手性空心棒状介孔纳米二氧化硅的制备

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1、手性/空心棒状介孔纳米二氧化硅的制备Preparationofchiral/hollowrod-likemesoporoussilicananoparticles学科专业：化学工程作者姓名：路平超指导教师：杨志民教授龚俊波教授天津大学化工学院二零一五年十二月摘要微纳米级别的介孔二氧化硅纳米粒具有比表面积大、孔容高、形貌和粒径可控等独特优点，因而备受关注，并被广泛应用在催化、药物传递等领域。本文首先合成了具有不同长径比的棒状手性介孔二氧化硅，并对其形成机理进行了研究，然后使用介孔二氧化硅作为模板，开发出一种棒状空心介孔二氧化硅制备方法。本论文主要包括两大部分：第一部分，在使用非手性表

2、面活性剂作为模板，不添加任何添加剂的情况下，合成了长径比可调控的手性MCM-41型介孔二氧化硅纳米棒。并对不同合成条件对最终产品的影响进行了研究，确定了影响最终产品形貌的因素，为合成满足应用需要的产品指明了方向。通过在线红外、TEM等检测手段的使用，对手性介孔二氧化硅的形成过程进行了观测，提出了手性介孔二氧化硅的形成机理。第二部分，开发了一种改进的自模板法，首先使用表面活性剂合成不同形状的介孔二氧化硅，在外部包覆一层不含有表面活性剂的实心硅，然后在实心硅外层载包覆一层保护性的聚乙烯吡咯烷酮（PVP），最后进行选择性刻蚀，制备出空心硅纳米囊。通过调节过程参数以及原料配比等因素，可以得

3、到不同形貌（短棒，长棒，蚕豆状等）的产品。得到的产品具有密度小、存储空间大、易修饰等优点，在催化、缓释、生物工程等领域具有潜在的应用价值。以上研究内容国内外尚未见文献报道。关键词：介孔二氧化硅，手性硅，纳米囊，自模板法IABSTRACTMicro-ornano-scaledmesoporoussilicananoparticles(SiO2)possesssomeuniqueadvantages,suchashighsurfacearea,largeporevolume,controllableporesizeandmorphology,whichmakesitahotresear

4、chtopicandwidelyusedinapplicationslikecatalystanddrugdelevery.Inthisstudy,chiralmesoporoussilicananoparticleswithvariousaspectratiowereprepared.Thenrod-likehollowmesoporoussilicananoparticlesweresynthesizedcreativelyusingmesoporoussilicananoparticlesastemplates.Thisdissertationincludestwomainp

5、arts:Inthefirstpart,ChiralMCM-41mesoporoussilicananorodswithtunableaspectratiowereproducedbyusingachiraltemplatewithoutauxiliaryadditives.Theinfluenceofdifferentsynthesisconditionsonthefinalproductwasstudied,whichdeterminedthefactorsthataffectthefinalproductmorphologyandpointedoutthedirectionf

6、orthesynthesisofproductstomeettheneedsofapplications.ThroughtheuseofonlineIR,TEMandotherdetectionmeans,theformationprocessofchiralmesoporoussilicawereobserved,basedonwhichtheformationmechanismofchiralmesoporoussilicawasputforward.Inthesecondpart,ashape-controlledsynthesisofhollowsilicananocaps

7、ules(HSNCs)hasbeenachievedbyanimprovedself-templatingmethod.First,mesoporoussilicatemplateswithdifferentshapesweresynthesizedbyusingsurfactant,thensurfactantfreeformationofsolidsilicashellswasconductedoutsideofthemesoporoussilicawithPVP