سنتز و آماده سازي نانو پوش شهاي آب گريز سيليكا به روش سل-ژل- غوطه وري

Synthesis and preparation of hydrophobic silica nano-coatings through sol-gel-dipping method

اين مقاله روشي جديد جهت تهيه نانو پوشش سيليكا آب گريز بر روي سطوح شيشه اي در دماي اتاق، با استفاده از تترامتوكسي سيلان (TMOS) به عنوان پيش ماده و اكتا دسيل تري كلرو سيلان(OTS)به عنوان عامل اصلاح كننده سطح به روش غوطه وري را توصيف ميكند. با تغيير نسبت موليOTS/TMOS،ويژگي آب گريزي سطح متناسب با پوشش دهي، تغيير ميكند. بهترين عملكرد پوششي با استفاده از واكنشگرهايNH3،OTS،TMOS،MeOHبا نسبت مولي به ترتيب 8 : 1/4: 1: 14/8به دست آمد. زاويه تماس آب با سطح شيشه آب گريز شده با استفاده از اين مواد در حدود 132 درجه تعيين شد. اندازه ذرات نانوپوشش مذكور به روش اندازه گيري DLS در حدود 2تا 29نانومتر تخمين زده شد. نتيجه هاي تجربي نشان دادند كه نانوپوشش هاي سيليكاي آب گريز، ويژگي آب گريزي خود را تا دماي 200 حفظ كرده، اما در دماهاي بالاتر از آن به تدريج اين ويژگي را از دست مي دهند. افزون بر اندازه گيري زاويه تماس و توزيع اندازه ذرات، نانو پوش ش هاي تهيه شده بادستگاه هاي UV-Vis ، FT-IRوTEMنيز مورد بررسي و شناسايي قرار گرفتند. به كارگيري TMOS وOTS در كنار يكديگر براي تهيه نانو پوشش آبگريز و دست يابي به زاويه تماس 132 درجه قطره آب با سطح شيشه، نواوري اين كار پژوهشي است.

In this paper, a new method is described for the preparation of hydrophobic silica nano-coating on glass surfaces at room temperature, by applying tetrametoxysilane (TMOS) as a precursor and octadecyletrichlorosilane (OTS) as a surface modifier through a dipping method. By changing the mole ratio of OTS/TMOS, the efficiency of surface hydrophobicity modifies with coating. The best coating performance was obtained for NH3, OTS, TMOS, and MeOH with mole ratio of 8: 1.4: 1: 14.8, respectively. The water contact angle by of the hydrophobic glass surface reaches to 132 degree. Nano coating particle sizes is estimated to 2-29 nm by the DLS method. Experimental results show that hydrophobic silica film retains its hydrophobicity up to 200 °C, but at higher temperatures loses this property. Besides determination of contact angle and particle size distribution, prepared nanoparticles are characterized by UV-Vis, FT-IR and TEM methods. Applying both TMOS and OTS and achieving water contact angle of 132 degree for modified glass surfaces are the novelties of this work.