TiO<sub> 2</subएक मुलायम रसायन शास्त्र विधि द्वारा संश्लेषित Superhydrophobic और उच्च आईआर चिंतनशील गुण के साथ> लिपटे खोखले कांच microspheres
Summary
This manuscript proposes a soft-chemistry method to synthesize superhydrophobic, TiO2-coated hollow glass microspheres (HGM) with high IR-reflective properties.
Abstract
यह पांडुलिपि superhydrophobic और अत्यधिक आईआर चिंतनशील खोखले कांच microspheres (HGM) विकसित करने के लिए एक नरम-रसायन शास्त्र विधि का प्रस्ताव। Anatase TiO 2 और एक superhydrophobic एजेंट एक ही चरण में HGM सतह पर लेपित किया गया। TBT और PFOTES ती स्रोत और superhydrophobic एजेंट, क्रमशः के रूप में चयन किया गया था। वे दोनों HGM पर लेपित किया गया, और जलतापीय प्रक्रिया के बाद, TBT 2 Tio anatase की ओर रुख किया। इस तरह, एक PFOTES / 2 Tio लिपटे HGM (MCHGM) तैयार किया गया था। तुलना के लिए, PFOTES एकल लेपित HGM (एफ SCHGM) और 2 Tio एकल लेपित HGM (Ti-SCHGM) के रूप में अच्छी तरह से संश्लेषित किया गया। PFOTES और TiO HGM सतह पर 2 कोटिंग्स एक्सरे विवर्तन (XRD), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM), और ऊर्जा की फैलाव डिटेक्टर (ईडीएस) चरित्र चित्रण के माध्यम से प्रदर्शन किया गया था। MCHGM एक उच्च संपर्क कोण (153 °), लेकिन एक कम रपट कोण (16 डिग्री) एफ SCHGM से पता चला है, 141.2 के संपर्क कोण के साथ6; और एक 67 डिग्री के कोण रपट। इसके अलावा, दोनों ती-SCHGM और MCHGM समान आईआर परावर्तन मूल्यों, जो 5.8% के मूल HGM और एफ SCHGM की तुलना में अधिक थे प्रदर्शन किया। इसके अलावा, PFOTES कोटिंग मुश्किल से तापीय चालकता बदल दिया है। इसलिए, एफ SCHGM, 0.0479 डब्ल्यू / (एम · कश्मीर) का एक तापीय चालकता के साथ, काफी मूल HGM, जो .0475 डब्ल्यू / (एम · कश्मीर) था की तरह था। MCHGM और ती-SCHGM भी समान थे। उनके तापीय चालकता मूल्यों 0.0543 डब्ल्यू / (एम · कश्मीर) और 0.0543 डब्ल्यू / (एम · कश्मीर), क्रमशः थे। 2 Tio कोटिंग थोड़ा तापीय चालकता वृद्धि हुई है, लेकिन परावर्तन में वृद्धि के साथ, कुल मिलाकर गर्मी इन्सुलेशन संपत्ति बढ़ाया गया था। अंत में, के बाद से आईआर दर्शाती संपत्ति HGM कोटिंग द्वारा प्रदान की जाती है, अगर कोटिंग फाउल है, परावर्तन कम हो जाती है। इसलिए, superhydrophobic कोटिंग के साथ, सतह दूषण से सुरक्षित है, और अपने जीवनकाल भी लंबी होती है।
Introduction
खोखले कांच microspheres (HGM) अकार्बनिक 10 से 100 सुक्ष्ममापी के लिए आकार में लेकर माल रहे हैं। वे इस तरह के उत्कृष्ट फैलाव, उच्च प्रवाह क्षमता, कम घनत्व, और बेहतरीन तापीय रोधन गुण 1, 2, 3, 4 के रूप में कई उपयोगी सुविधाओं, प्रदर्शन। उनके खोखले संरचना के कारण, HGM एक अत्यंत कम तापीय चालकता 10, 11 है। इन कारणों के लिए, वे कई क्षेत्रों में लागू होते हैं, एयरोस्पेस इंजीनियरिंग 5, गहरे समुद्र में अन्वेषण 6, 7, हाइड्रोजन भंडारण 8, 9, आदि हालांकि, वे अभी भी इतनी कम शक्ति के रूप में कुछ नुकसान, का प्रदर्शन भी शामिल है। इसके अलावा, आईआर प्रकाश HGM के माध्यम से संचारित और पीछे विषय गर्म करने के लिए सक्षम है। की वजहई, HGM पर सतह संशोधन विकिरणवाला थर्मल हस्तांतरण को कम करने के लिए आवश्यक हैं। एक कारगर तरीका कोट करने के लिए HGM सतह पर एक आईआर अवरुद्ध सामग्री है। एक अर्धचालक के रूप में, 2 Tio इस तरह के फोटो-कटैलिसीस 12, 13, सौर सेल विकास, सेंसर निर्माण 14, पर्यावरण अनुप्रयोगों 15, और ऊर्जा भंडारण 16 के रूप में कई क्षेत्रों में इस्तेमाल किया गया है। इसके अलावा, यह भी दृश्य प्रकाश और अवरक्त बैंड 17, 18, 19 में कम उत्सर्जन को दर्शाता है। इसलिए, हमारी प्रयोजनों के लिए, 2 Tio एक विवेकपूर्ण चयन इसकी अपेक्षाकृत कम कीमत और उच्च प्रदर्शन के कारण था।
हालांकि, कोटिंग काफी आसान प्रदूषण को खराब कर करने के लिए है, जो गंभीरता से TiO 2 परावर्तन को प्रभावित करता है। परावर्तन धीरे-धीरे कम करनी होगी। इसलिए, एक selच-सफाई कोटिंग दूषण से कोटिंग को रोकने के लिए और इस तरह के एक कोटिंग के कार्य समय को लम्बा करने के लिए आवश्यक है।
इस पांडुलिपि में, एक नरम-रसायन शास्त्र विधि superhydrophobic 2 Tio लेपित HGM विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। Tetrabutyl titanate (TBT) और 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) ती स्रोत और superhydrophobic एजेंट, क्रमशः के रूप में चयन किया गया था। वे हाइड्रोलाइज्ड और HGM सतह पर जमा किया गया था। फिर, जलतापीय प्रक्रिया के बाद, anatase TiO 2 HGM सतह पर गठन, और superhydrophobic गुण बने रहे। तुलना के लिए, PFOTES एकल लेपित HGM (एफ SCHGM) और 2 Tio एकल लेपित HGM (Ti-SCHGM) के रूप में अच्छी तरह से संश्लेषित किया गया। संश्लेषण योजना चित्र 1 में दिखाया गया है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पांडुलिपि में, प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम जलतापीय प्रक्रिया है। यह 2 Tio के गठन, अंतिम परावर्तन, और superhydrophobicity प्रभावित करती है। तापमान नियंत्रण और प्रतिक्रिया समय भी काफी महत्वपूर्ण हैं। प्रतिक्?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
काम इस पत्र में वर्णित सीआईआई-एच / Polyu नवोन्मेष कोष से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया। इसके अलावा समर्थन शेन्ज़ेन मयूर योजना (KQTD2015071616442225) और चीनी सरकार "हजार टैलेंट" कार्यक्रम (Y62HB31601) द्वारा प्रदान किया गया। इसके अलावा, एप्लाइड जीवविज्ञान विभाग और हांगकांग पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी के रासायनिक प्रौद्योगिकी और सतत शहरी विकास के लिए हांगकांग पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी रिसर्च इंस्टीट्यूट (RISUD) से मदद की सराहना की है।
Materials
| 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% |
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