开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
1992年Mobil公司的科学家们(Kresge等)[1,2]首次运用纳米结构自组装技术制备出具有均匀孔道、孔径可调的介孔SiO2(MCM-41等)材料。由于该类型材料具有高的比表面积和孔壁厚度,以及较高的热稳定性和水热稳定性,在吸附、分离、催化等方面具有广阔的应用前景[3~5],成果一经报道,在材料学界引起了广泛的关注,近年来已成为国际上跨学科的研究热点之一。
- 介孔二氧化硅合成方法
不同孔道结构的二氧化硅材料[6],合成方法也多种多样,但归纳起来,合成方法主要有两大途径,即采用表面活性剂(阳离子、阴离子或非离子型)为模板的途径和采用非表面活性剂(葡萄糖、麦芽糖等)为模板的另一新途径。
1.1 阳离子表面活性剂为模板的路线
在碱性介质中,采用阳离子表面活性剂作为模板,是最早研究的方法。例如,介孔二氧化硅材料“MCM-41”,它由正硅酸乙酯(TEOS)与长链季铵盐,即阴离子硅物种(I-)与阳离子表面活性剂(S )通过S I-静电作用超分子组装而成。
在酸性介质中[7],采用阳离子表面活性剂作为模板,同样能合成出介孔二氧化硅材料。由于酸性体系中(pHlt;2)可溶性硅酸分子以正电离子形式存在,因此带有相同类电荷的无机分子与有机分子的组合,则需要带相反电荷的离子在其中起桥梁作用。它们可能的自组装过程是S X-I ,这里S 是季铵盐表面活性剂,X-是CL 等卤素阴离子,I 是在强酸溶液中带正电荷的硅酸分子。
1.2阴离子和非离子表面活性剂为模板的路线
阴离子表面活性剂作为模板合成二氧化硅介孔结构材料的实例不是很多,因为可以与阳离子组合,因此一般多用于合成介孔金属氧化物,例如,Ulagappan[8]等采用阴离子表面活性剂AOT制得了六方孔道的介孔SnO2。
采用非离子表面活性剂作为模板剂的方法,由于模板剂与无机骨架之间作用力很弱,使用有机溶剂萃取就可以除去模板剂,并且很多非离子表面活性剂都具有低毒性的优点,所以目前该途径的合成研究较多。
1.3非表面活性剂有机化合物为模板的路线
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