一种棒状纳米二氧化硅水溶胶的制备方法及应用

摘要

本发明公开一种棒状纳米二氧化硅水溶胶的制备方法及应用，将球状纳米二氧化硅水溶胶稀释至质量百分浓度3%-4%，加入硝酸镧或硝酸铽水溶液作为转晶催化剂，控制催化剂与二氧化硅摩尔比0.001-0.005:1，用氢氧化钠溶液调节球状二氧化硅水溶胶至pH8.0-8.5，在70-103℃下水热处理1-36h，得到质量百分浓度4.5%-5.5%，以La(OH)₃或Tb(OH)₃为晶核的碱性棒状纳米二氧化硅水溶胶，进一步用强酸性阳离子交换树脂处理，得到pH2.0-2.5的酸性棒状纳米二氧化硅水溶胶。将其提拉或辊涂在玻璃表面，膜面光滑致密平整，耐磨性和附着力强，干燥和钢化处理时膜层无开裂，具有良好的耐久性，可作为太阳电池减反射、自清洁或光转换功能涂料的基本组分。

主权项

一种棒状纳米二氧化硅水溶胶的制备方法，其特征在于包括以下制备过程：（1）将球状纳米二氧化硅水溶胶稀释至质量百分浓度3%‑4%，加入硝酸镧或硝酸铽水溶液作为转晶催化剂，控制催化剂与二氧化硅摩尔比0.001‑0.005:1，继续搅拌0.5‑2h，使La³⁺或Tb³⁺离子全部为球状纳米二氧化硅水溶胶粒子所吸附；（2）用质量百分浓度2%的氢氧化钠溶液调节球状纳米二氧化硅水溶胶至pH8.0‑8.5，使吸附的La³⁺或Tb³⁺离子原位水解生成表面带正电荷的棒状La(OH)₃或Tb(OH)₃纳米粒子；（3）将吸附棒状La(OH)₃或Tb(OH)₃纳米粒子的球状纳米二氧化硅水溶胶在70‑103℃下水热处理1‑36h，同时蒸发浓缩水溶胶，带正电荷的棒状La(OH)₃或Tb(OH)₃纳米粒子吸引体系中的球状纳米二氧化硅粒子在其上聚集和结晶，得到质量百分浓度4.5%‑5.5%，以棒状La(OH)₃或Tb(OH)₃纳米粒子为晶核的pH8.0‑8.5的碱性棒状纳米二氧化硅水溶胶；（4）碱性棒状纳米二氧化硅水溶胶通过强酸性阳离子交换树脂柱脱除钠离子，再加入质量百分浓度0.001%‑0.01%的水杨酸作为酸度稳定剂和防霉剂，得到pH1.8‑2.5的酸性棒状纳米二氧化硅水溶胶，棒状纳米粒子直径20‑30nm，棒状纳米粒子长度40‑100nm，常温下可稳定贮存12个月。