介孔二氧化硅的改性及其調(diào)濕性能的研究.pdf

1、濕度和人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)，對(duì)人體舒適度、產(chǎn)品生產(chǎn)過程與質(zhì)量以及物品保存等都有重要意義。環(huán)境濕度的波動(dòng)會(huì)對(duì)文物、藥品、高端珠寶等造成嚴(yán)重的破壞。特別是像紡織品文物這樣的有機(jī)質(zhì)文物，對(duì)濕度的變化更為敏感。過去對(duì)調(diào)濕材料的研究主要著眼于材料的調(diào)濕速率和濕容量上，目標(biāo)是制備出調(diào)濕速率快，濕容量大的高效調(diào)濕材料。課題組經(jīng)過幾年的研究，制備了包括調(diào)濕紙板、調(diào)濕球等8種不同成分的不同類型的高效調(diào)濕材料。但隨著對(duì)調(diào)濕材料的應(yīng)用研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)相

2、比于調(diào)濕速率和濕容量，保證調(diào)試性能的穩(wěn)定性才是至關(guān)重要的。因此，本課題旨在保證調(diào)濕材料具有相對(duì)較優(yōu)的調(diào)濕速率和濕容量的前提下，制備出一種具有穩(wěn)定調(diào)濕性能的材料。
　　本課題根據(jù)紡織品文物存放環(huán)境的特殊要求，通過對(duì)介孔二氧化硅金屬離子摻雜和擴(kuò)孔等改性，測(cè)試其調(diào)濕性能，得到一種最適宜紡織品文物保護(hù)館藏應(yīng)用的調(diào)濕材料，得出孔道結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)濕性能的關(guān)系。本課題在常規(guī)調(diào)濕性能測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，測(cè)試不同吸濕率情況下的平衡濕度，通過分析兩者的關(guān)系，

3、得出了不同材料的調(diào)控濕度精確度，以期更全面地對(duì)材料調(diào)濕性能進(jìn)行評(píng)估。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）選用三嵌段共聚物P123作為模板劑在酸性介質(zhì)下制備的SBA-15，是具有排布規(guī)整的六邊形孔道結(jié)構(gòu)的介孔材料，平均孔徑6.03nm，具有較高比表面積和孔容，目標(biāo)濕度為59.7％，符合紡織品文物存放環(huán)境濕度范圍40％-60％，但略高于最佳濕度50％的要求。通過一步法和后處理法對(duì)其進(jìn)行金屬摻雜改性，研究發(fā)現(xiàn)只有一步法Si/Al=10和后處理

4、法Si/Al=50的兩種樣品目標(biāo)濕度存在細(xì)微下降，因此，金屬改性對(duì)材料目標(biāo)濕度的影響較小，通過金屬改性大幅度降低目標(biāo)濕度的方法無法實(shí)現(xiàn)。
　?。?）選用離子型表面活性劑 CTAB在堿性介質(zhì)中制備 MCM-41，堿性介質(zhì)、溫度的選擇以及模板劑和硅源的用量都會(huì)對(duì)其表面形貌、介孔的有序性、粒徑大小和分散性產(chǎn)生影響。加入輔助劑TMB對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔改性，得到一系列不同孔徑的MCM-41，幾種樣品的氮?dú)馕?脫附等溫線都屬于LangmuirⅣ型

5、。隨著輔助劑用量的增加，孔徑逐步增大，孔徑分布先變窄后變寬，晶胞參數(shù)和衍射強(qiáng)度均呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)。
　?。?）選用離子型表面活性劑CTAB在堿性介質(zhì)中制備MCM-41，當(dāng)[TMB]/[CTAB]=2.5和[TMB]/[CTAB]=5，孔徑分別是3.64nm和4.01nm，目標(biāo)濕度分別是49.3％和50.1％，且調(diào)濕精確度較高，最符合紡織品文物濕度范圍要求，這主要和其孔徑大小和孔徑分布情況有關(guān)。
　　本文制備的調(diào)濕