介孔二氧化硅及其組裝體的制備與表征.pdf

1、介孔二氧化硅材料具有很高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，可以承受較高的溫度，特別是由有機表面活性劑制備的介孔二氧化硅，顆粒分布均勻，具有極高的比表面積和壁厚，同時還具有在納米范圍內(nèi)規(guī)則排列且可調(diào)節(jié)的孔道結(jié)構(gòu)，由于它的這些優(yōu)勢使其在催化、吸附、離子交換、分離等方面以及光、電、磁等領(lǐng)域有著很廣闊的應(yīng)用前景。ZnO是一種寬帶隙，高激發(fā)能的半導(dǎo)體氧化物，尤其是納米氧化鋅粒子，由于其粒徑小、比表面積大而具有表面和界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)，

2、與普通塊體 ZnO 相比，具有獨特的壓電現(xiàn)象、更高的電導(dǎo)率、光催化作用和滅菌的作用，以及屏蔽紫外線、紅外線和電磁波的能力。因此，近年來關(guān)于它的制備及研究已經(jīng)成為納米研究領(lǐng)域的熱門課題。 本文以綜合性能優(yōu)良的介孔氧化硅為載體，用具有特異功能的氧化鋅納米粒子為客體材料在其孔道內(nèi)部進行負載，制備了納米ZnO/介孔SiO<,2>組裝體，并對該組裝體的光催化性能作了一些初步研究。 首先以不同的表面活性劑(陽離子表面活性劑：十六烷基

3、三甲基溴化銨，非離子表面活性劑：十六胺、F127、L64、PEG)為模板劑和分散劑，在不同的條件下，制備了一系列的介孔二氧化硅，并對其用一些現(xiàn)代的物理化學(xué)技術(shù)(XRD，SEM，TEM，BET，IR等)進行了表征。實驗中重點研究了不同的模板劑和助劑，正硅酸乙酯的滴加速度和濃度對實驗結(jié)果的影響。結(jié)果表明在堿性的環(huán)境下，以適當(dāng)?shù)乃鸵掖紴槿軇?，用十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，聚乙二醇為助劑，并控制正硅酸乙酯的滴加速度，可以制備得到形貌良好(球

4、狀)、比表面積高(1148m<,2>·g<'-1>)、孔體積大(0．68m<'3>·g<'-1>)，介孔有序性好的介孔二氧化硅。 其次，選用了具有特殊光學(xué)、電學(xué)、光催化性能的納米ZnO粒子對介孔二氧化硅進行了裝載。實驗采用不同的 ZnO 的前驅(qū)體在介孔二氧化硅上進行酸堿中和、高溫分解等化學(xué)反應(yīng)，制備了納米ZnO/介孔SiO<,2>的組裝體。所制備的組裝體用 XRD、TEM、BET、IR、TG 等進行了表征。結(jié)果表明在用的醋酸鋅溶