碳硅烷類硅源制備有機(jī)雜化中孔有序SiO-,2-的研究.pdf

1、中孔材料作為一類新型材料引起了研究者的廣泛關(guān)注。中孔二氧化硅具有許多獨(dú)特的性質(zhì)并在催化，分離，主客體分子識(shí)別，光電材料，生物材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)中孔二氧化硅的改性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其表面性質(zhì)(內(nèi)表面及外表面)的調(diào)控，還可以增強(qiáng)其水解穩(wěn)定性，從而拓寬其應(yīng)用范圍。共水解的方法可以通過(guò)對(duì)硅源物質(zhì)結(jié)構(gòu)的控制來(lái)改變材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)的靈活設(shè)計(jì)，還可以引入活性潛在反應(yīng)位點(diǎn)，為中孔材料進(jìn)一步的功能化研究奠定基礎(chǔ)。 本文首先以TE

2、OS為硅源，分別以CTAB和E0<,20>-POT<,70>-EO<,20>嵌段共聚物為模板劑，水解制備了得到比表面積為1120m<'2>有序中孔二氧化硅，并用N<,2>吸附，XRD和HTEM對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明這種中孔材料具有高比表面積，均一的孔徑分布和規(guī)整有序的孔道排布。 論文還研究了以甲基三乙氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷自身及其分別與TEOS混合物三為硅源，使用CTAB

3、和EO,20>-PO<,70>-EO<,20>兩種模板，水解制備含甲基、端乙烯基和端γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基的有機(jī)基團(tuán)雜化中孔二氧化硅的有關(guān)規(guī)律，并用N<,2>吸附一脫附，XRD和FT-IR對(duì)所得材料進(jìn)行了表征。研究表明CTAB是這類硅源的良好模板，通過(guò)共水解的方法，可以將有機(jī)官能團(tuán)引入材料內(nèi)部，但隨硅源中有機(jī)紐份含量的增加，樣品的有序度下降，孔徑分布均一度降低，其中以甲基三乙氧基硅烷和TEOS(3：1)為硅源制備得到了比表面積高達(dá)

4、1272m<'2>的多孔材料，但孔的有序度很低。 通過(guò)交替進(jìn)行烯丙基化和硅氫加成反應(yīng)合成了第0代(G<,0>)到第3代(G<,3>)新型以二苯基為核以及以苯基為核的G<,0>和以甲基為核G<,0>的端烯丙基碳硅烷樹(shù)枝狀化合物，并對(duì)其外圍進(jìn)行了乙氧基功能化研究。論文首次研究了該類碳硅烷型樹(shù)枝狀化合物硅源在模板表面的組裝、水解制備中孔有序雜化材料的有關(guān)規(guī)律，并制各得到幾種新型有機(jī)一無(wú)機(jī)雜化中孔二氧化硅，并利用N<,2>吸附-脫附，X

5、RD，F(xiàn)T-IR和HTEM等手段對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究表明，由于二苯基的存在，純的二苯基的樹(shù)枝狀化合物很難在模板表面有序組裝,試驗(yàn)未能得到目標(biāo)產(chǎn)物，但采用甲基及苯基為核的G<,o>代樹(shù)枝狀化合物與TEOS為硅源成功制備得到了5種新型有序中孔雜化SiO<,2>。該項(xiàng)研究將樹(shù)枝狀化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)、功能特點(diǎn)與中孔二氧化硅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)融合起來(lái)，在提高材料有機(jī)含量的同時(shí)，保持了中孔材料高的有序度。利用新型硅源特別是烷氧基功能化的樹(shù)枝狀化合物硅源