介孔有機無機納米復合顆粒的合成及結構研究.pdf

1、近年來，介孔有機-無機納米復合材料的制備和詳細的結構研究已經(jīng)成為材料科學的一個新的研究熱點并引起了科學和工業(yè)界的廣泛關注。其中有機物與介孔二氧化硅復合形成介孔有機物-二氧化硅納米復合體系成為材料科學家十分關注的對象。介孔二氧化硅通常具有比表面積大、孔徑均一、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，將其與有機物小分子或聚合物復合在一起得到的復合物將有可能同時發(fā)揮有機物和介孔二氧化硅的雙重優(yōu)勢，這種具有雙重功能的納米復合物會被將廣泛的應用于生產(chǎn)與生活的許多領域。因

2、此，研究介孔有機-二氧化硅納米復合材料的制備方法及其結構具有重要意義。
　　介孔有機-二氧化硅納米復合材料可以用于與人們生產(chǎn)和生活息息相關的許多領域，如如熱量存儲材料領域，新能源電極材料領域，蛋白質分離材料領域，污染物的吸附材料領域等等。材料的結構可以影響其性能，進而決定其應用范圍。因而，通過仔細地設計并合成出具有不同結構的介孔有機-二氧化硅納米復合材料將使其同時具有多種功能而滿足不同的應用需求。
　　在本文中，采用溶膠-凝

3、膠法合成了介孔硬脂酸-二氧化硅納米復合材料、介孔聚丙烯-二氧化硅納米復合顆粒和介孔聚碳酸酯-二氧化硅納米復合微球等三種有機-二氧化硅納米復合材料，并通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、紅外光譜分析（IR）、熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱儀（DSC）、廣角X射線衍射（WAXS）、小角X射線散射（SAXS）、納米粒度分析儀（NTA）、紫外光譜分析（UV）、靜態(tài)物理吸附儀等對這三種介孔有機物—二氧化硅介孔復合材料進行了

4、詳細的結構表征。
　　（1）硬脂酸-二氧化硅介孔復合相變材料的合成與結構研究
　　相變儲能材料的開發(fā)和使用在環(huán)保領域中得到了廣泛的關注。硬脂酸是一種廣泛使用的有機固-液相變材料，它具有良好的良好的相變性能。然而，在單獨使用硬脂酸作為相變儲能材料，在發(fā)生固-液相轉變時經(jīng)常發(fā)生硬脂酸泄露的情況，因而會影響其使用范圍。硬脂酸本身較低的機械強度也決定了其不能作為一種有效的儲能材料而單獨使用。為解決這兩種問題，在本文中設計合成了硬脂酸

5、-二氧化硅介孔復合相變材料。二氧化硅同時具有較好的機械強度和優(yōu)異的導熱性，這就使得復合相變可以同時具備較好的機械和相變性能。在本文中，采用無油溶劑溶膠凝膠法首次合成了硬脂酸-F127-二氧化硅三元復合相變材料，并利用掃描電子顯微鏡，紅外光譜，廣角X射線，熱重分析儀和差示掃描量熱儀對復合物的形貌，成分，熱和相變性能進行了表征并對結果進行了分析。這種三元相變材料具有較好的相變和機械性能，因而有望作為一種優(yōu)異的相變儲能材料而得到廣泛的應用。<

6、br>　?。?）聚丙烯-二氧化硅介孔復合顆粒的制備與結構研究
　　通過仔細的設計并合成出具有特殊結構的有機-二氧化硅復合材料將使得其具有多種功能而應用于不同的領域。在本文中以聚丙烯熔融乳液作模板，以正硅酸乙酯作為無機前驅體，通過溶膠-凝膠法首次合成了具有互穿結構的聚丙烯-二氧化硅納米復合顆粒，并利用掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紅外光譜儀，熱重分析儀，氮氣物理靜態(tài)吸附儀等對復合顆粒進行了詳細的結構分析。這種復合顆粒具有有機-無機

7、全互穿結構，因而可以提高二氧化硅的韌性和機械穩(wěn)定性，這就使得其可以作為一種新型的電極材料而在鋰電池的開發(fā)與應用中得到廣泛的應用。同時，因為有機-無機全互穿結構的存在，在復合顆粒中存在均勻分布的親水-疏水區(qū)域，這些親水-疏水點位可以與蛋白質中的親水-疏水點位進行相互配合而產(chǎn)生較強的吸附分離作用，因此可以作為一種有效的蛋白質分離材料而得到廣泛應用。
　?。?）聚碳酸酯-二氧化硅介孔復合微球的制備與結構研究
　　具有多功能的吸附材

8、料在環(huán)保領域中受到了廣泛的關注。在目前使用的吸附材料中，大多數(shù)只具有單一的吸附功能，如僅能吸附有機污染物或有害氣體。因此，通過設計并合成出具有多功能的吸附材料具有重要的科學和現(xiàn)實應用意義。這種新型的多功能吸附材料不僅可以有效的吸附有機污染物還可以去除對人體有害的放射性氣體。在本文中通過溶膠凝膠法在酸性條件下首次合成了具有互穿結構的雙酚A型聚碳酸酯-二氧化硅介孔復合微球，并利用掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紅外光譜儀，熱重分析儀，氮氣物