)과 10 ° 내지 80 ° 범위의 2θ로 매우 다양한 범용 X 선 회절 장치를 사용하여 데이터를 수집한다. </li><li> 주사 전자 현미경 (20), 금 샘플을 분무 후 21 개 이미지를 획득. SEM을 테스트하는 동안, EDS가 특정 영역에 실시하고 있습니다. </li><li> 측정합니다접촉각 접촉 각도 각도계 (22)를 사용하여; 물 드롭 볼륨은 10 μL해야합니다. </li><li> 표면의 경사 각도를 변경하여 전락 각을 측정한다 (23). 물 드롭 그냥 아래로 슬라이드 수있을 때까지의 각도를 최소화합니다. <ol><li> (: 26mm X 76mm X 2mm 크기) 유리 시트에 양면 테이프를 부착. 숟가락을 사용하여, 균일 테이프에 분말 (F-SCHGM 또는 MCHGM)를 배치했다. 분말 표면 (0.05 ㎖의 부피) 인젝터를 사용하여 물방울을 추가한다. </li><li> 접촉 각도 고니 오 미터의 모터 플랫폼에서 유리 시트를 넣습니다. 1 ° / s의 속도로 모터 플랫폼 기울고하여 유리판을 기울여. 물 드롭 슬라이드 시작할 때 모터를 중지; 경사각 슬라이딩 각도이다. </li></ol></li><li> 분광 광도계 (24)를 이용하여 반사 스펙트럼을 측정한다. 참고 : 파장이 450 나노 미터에서 2,550 나노 미터이다. </li><li> 모든 샘플의 열전도도를 측정열전도율 측정기 (25)를 사용. </li></ol>

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이 원고에서, 프로토콜의 중요한 단계는 열수 과정이다. 이는 이산화 티탄의 형성, 최종 반사율 및 superhydrophobicity에 영향을 미친다. 온도 제어 및 반응 시간도 매우 중요하다. 반응 조건을 변경하는 경우, 최종 제품은 결함이 될 수있다. 이 방법은 하나의 단계에서 소수성이 높은 IR 반사 HGM을 합성하는 간단한 방법을 제공한다. 이전 연구에서, 소수성 및 반사율 특성은 분리 수단 (28), (29), (30)에 의해 달성 하였다. 따라서, 모두를 얻기 위해, 적어도 두 단계가 요구된다. 이 논문에서, 하나의 단계 방법은 주로 생산 효율을 향상시키는 제안된다. 이들 두 특성과 결합하여 또한, 상기 IR 반사 코팅은 오염으로부터 보호하고, 도포 성능이 장기간 유지 될 수있다....

유리 중공 구체 (HGM)는 10 내지 100 μm의 크기 범위의 무기 재료이다. 그들은 이러한 우수한 분산액, 높은 흐름 성, 낮은 밀도, 우수한 단열성 1, 2, 3, 4 등의 많은 유용한 기능들을 보여준다. 때문에 중공 구조, HGM이 매우 낮은 열전도도 10,도 11이있다. 이러한 이유로, 그들은 우주 항공 등 공학 (5), 심해 탐사 6, 7, 수소 저장 8, 9, 그러나, 그들은 여전히 낮은 강도 등의 단점을 보여 포함한 많은 분야에서 적용됩니다. 또한, IR 등이 HGM을 통해 전송하고 뒤에 제목을 가열 할 수있다. 그 때문에즉 HGM에 표면 변형은 복사 열 전달을 감소하는 것이 필수적이다. 효과적인 방법은 코팅에 HGM 표면 상에 적외선 차단 물질이다. 반도체로서, 이산화 티탄은 광 촉매 (12, 13), 태양 광 발전, 센서 제조 14, 애플리케이션 환경 (15), 에너지 저장 장치 (16) 등의 여러 분야에서 사용되고있다. 또한, 또한, 가시광 및 적외선 밴드 17, 18, 19 저 방사율을 나타낸다. 따라서, 우리의 목적을 위해, 이산화 티탄으로 인해 상대적으로 낮은 가격과 높은 성능 현명한 선택이었다. 그러나, 코팅은 오염이 심각 이산화 티탄의 반사율에 영향을 미치는, 파울하기가 매우 쉽습니다. 반사율이 점차 줄여야합니다. 따라서, SELF 세척 코팅하여 오염으로부터 방지 코팅과 같은 코팅의 작업 시간을 연장하는 것이 필수적이다. 이 논문에서, 소프트 화학적 방법은 소수성 이산화 티탄 코팅 된 HGM 개발 하였다. 테트라 부틸 티타 네이트 (TBT) 및 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES)의 각각의 Ti 공급원 및 소수성 화제로서 선택되었다. 그들은 가수 분해와 HGM의 표면에 증착되었다. 그 후, 열수 처리 후, 아나타제 이산화 티탄은 HGM 표면에 형성되고, 소수성 성질이 남아 있었다. 비교를 위해, 단일 코팅 HGM (F-SCHGM) 및 이산화 티탄 코팅 된 단일 HGM (티 - SCHGM) PFOTES도 합성 하였다. 합성 방식은도 1에 도시되어있다.

