介孔材料及有机无机复合二氧化硅微球制备和表征

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1、Y1041844⑧申请同济大学理学硕士学位论文介孔材料及有机无机复合二氧化硅微球的制备与表征(本论文得到同济大学理科基金项目(1380219043)的资助)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：理学院化学系化学物理化学刘辉郝志显副教授二oo七年三月摘要微球与介孔材料是当今材料制备中的研究热点，随着纳米材料科学的快速发展，各种新型的纳米材料不断涌现，而纳米材料在工业中的应用也越来越显著。作为纳米材料的重要组成微球与介孔材料的制备也就越来越受到重视。本文采用新的合成方法合成了有机一无机复合微球材料，采用多种模板法制备了各种

2、介孔材料，用扫描电镜(SEV0、傅立叶变换红外光谱∞．IR)和差热分析(DTA)等方法对所得材料进行了表征。以甲醛与尿素作为单体在正硅酸乙酯水解所得的氧化硅溶胶中进行聚合反应制得了有机一无机二氧化硅复合微球。实验发现通过改变反应原料比和反应条件可以改变所得微球的精细结构，在尿素和甲醛的摩尔比等于2时制得的微球具有核壳结构的微观特征，在尿素和甲醛的摩尔比等于1时制得的微球具有多孔网络结构的特征，并且在这个条件下减少原料中有机物成分的量会使得微球的精细结构有向核壳结构改变的趋势，根据实验表征结果对各种精细结构不同的微球的合成机理进行

3、推测。用酸性条件下正硅酸乙酯的水解和尿素、乙二醛聚合反应同时一步原位进行的方法合成了二氧化硅复合粉体和凝胶块体材料。实验发现在尿素和乙二醛的摩尔比小于1时反应体系才会产生白色粉体沉淀，而在尿素和乙二醛的摩尔比大于1时改变反应性单体尿素和乙二醛醛以及正硅酸乙酯等的初始浓度可对氧化硅块体材料的孔径大小进行有效的调节。根据实验表征结果推测介孔材料的形成机理。以水合金属为前驱体，通过乙醇介质中环氧丙烷的开环反应促使形成了块状金属氧化物凝胶。凝胶在常压下干燥并于700"C焙烧后得到介孔金属氧化物材料。根据表征结果对环氧丙烷参与的溶胶凝胶金

4、属氧化物的合成机理进行了探讨。以硅溶胶为硅源，以乙二醇为软模板剂，成功合成了具有较大平均孔径，孔分布均匀的二氧化硅介孔材料，通过改变煅烧过程提高了介孔材料的比表面积并研究了乙二醇造孔过程。关键词：溶胶凝胶法，模板法，有机一无机复合二氧化硅微球，介孔材料AbstractABSTRACTNowadaysmicrosphcreandmesoporousmaterialsarethehot—pointoftheresearchofmaterialpreparation．Asthefastimprovementofnano—materia

5、lscience，numerousnewllano—materialissynthesizedandusedinmodemindustrygreatly．Microsphereandmesoporous，astheimportantpartofllano-materials，arealsoreceivesmoreandmoreattention．Inthispaper,anewsynthesiswayisusedtopreparetheorganic-inorganiccompositemicrosphereandvarious

6、mesoporousmaterialsaresynthesizedbytemplatemethod．ThematerialswerecharacterizedbyBET,TEM，FTIRandDTA．Thecompositesilicamicrospherewasobtainedthroughthepolymerizationofureaandformaldehydeoccurredinthesilicasolthatpreparedfromthehydrolyzationoftetraethylorthosilicate．Th

7、roughthetest，itisfoundthatthemicro-structureOfthemicrospherecallbechangedbyvariesthemolarratioofthereactantandreactcondition．Themicrospheresynthesizedasthemolarratioofformaldehydetonreaistwohasacore·shellstructureinit'smicro-structure，andoneofthemolarratioofformaldeh

8、ydetourgaisonehasanetworkstructure．Andinthelattercondition，themicro-structureofthemicrosphereischangedfromthenetworkstructuretocore