论文总字数：21461字

摘 要

锑掺杂二氧化锡（ATO）纳米粉体是一种导电能力优良、可见光范围内透光率较高、热稳定性高、机械强度大的纳米材料。钨酸铯（Cs2O4W）粉体由于其对近红外吸收、可见光透过的特性，已被广泛应用于薄膜透明隔热、建筑玻璃隔热、汽车贴膜等行业之中。当前研究的重要方向之一是开发性能优异的新兴材料，实现纳米材料与基体聚合物树脂的结合，制备纳米粒子悬浮液并保持其稳定性。

本课题旨在开发一种适于工业化生产、简便易行的方法，来提高纳米粒子在增塑剂中的分散性，尝试采用了不同分散剂对纳米粒子表面进行修饰，先制备纳米粒子在甲苯中的悬浮液，再加入增塑剂制备纳米粒子浆。利用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见光谱手段对加入分散剂后的ATO、钨酸铯纳米粒子进行表征，分析悬浮液的分散效果，基本成功地制备了能稳定存在的ATO、钨酸铯纳米粒子浆，为今后进一步提高分散性的研究奠定了基础。

关键词：ATO、钨酸铯、纳米粒子、增塑剂、分散性、工业方法。

A STUDY ON THE METHOD OF IMPROVING THE DISPERSION OF ATO AND CESIUM TUNGSTEN OXCIDE NANOPARTICLES IN PLASTICIZIER

Abstract

ATO Nano powder is a Nano material with excellent electrical conductivity, high transmittance in visible light range, high thermal stability and high mechanical strength. Cs2O4W powder has been widely used in such industries as transparent film insulation, building insulation glass, automobile paster , due to its near infrared absorption and visible light transmission characteristics. One of the important directions of the current research is to develop a new material with excellent performance, to realize the combination of Nano materials and matrix polymer resin, in order to prepare the suspension and maintain its stability.

This paper aims at the development of a suitable for industrial production, simple and easy method, to improve the dispersion of nanoparticles in plasticizing agent, and try to use different dispersants to modify the surface of the nanoparticles. We first prepare nanoparticles dispersed in toluene solvent, then add plasticizer to prepare nanoparticles slurry. We use infrared (IR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and UV Vis spectroscopy to characterize modified ATO, cesium tungstate nanoparticles and analyze the dispersion effect, basically prepared ATO, cesium tungstate nanoparticles slurry with good stability, laying foundation for the further research of improving the dispersion.

KEY WORDS: ATO, Cs2O4W, nanoparticle, plasticizer, dispersion, suitable for industrial production

目录

第一章 绪论 - 1 -

1.1 引言 - 1 -

1.2 背景介绍 - 1 -

1.2.1 ATO与钨酸铯粉体简介 - 1 -

1.2.2 纳米粒子的团聚现象和分散理论 - 2 -

1.3 纳米粒子的表面改性方法 - 3 -

1.3.1 纳米粒子表面物理修饰 - 4 -

1.3.2 纳米粒子表面化学修饰 - 4 -

1.3.3 表面活性剂修饰法 - 5 -

1.3.4 其他修饰方法 - 6 -

1.5 研究意义 - 6 -

1.6 技术路线 - 7 -

第二章 实验部分 - 8 -

2.1 主要仪器及试剂 - 8 -

2.1.1 仪器设备 - 8 -

2.1.2 实验原料 - 8 -

2.2 实验方法 - 8 -

2.2.1 聚乙二醇（PEG）对ATO纳米粒子的表面修饰研究 - 8 -

2.2.2 司盘20对钨酸铯纳米粒子的表面修饰研究 - 8 -

2.2.3 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）K-30对ATO纳米粒子的表面修饰研究 - 8 -

2.2.4 BYK分散剂对ATO、钨酸铯纳米粒子的表面修饰研究 - 9 -

2.2.5 司盘20与BYK分散剂对钨酸铯纳米粒子表面修饰的研究 - 9 -

2.3 测试方法及原理 - 9 -

2.3.1 红外光谱表征 - 9 -

2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）表征 - 9 -

2.3.3紫外-可见光吸收光谱表征 - 9 -

第三章 不同分散剂对ATO、钨酸铯纳米悬浮液稳定性的影响 - 11 -

3.1 引言 - 11 -

3.2 聚乙二醇（PEG）对ATO纳米粒子的表面修饰 - 11 -

3.3 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对ATO纳米粒子的表面修饰 - 12 -

3.4 司盘20对钨酸铯纳米粒子的表面修饰 - 13 -

3.5 BYK分散剂对ATO纳米粒子的表面修饰 - 14 -

3.6 BYK分散剂对钨酸铯纳米粒子的表面修饰 - 14 -

3.7 红外谱图表征分析 - 15 -

3.8 紫外-可见光谱表征分析 - 16 -

第四章 结论与展望 - 19 -

4.1 实验结论 - 19 -

4.2 问题与展望 - 19 -

致谢 - 21 -

参考文献： - 22 -

第一章 绪论

1.1 引言

ATO（锑掺杂的二氧化锡）是一类新型导电粉，其导电性不受环境干湿度情况的影响，消除了了有机抗静电剂对环境的依赖性。作为导电材料，ATO在热塑性、耐磨性、安全性等优异特性上相比其余导电材料更加突出。被应用于光电显示器件、太阳能电池、液晶显示等方面。因此，如何制备ATO纳米悬浮液及保持其稳定性成为应用过程中研究重点。无论制备油性或水性的ATO液体分散液，其工艺方法都是在ATO粉体与水或油的混合过程中进行研磨、砂磨，而其中最重要的步骤就是要加分散剂。ATO水性和油性悬浮液的市场空间广阔，可以用于制备透明隔热涂料，这对扩宽ATO粉体用途有很大的促进作用。钨酸铯（Cs0.33WO3）粉体由于其对近红外吸收、可见光透过的特性较为突出，已被广泛应用于薄膜透明隔热、建筑玻璃隔热、汽车贴膜等行业之中。与ATO的分散相似，研究钨酸铯的分散手段同样具有重要的现实意义。

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