<table><tbody><tr><td>HGM</td><td>물리화학 기술 연구소, 중국과학원</td><td>N/A</td> N<td>/A</td></tr><tr><td>TBT</td><td>시그마-알드리치</td><td>CAS#: 5593-70-4</td><td>분석 등급</td></tr><tr><td>에틸 알코올</td><td>시그마-알드리치</td><td>CAS#: 64-17-5</td><td>분석 등급</td></tr><tr><td>PFOTES</td><td>시그마-알드리치</td><td>CAS#: 51851-37-7</td><td>98%</td></tr></tbody></table>

산화 티타늄<sub&gt; 2</sub소프트 - 화학 방법에 의해 합성 초 소수성 및 높은 ir 반사 특성과&gt; 코팅 된 투명 유리 마이크로 스피어

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

이 원고는 초 소수성이 높은 IR 반사 중공 유리 마이크로 스피어 (HGM)를 개발하는 소프트 화학 방법을 제안한다. 아나타제 이산화 티탄 및 소수성 화제는 하나의 단계에서 HGM 표면에 코팅 하였다. TBT와 PFOTES은 각각의 Ti 공급원 및 소수성 화제로서 선택되었다. 그들은 모두 HGM에 코팅하고, 열수 처리 한 후, TBT는 이산화 티탄을 아나타제하기 위해 설정되었다. 이러한 방식으로, PFOTES / 이산화 티탄은 HGM (MCHGM)가 코팅 된 제조 하였다. 비교를 위해, 단일 코팅 HGM (F-SCHGM) 및 이산화 티탄 코팅 된 단일 HGM (티 - SCHGM) PFOTES도 합성 하였다. HGM 표면상의 PFOTES 및 이산화 티탄 피막은 X 선 회절 (XRD), 주사 전자 현미경 (SEM) 및 에너지 분산 검출기 (EDS) 특성화를 통해 입증되었다. MCHGM은 141.2 접촉각으로, 더 높은 접촉 각도 (153 °) 그러나 F-SCHGM보다 낮은 미끄럼 각 (16 °)을 보였다6; 및 67 °의 각도를 슬라이딩. 또한, 양의 Ti-SCHGM 및 MCHGM 원래 HGM 및 F-SCHGM보다 약 5.8 % 더 높았다 유사한 IR 반사율 값을 표시. 또한 PFOTES 코팅 간신히 열전도율을 바꿨다. 따라서, F-SCHGM는 0.0479 W / (m · K)의 열전도율로 확실히 0.0475 W / (m · K)이었다 일본어 HGM 같았다. MCHGM와 티 - SCHGM도 비슷했다. 이들의 열전도율 값은 각각 0.0543 W / (m · K)와 0.0543 W / (m · K)이었다. 이산화 티탄 코팅 약간 열전도율이 증가하지만, 반사율의 증가와 함께, 전체 열 절연 특성을 향상시켰다. 적외선 반사 특성이 HGM 코팅에 의해 제공되기 때문에 코팅이 파울되면 마지막으로, 반사율은 감소한다. 따라서, 소수성 코팅으로 표면이 오염으로부터 보호되고, 그 수명도 연장된다.

단계 4.4에서의 테스트는 많은 기능과 샘플의 특성을 알 수있다. X- 선 회절 (그림 2) 아나타제 이산화 티탄의 형성을 반영한다. 주사 전자 현미경 (도 3) EDS (도 4)는 HGM 표면에 피복 된 이산화 티탄과 PFOTES 표시. 접촉각 (도 5)와 슬라이딩 각도 (도 6) 시험은 superhydrophobicity를 나타낸다. 이 VI-NIR 투과율 시험 (도 8)는 코팅의 열 전도성을 증가시키지 않는 것을 보여준다 (도 9) 이산화 티탄 피막의 반사 특성 및 열전 도성을 설명한다. ...

