超細二氧化硅的表面改性與多孔結構材料的制備.pdf

1、本研究主要是從回收利用超細二氧化硅廢料顆粒的角度出發(fā)，對其表面進行有目的改性，由于選用的改性劑擁有疏水性鏈段，則改性后的二氧化硅顆?？芍苯佑米鳌邦愱栯x子表面活性劑”，進而將改性后的超細二氧化硅顆粒用作合成多孔結構材料的硅源。一方面改變了多孔結構材料合成過程中硅源選擇的傳統(tǒng)思路，同時也增強了無機硅源與有機表面活性劑之間的雜化自組裝結合能力，為多孔結構材料的形成創(chuàng)造更好的條件。 首先以通信光纖生產(chǎn)中產(chǎn)生的超細二氧化硅顆粒廢料為原料，

2、經(jīng)水純化處理后，用硅烷類偶聯(lián)劑對其表面進行了化學改性，運用傅立葉紅外光譜(FTIR)和熱重分析(TGA)進行表征。結果表明，改性后的超細二氧化硅顆粒表面的硅羥基吸收峰明顯減小且增加了其它的基團峰，熱失重增加，這說明硅羥基與硅烷類偶聯(lián)劑間發(fā)生了化學鍵合；動態(tài)激光光散射(DLS)和掃描電子顯微鏡(SEM)測定發(fā)現(xiàn)，改性后的超細二氧化硅顆粒粒徑減小、顆粒分散性明顯改善，在電鏡照片中無明顯的大團聚體，表明超細二氧化硅顆粒表面鍵合了疏水性有機分子

3、鏈，疏水性增強，達到了改性目的。然后，利用介孔材料合成方法考察多孔結構材料的合成路線，以改性后的超細二氧化硅為硅源、表面活性劑CTAB為模板劑、水作溶劑媒介，進行了孔結構材料的合成研究。通過FTIR、X-射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、氮吸附-脫附等溫線對產(chǎn)物的結構與性能進行了表征。結果表明，BET表面積為5.0194m2/g、Langmuir表面積為6.5364m2/g；孔面積為0.7042m2/g、外表面積為4.387

4、2m2/g；吸附平均孔徑為51.6nm，脫附孔徑為50.2nm;結合XRD的測定結果表明，孔材料的骨架達到理想狀態(tài)，形成了一定取向的晶相結構。并且考查了多孔結構材料的形貌與孔結構材料合成時的晶化溫度之間的聯(lián)系。SEM觀察發(fā)現(xiàn)高溫晶化過程形成的孔結構材料為規(guī)則球形顆粒，而隨著晶化溫度的降低，孔結構材料的顆粒形貌也隨之變化，常溫晶化形成的為棒狀或其它不規(guī)則形狀。 多孔結構材料的孔道表面可進行物理吸附或新的化學修飾，它本身又具有許多獨