有序介孔二氧化硅材料的制備與形成機(jī)理研究.pdf

1、有序介孔材料是指孔徑在2nm~50nm之間,孔道在空間排列有序的多孔材料,它的制備是以表面活性劑的自組裝體系為模板來完成的.與傳統(tǒng)的多孔材料相比,有序介孔材料具有如下特征:(1)具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu);(2)孔徑分布窄,且在1.3~30nm之間可以調(diào)節(jié);(3)表面積極大;(4)具有很好的熱穩(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性;(5)顆粒具有豐富多彩的外形.因此,有序介孔材料將在催化劑與催化劑載體、吸附與分離、環(huán)境保護(hù)、主客體化學(xué)、仿生和功能材料等領(lǐng)域得到廣泛

2、的應(yīng)用.本文以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)表面活性劑所形成的有序體為模板合成了介孔二氧化硅材料,利用小角X光衍射(SXRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和N<,2>氣體吸附等技術(shù),研究了助表面活性劑、無機(jī)鹽、溶劑等物質(zhì)對介孔二氧化硅的孔道結(jié)構(gòu)、表面積、孔徑分布、孔體積以及形貌的變化,得出了如下結(jié)論:在CTAB與硝酸形成的蠕蟲狀膠束體系中,當(dāng)硝酸根離子濃度低于0.0275mol/dm<'-3>,所得到的介孔材料為六方對稱結(jié)構(gòu);當(dāng)硝酸根離

3、子濃度大于0.0275mol/dm<'-3>,介孔材料發(fā)生從六方對稱結(jié)構(gòu)向?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;層狀結(jié)構(gòu)相隨硝酸根離子濃度的增加而增加.在由CTAB與硝酸形成的蠕蟲狀膠束體系中,研究了CTAB與正戊醇比例的變化對介孔材料形貌與孔道結(jié)構(gòu)的影響.在酸性條件下,正辛胺質(zhì)子化成陽離子表面活性劑與CTAB共同形成混合膠束,以此混合膠束為模板合成的介孔材料孔道結(jié)構(gòu)仍為六方對稱結(jié)構(gòu),孔道中心之間的距離隨CTAB與正辛胺比例的減小而減小.在CTAB、硝酸鈉和正

4、辛胺體系中,保持正辛胺量不變,所得到的樣品的吸附等溫線是第Ⅳ類等溫線,滯后環(huán)為面積很小的H1形,表面積與孔體積隨硝酸根離子濃度的增加而減小;保持硝酸根離子濃度不變,所得到的樣品的吸附等溫線也是第Ⅳ類等溫線,滯后環(huán)也是面積很小的H1形,表面積與孔體積隨正辛胺量的增加而減小.以正丙醇與CTAB混合表面活性劑為模板,合成出多種形態(tài)的介孔二氧化硅.以CTAB與CTAC混合表面活性劑膠束為模板,偏硅酸鈉為前驅(qū)體,通過水解乙酸乙酯控制體系pH值合成