Stber法制备二氧化硅薄膜反应动力学  

Reaction kinetics for preparation of silica film with Stber method

作　　者：商孟莹 蒋晓东[3] 刘淼[3] 罗炫[3] 唐永建[3] 曹林洪[1,2] 

机构地区：[1]西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,四川绵阳621010 [2]西南科技大学极端条件物质特性实验室,四川绵阳621010 [3]中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900

出　　处：《强激光与粒子束》2013年第4期898-902,共5页High Power Laser and Particle Beams

基　　金：国家自然科学基金项目(60908023);中国工程物理研究院科技发展基金项目(2010B0401055)

摘　　要：通过研究正硅酸乙酯(TEOS)水解的反应动力学,推导出Stber法制备二氧化硅溶胶体系中反应时间与TEOS转化率关系的动力学公式。分析确定了合适的转化率,进而用于计算二氧化硅溶胶的理论最佳反应时间。同时,以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶凝胶法在氨水催化作用下制备了不同配比的二氧化硅溶胶,考察了氨和水的浓度对反应时间的影响,结果表明,两者浓度增大可以有效减少反应时间。通过成膜性检测确定制备过程中的最佳反应时间,并与理论计算得到的最佳反应时间进行比较,结果表明,两者一致,误差控制在5%以内,说明该动力学公式具有很好的适用性。A new formula was proposed to investigate the relationship between reaction time and tetraethylorthosilicate （TEOS） conversion rate for preparation of silica sol with St^sber method, by studying the reaction kinetics of TEOS hydrolytic process. An appropriate conversion rate was then determined and used to calculate the theoretical optimal reaction time. Mean- while, silica sols were prepared by sol-gel process using TEOS as precursor and ammonia as catalyst. It was found that the reac- tion time decreases with an increasing amount of ammonia and water. The values of experimental optimal reaction time were ob- tained, and agree with the theoretical results （the errors are within 5 %）, which shows good applicability of our formula.

关 键 词：溶胶-凝胶 反应动力学 单分散二氧化硅 转化率 反应时间 

分 类 号：O484.5[理学—固体物理] TB34[理学—物理]