以CTAB-SDS體系為模板合成有序介孔二氧化硅的研究.pdf

1、介孔材料是一種特殊的納米材料，自誕生之日起就受到國際化學、材料及物理學界的高度重視，并迅速發(fā)展成為跨學科的研究熱點之一。盡管介孔材料目前尚未獲得大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，但它所具有的孔道大小均一、排列有序、孔徑可在2～50nm之間連續(xù)調(diào)節(jié)等特點，使其在催化、吸附和分離等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用意義。本文首先致力于正負離子表面活性劑CTAB/SDS體系液晶相的研究，探索了不同濃度下液晶相的形成條件及穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，在極低的表面活性劑濃度下(質(zhì)量分數(shù)

2、為0.7％)體系也能夠形成液晶。隨著表面活性劑總濃度的提高，C區(qū)(CTAB占多數(shù)的相區(qū))形成液晶的能力越來越強，相區(qū)有所擴大且向右移，耐溫穩(wěn)定性也進一步加強。此外還發(fā)現(xiàn)了雙水相的存在，并解釋了可能的形成原因。
　　本文對以CTAB/SDS體系為模板合成介孔二氧化硅的各個條件進行了詳細探索。研究發(fā)現(xiàn)本文所合成的介孔二氧化硅具有一定的有序性，且經(jīng)過焙燒之后孔壁上依然含有一定量的硅羥基，這有利于材料進一步的功能化修飾。在CTAB/SDS

3、體系的低濃度C區(qū)和高濃度C區(qū)所合成的介孔二氧化硅的孔徑相差不大（一般在6～9nm之間），但比表面積卻有很大差別。對于低濃度C區(qū)，在堿性條件下更有利于有序介孔二氧化硅的形成，且比表面積也更大;而對于高濃度C區(qū)則相反，在中性條件下更有利于有序介孔二氧化硅的形成，增加反應(yīng)的pH值只能使得孔壁加厚，比表面積更小。這是由于在不同表面活性劑濃度下，TEOS的水解縮合機理不同所造成的。另外，在低濃度C區(qū)和高濃度C區(qū)還分別得到了蠕蟲狀和囊泡狀的介孔二氧

4、化硅。當CTAB/SDS體系的總濃度為0.10mol/L時，得到了最大比表面積的介孔二氧化硅。且當加入TMB時，材料的孔徑明顯變大，而比表面積則有所下降。這是由CTAB/SDS形成的有序組合體（或膠束）對TMB的增溶作用導(dǎo)致的。研究介孔材料的最終目的是為了應(yīng)用。最后本文考察了自制的介孔二氧化硅對亞甲基藍和甲基紫兩種有機染料的吸附作用，詳細分析了染料的初始濃度、介孔二氧化硅的用量及種類、吸附時間等因素對吸附效果的影響，并探索了可能的吸附機

5、理，研究了相對應(yīng)的動力學吸附方程。研究發(fā)現(xiàn)，隨著初始濃度的增加，吸附量增大但吸附率降低;隨著二氧化硅用量的增加，吸附量降低，但吸附率增大;隨著吸附時間的延長，吸附率和吸附量都增大。介孔二氧化硅對亞甲基藍和甲基紫的最大飽和吸附量都在20mg/g左右，且當初始濃度小于40mg/L時，吸附率在90％以上，由此可見，本文自制的介孔二氧化硅在處理染料廢水方面有一定的實際應(yīng)用價值。本文的研究認為，介孔二氧化硅對有機染料的吸附等溫線與Langmuir