이 원고는 높은 IR 반사 특성을 가진 초소수성 TiO2 코팅 중공 유리 마이크로스피어(HGM)를 합성하는 소프트 케미스트리 방법을 제안합니다.

산화 티타늄<sub&gt; 2</sub소프트 - 화학 방법에 의해 합성 초 소수성 및 높은 IR 반사 특성과&gt; 코팅 된 투명 유리 마이크로 스피어

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

본 실험의 전반적인 목표는 단일 단계로 초소수성 및 고반사 IR 중공 유리 미세구체를 합성하는 것입니다. 이 기술은 자가 세정 및 IR 반사 특성과 같은 다중 기능을 가진 HGM을 합성하기 위한 단순한 공정 개발에 도움이 될 수 있습니다. 이 공정의 장점은 단일 단계로 수행된다는 점이며, 이는 기존 공정에 비해 공정이 단순하고 에너지를 절감할 수 있게 합니다.이 기술의 함의는 슬라이딩 각도(sliding angles)에 대한 이해를 높이는 것으로 확장되었는데, 이는 서로 다른 코팅이 된 HGM 샘플들이 유사한 연결 각도(connected angles)를 가지면서도 서로 다른 슬라이딩 각도를 가질 수 있기 때문입니다. 중공 유리 마이크로스피어(hollow glass microspheres)를 준비하려면, 먼저 500-milliliter 비커에 5g 이상의 원본 HGM을 넣습니다. 파손된 HGM과 파손되지 않은 HGM의 혼합물에 200 milliliters의 절대 에탄올을 추가합니다.혼합물을 30분 동안 그대로 두어 파손되지 않은 HGM은 모두 위로 뜨고, 파손된 HGM만 비커 바닥에 남도록 합니다. 깨끗한 스쿱을 사용하여 에탄올 표면에서 파손되지 않은 HGM을 수집합니다. 파손되지 않은 HGM을 80 °C에서 4시간 동안 건조합니다.부서지지 않은 HGM 5g을 얻을 때까지 이 과정을 필요에 따라 반복합니다. 합성을 시작하려면, 부서지지 않은 HGM 5g, 절대 에탄올 47.5mL, 탈이온수 2.5mL를 혼합합니다. 이를 3구 플라스크에 넣습니다.그런 다음 혼합물을 400 RPM에서 20분 동안 교반합니다. 비커에 절대 에탄올 30 milliliters, tetrabutyl titanate 15 grams, 그리고 PFOTES 1 gram을 넣고 용해될 때까지 교반합니다. 이 혼합물을 압력 평형 적하 깔때기에 붓습니다.적하 깔때기를 3구 플라스크에 연결하고 교반 속도를 350 RPM으로 낮춥니다. TBT-PFOTES 혼합물을 HGM 현탁액에 7초당 한 방울의 속도로 첨가합니다. 적하 속도는 정확한 비율로 신중하게 설정해야 하며, 혼합물이 완전히 첨가될 때까지 해당 속도를 유지해야 합니다.TBT-PFOTES 혼합물 첨가가 완료되면, 첨가 시작 시점부터 3시간이 경과할 때까지 350 RPM으로 계속 교반합니다. 그런 다음, HGM 혼합물을 덮개가 잘 맞는 수열 반응기에 붓습니다. 반응기를 적절한 크기의 스틸 슬리브에

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Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

태양 에너지 생산을위한 전개 반도체 nanocrystal의 복합를 충전 분리의 개발을위한 일반적인 전략을 제시하고 있습니다. 기증자 - 수용체 nanocrystal 영화의 대량 heterojunctions는 태양 광 에너지 변환에 사용하실 수 있습니다 우리는 하나의 nanoparticle 형태의 기증자 - 수용체 nanocrystal 도메인의 조립 photocatalytic 함수에 상승을 제공합니다을 보여줍니다.

충전 분리 Nanocrystals와 고체를 통해 태양 에너지를 수확

우리는 수성 환경에서 골격 표면의 세포 친화도를 수정하기 위한 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 이산화 티타늄 광촉매를 이용하여 광조사된 영역에서 유기 필름을 분해합니다. 우리는 그것이 현장 및 현장 모두에서 스캐폴딩 단백질의 미세 도메인을 생성하는 데 사용될 수 있음을 보여줍니다.

