[发明专利]一种石英纤维表面改性方法

权利要求书

1.一种石英纤维表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)二氧化硅小球的制备

将氨水、水和乙醇在反应器中混合，至于恒温加热磁力搅拌器中常温25℃搅拌10min，然后缓慢滴入正硅酸乙酯，其中正硅酸乙酯摩尔浓度0.01-0.06mol/L，氨水摩尔浓度0.1-0.4mol/L，去离子水浓度0.5-1.0mol/L，然后密闭搅拌至反应完成，其中反应时间240-480min，搅拌速度200-1000r/min，静置陈化3-6h，离心，最后将SiO₂沉淀洗涤至中性，于室温-100℃下干燥即得到不同粒径100-600nm的单分散SiO₂小球；

(2)石英纤维的表面处理

①烧蚀

将石英纤维置于马弗炉内进行热处理，在300-500℃下进行烧烛，此时再恒温30分钟，然后在空气中自然冷却至室温；

②浸溶

将烧蚀过并冷却的样品浸泡于甲苯、丙酮、THF或混酸中的一种，浸泡时间为4-12h，作用是充分除去石英纤维表面的有机浸润剂，浸泡之后置于烘箱中烘干，烘箱温度范围为室温-100℃，烘干后取出，在空气中自然冷却至室温；其中混酸为盐酸和硫酸的混合物；

(3)在石英纤维上涂覆表面带正电荷的金属氧化物薄膜

室温下，将经过表面处理的石英纤维浸泡在铝溶胶、氢氧化铁溶胶、氧化铜溶胶、氧化亚铜溶胶、二氧化锡溶胶、氧化锌溶胶、氧化镐溶胶、氧化钇溶胶、二氧化钛溶胶或贵金属Pd、Rh、Ag、Au、Pt溶胶中的一种或几种的混合物中8-24h，室温-100℃下干燥；

(4)二氧化硅粒子在石英纤维表面的自组装

将步骤(3)经过表面处理的石英纤维浸入到体积分数为0.50％-5％的步骤1制备的二氧化硅胶体颗粒的悬浊液中，二氧化硅颗粒悬浊液的pH为9-14，而后置于水浴锅中加热，温度为40-80℃，使溶剂乙醇挥发，二氧化硅小球可在石英纤维表面自组装为单层膜，单层膜的厚度100nm-600nm。

2.按照权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤(4)二氧化硅胶体颗粒的悬浊液的溶剂为无水乙醇、水或丙酮中的一种。

3.按照权利要求1的制备方法，其特征在于，重复步骤(3)和(4)，二氧化硅小球在石英纤维表面自组装为单层膜多层组装膜。

4.按照权利要求1的制备方法，其特征在于，铝溶胶的制备：将去离子水在反应容器中加热至80-85℃，按水与异丙醇铝的摩尔比为200-100分批加入研细的异丙醇铝，水解反应1.5-2h，再升高温度至90-95℃，敞开搅拌1h，蒸去理论量70-90％的醇，得到白色勃姆石沉淀，补充损失的水分后，加入硝酸或盐酸，PH控制在3.0-4.1之间，回流陈化12-24h，制得稳定透明的铝溶胶。