功能化颗粒的合成和表征:基于课程的材料化学本科研究经验

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 纳米粒子是多功能材料,在各种领域都有应用.
• 控制合成和功能化对于定制纳米粒子特性至关重要.
• 本科研究经验为科学方法学提供了宝贵的实践培训.

研究的目的:

• 在以课程为基础的本科研究经验中展示纳米颗粒的合成和功能化.
• 研究共冷凝和延迟冷凝方法对二氧化颗粒特性的影响.
• 描述功能化纳米颗粒的表面形态和可湿性.

主要方法:

• 纳米粒子是使用修改后的斯托伯方法合成的.
• 功能化是通过共冷凝和延迟冷凝技术实现的.
• 描述涉及FT-IR,热重力测量分析,动态光散射,扫描电子显微镜,光学分析,原子力显微镜和水接触角测量.

主要成果:

• 这两种功能化方法都成功修改了二氧化纳米粒子,FT-IR和TGA证实了这一点.
• 合成的纳米粒子在纳米尺寸范围内,但在溶液中聚合.
• 与功能化涂层相比,功能化涂层表现出显著更高的纳米级表面粗度和降低的水性.

结论:

• 实施的基于课程的研究经验有效地证明了纳米粒子的合成和功能化.
• 同冷凝和延迟冷凝是创建具有可调整表面性能的功能化纳米颗粒的可行方法.
• 功能化颗粒的增强的纳米级表面粗性和改变的湿透性对表面涂层和材料设计有影响.