介孔二氧化硅SBA-15的形貌控制合成.pdf

1、介孔氧化硅材料是一種新穎的納米結(jié)構(gòu)材料,由于其在催化、分離、納米技術(shù)、傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景,而成為材料研究領(lǐng)域的一大熱點。介孔材料的有效應用不僅與其內(nèi)在的結(jié)構(gòu)相關(guān),更與其宏觀形態(tài)、微觀形貌密切聯(lián)系。因此,介孔材料的形貌研究是其研究領(lǐng)域的一大熱點。與MCM-41相比,SBA-15具有良好的水熱穩(wěn)定性,顯著的大孔徑和部分連通主介孔孔道的微孔,在當前有序介孔材料研究領(lǐng)域里引起了廣泛重視。本論文基于有機/無機自組裝體系,通過探索合適的

2、合成方法,制備了幾種具有特定形貌的介孔二氧化硅SBA-15,并且利用氮氣吸附,掃描電鏡(SEM),透射電鏡(TEM)等表征技術(shù),研究了合成的介孔二氧化硅SBA-15的介觀結(jié)構(gòu)和宏觀形貌。 本文系統(tǒng)的研究了制備介孔二氧化硅SBA-15的經(jīng)典的合成體系:P123/HCl/H2O/TEOS,通過改變反應條件,包括改變硅源,酸度,溫度,攪拌條件等,或者加入金屬離子,共表面活性劑等,來制備并考察了產(chǎn)品的形貌和結(jié)構(gòu)。其中,我們制得了：

3、 1)交叉片,它的介孔孔道垂直于片并且呈現(xiàn)規(guī)則的六方排列,孔徑分布很窄。產(chǎn)品呈交叉生長,有效地阻止了產(chǎn)品的堆積；其片狀形貌和垂直孔道,有利于物質(zhì)的傳輸。 2)空心片,介孔孔道平行于片排列,其生成機理類似于硬模板機理,其片狀結(jié)構(gòu)的硬模板(CTAB/Sn2+/P123)首先在反應體系中生成,進一步和硅源相互限制生長,得到空心片結(jié)構(gòu)； 3)項鏈狀產(chǎn)品,在攪拌速度為650 rpm時得到的,并且同一反應體系下不同攪拌速度下合成了

4、塔狀產(chǎn)品,靜止條件下,合成了小六方片結(jié)構(gòu)單元沿水平方向排列的大花片。 4)短棒,部分短棒呈現(xiàn)彎曲,應用合成短棒的反應體系,通過降低硅源量制備了纖維產(chǎn)品；通過加入正己醇或乙酸乙酯降低了界面彎曲能,制備了環(huán)形產(chǎn)品。 在介孔二氧化硅SBA-15的應用方面,我們嘗試了用它們作為硬模板來制備介孔碳材料,同一方法下,制得的交叉片和塔狀碳產(chǎn)品含有部分介孔孔道,項鏈狀碳產(chǎn)品只復制了其外形,呈空心結(jié)構(gòu)。我們還嘗試用制得的二氧化硅產(chǎn)品作為藥