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介孔二氧化硅的制备及机理的原位热化学研究

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毕业论文范文题目:介孔二氧化硅的制备及机理的原位热化学研究,论文范文关键词:介孔二氧化硅的制备及机理的原位热化学研究
介孔二氧化硅的制备及机理的原位热化学研究毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】:有序介孔材料是指孔径在2nm-50nm之间(通常指1.5nm-50nm),孔道在空间排列有序的多孔材料,它的制备是以表面活性剂的自组装体系为模板来完成的。介孔材料因具有大而均一的孔道、高比表面积及相对良好的稳定性而在许多领域,如催化剂与催化剂载体、吸附与分离、环境保护、主客体化学、仿生和其它功能材料领域得到广泛应用。介孔材料的合成反应过程是很复杂的,对介孔材料的制备中所涉及到的有关机理研究较少,对其解释的还不够全面和深入。本论文在文献调研的基础上,采用热化学的方法对其进行原位研究,根据实验所得的p-t曲线制备中间产物,并对(文章此处忽略..)其进行了小角X-射线衍射(SXRD)、扫面电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附等技术表征,探讨SiO_2介孔材料的形成机理。同时,在实验室原有的研究基础上,利用探索的最佳实验条件,在开展新的合成体系与合成路线方面作了尝试。即利用PAM和CTAB以及β-CD和DTAB、TTAB自组装形成的超分子模板合成了介孔材料。主要工作如下:1.用PAM和CTAB组成的超分子为模板,在65℃下,水浴4h的条件下制备介孔二氧化硅。发现加入少量PAM,样品的有序性变好,孔道中心之间的距离a_0增加。棒状颗粒随PAM浓度增加长度和直径都变小。当P(此处忽略..)AM浓度增加至一定浓度时,出现团聚现象。2.分别用DTAB、TTAB和β-CD组成的超分子结构为模板,65℃下,水浴4h的条件下制备介孔二氧化硅材料。结合师姐研究结果研究不同长度的烷基链和β-CD的包和情况,得出了如下结论:DTAB能与β-CD形成1:1的包合物;而TTAB与β-CD能形成1:1和1:2两种包合物。且β-CD的加入有利于生成球形颗粒,但是浓度过大时,样品变得无规则。3.介孔材料的合成是分步进行的,不同的反应过程能量差别较大,随时间的增加,样品的形貌变化不大,但是比表面积,壁厚,孔径有相应的变化。根据p-t曲线及(此处忽略..)中间产物的SXRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和TG结果的分析,我们认为介孔二氧化硅的合成过程不能用统一的机理来简单概括,不同的反应体系中由于具体的反应条件不同,反应的机理也不尽相同。但是在介孔材料的形成过程中至少包含2个过程,一是表面活性剂与加入的无机离子自组装过程,无机离子和有机表面活性剂之间的主要相互作用力为静电作用。二是硅酸盐的进一步水解和缩合。在界面区域硅酸盐阴离子聚合改变了无机层的电荷密度,使表面活性剂之间的相互作用大小发生变化,该变化有可能导致新的液相的产生。但是新液相的产生不是必然的,它(略..)受无机层的电荷密度,无机物种和有机表面活性剂之间的电荷匹配的控制。主要创新之处:利用微量量热法原位跟踪合成过程,测定反应过程的热量变化,绘制相应的功率-时间曲线(p-t曲线)。根据曲线上能量变化的转折点,确定材料制备过程中反应体系的变化情况。并根据p-t曲线的变化,制备中间产物,对其进行了表征。探讨SiO_2介孔材料的生成机理。这种方法的特点就是可以在不影响反应体系的前提下,原位跟踪合成过程,测量反应过程中的能量变化,确定反应机理。


以上为本篇毕业论文范文介孔二氧化硅的制备及机理的原位热化学研究的介绍部分。
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