산화 티타늄을 사용하여 수성 환경에서 단백질과 세포를 포토 패터닝<sub&gt; 2</sub&gt; 광촉매

태양 전지에 플라즈몬 금속 나노 구조를 도입하는 실행 가능한 전사 인쇄 기반 방법론에 대해 설명합니다.  나노 필러 폴리 (디메틸 실록산) 스탬프를 사용하여 Ag 기반 주문 나노 디스크 어레이를 표준 수소화 미정질 Si 태양 전지와 통합하여 플라즈몬 광 트래핑으로 인해 장치 성능을 향상시켰습니다.

전송 인쇄하여 수소 첨가 미세 결정 실리콘 태양 전지에 빛 트래핑 실버 나노 구조의 통합

초분자 부분으로 코팅된 콜로이드의 합성 및 특성화를 위한 프로토콜이 설명되어 있습니다. 이러한 초분자 콜로이드는 자외선에 의해 표면에 고정된 분자 사이의 수소 결합이 활성화될 때 자체 조립을 거칩니다.

초분자 콜로이드의 합성 및 특성

여기서는 AuNPs의 응집이없는 티탄산 적층 필름의 층간 공간 내에서 금 나노 입자 (AuNPs)의 원위치에서의 합성을위한 프로토콜을 제시한다. 어떤 스펙트럼 변화도 사개월 후 관찰되지 않았다. 합성 된 물질은 촉매, 광촉매 및 경제적 플라즈몬 장치의 개발에 응용이 예상되었다.

계층화 된 티탄 투명 필름의 층간 공간에서 집계하지 않고 금 나노 입자의 제자리 합성에

풀 비등 열전달 실험 열 전달 계수 (HTC)의 혼합 수화제 패턴의 영향을 관찰하기 위해 수행되었다. 조사의 매개 변수는 interlines 수 및 습윤 표면 개질의 패턴 방향이다.

하이브리드 수화제 패턴과 원통 표면에 풀 비등 열전달 향상

프로토콜은 autoxidized 알루미늄 음극을 채용 하 여 높은-성능, 퓨어 블루 ZnCdS/ZnS 기반 양자 점 발광 다이오드 날조를 위한 제공 됩니다.

향상 된 전자 주입 및 순수한 청색 양자 점 발광 다이오드 부분적으로 도입 하 여에 대 한 여 기자 감 금 산화 알루미늄 음극

우리는 superhydrophobic 금속 표면에 생성 하 고 그들의 내구성 및 안티 입힌 속성을 탐구 하는 여러 방법론을 설명 합니다.

반 장식 응용 프로그램 Superhydrophobic 금속 표면의 제조

여기, 우리는 솔루션 처리 실버-비스무트-요오드 (Ag-Bi-나) 삼항 반도체에 대 한 상세한 프로토콜 얇은 필름에 티 오2조작 제시-투명 전극 및 그들의 공기-안정으로 잠재적인 응용 프로그램 및 리드-프리 코팅 광전자 장치입니다.

솔루션 처리 "실버-비스무트-요오드" 삼항 박막 리드 무료 태양광 흡수에 대 한

이 문서를 받는 고 기능 UV-A/표시 빛 조사에서 물에, ciprofloxacin 등 유기 오염 물질의 촉매 제거를 수행 하는 비스무트 oxyiodide 스피어 합성 방법을 설명 합니다.

물 Depuration의 촉매 프로세스에 대 한 매우 기능적 비스무트 Oxyiodide 스피어를 손쉬운 합성 방법

이 작품은 포토리소그래피와 건식 에칭을 사용하여 SiO2/Si웨이퍼에서 재진입 및 이중 재진입 프로파일로 충치 및 기둥을 달성하기 위한 미세 가공 프로토콜을 제공합니다. 그 결과 미세 질감 표면은 실리카의 본질적인 습윤성에도 불구하고 습윤 액체 하에서 공기의 견고한 장기 트랩을 특징으로하는 놀라운 액체 발압을 보여줍니다.

렌더링 SiO2/Si 표면 재진입 및 이중 재진입 구멍 또는 기둥을 포함하는 가스 를 포함하는 미세 질감을 조각하여 전지성

학습하세요 TiO₂ 코팅된 중공 유리 마이크로스피어 합성법을 통해 초소수성 및 고적외선 반사 특성을 동시에 구현하는 방법을 배우세요. 이 연구는 에너지 효율적인 소프트 화학 공정을 활용하여 다기능성 소재 개발에 활용됩니다.

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