納米硼酸鹽模板導(dǎo)向合成、結(jié)構(gòu)及機(jī)理研究.pdf

1、硼酸鹽材料在增強(qiáng)材料、潤(rùn)滑油、光致發(fā)光材料和阻燃劑等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用。因此，對(duì)硼酸鹽材料制備方法的研究越來(lái)越受到重視，特別是低維和特殊形貌的納米硼酸鹽的制備。模板法由于其獨(dú)特的優(yōu)越性，在材料的制備過(guò)程中發(fā)揮中重要的作用。
　　 本文選用不同的模板劑，采用模板結(jié)構(gòu)導(dǎo)向法，制備了三種不同形貌（納米棒、介孔微球、層狀物）的硼酸鹽材料。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.以仲丁醇鋁和硼酸為原料，分別以CTAB和葡萄糖為模板劑，采

2、用溶膠-凝膠法合成了直徑為15～20 nm，長(zhǎng)度為300～400nm的Al4B2O9納米棒。研究了Al/B比，模板劑、焙燒溫度等因素的影響。通過(guò)XRD、SEM、TEM、TG-DTA等表征結(jié)果，探討了Al4B2O9納米棒的形成機(jī)理：在CTAB反應(yīng)體系中，CTAB形成棒狀膠束，引導(dǎo)產(chǎn)物順著納米棒的方向生長(zhǎng)。而葡萄糖作為模板劑時(shí)，與硼酸反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)格，起到固定硼原子的作用，高溫過(guò)程中，B2O3作為自催化劑和納米棒的晶種與Al2O3反應(yīng)生成A

3、l4B2O9納米棒。
　　 2.以SDS為模板劑，硝酸鎂和硼砂為原料，采用化學(xué)沉淀法制備了介孔硼酸鎂微球。利用SEM、TEM和N2的吸附-脫附等溫線等對(duì)樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，N2的吸附-脫附等溫線呈現(xiàn)第Ⅳ型吸附曲線，孔徑為10～50 nm，比表面積和孔體積分別為53.03㎡/g和0.37 m3/g。根據(jù)表征結(jié)果提出了介孔硼酸鎂微球的形成機(jī)理：SDS在水溶液體系中通過(guò)表面活性劑自組裝形成帶負(fù)電荷的水包油型球狀膠束，吸附Mg（N

4、O3）2溶液中的Mg2+離子，致使Na2B4O7溶液中的硼酸根離子順著膠束表面周邊與Mg2+反應(yīng)，通過(guò)焙燒，除去模板劑后，得到介孔微球材料。
　　 3.以油酸為修飾劑，采用低溫水熱法制備了層狀硼酸鎂復(fù)合物。利用XRD、SEM、N2吸附等表征技術(shù)對(duì)樣品的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸、形貌等進(jìn)行分析，結(jié)果表明該層狀化合物的層間距為6 nm，有孔狀結(jié)構(gòu)，且平均孔徑為22.4 nm，比表面積為50.31㎡/g，孔容為0.275 m3/g。結(jié)合紅外