兩親性嵌段共聚物導向下一維硅基介孔材料的合成與應用.pdf

1、縱觀介孔材料領域20余年的光輝發(fā)展歷史，人們已經成功制得具有各種形貌和組成的有序介觀結構材料。而作為一種典型的一維納米材料，氧化硅納米管材料近年來吸引了全世界科學家廣泛的研究興趣。由于氧化硅納米管材料所具有的獨特的物理化學性質，可以被應用于包括多相催化、藥物負載、限域合成、納米電子器件和環(huán)境監(jiān)測傳感器等領域，表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。
　　此前，氧化硅納米管材料大多是利用模板法來合成得到的，制備過程復雜且耗時;為數(shù)不多的幾例基于表面

2、活性劑的軟模板法所得到的氧化硅納米管材料的尺寸不均勻，難以實現(xiàn)對其直徑和長度的精確控制，限制了其在材料、生物等領域的大規(guī)模使用。
　　另一方面，兩嵌段共聚物導向下介孔材料的合成成為了近年來的一個研究熱點，而到目前為止，有關其導向合成一維管狀結構的報道相對較少。因此，探究兩嵌段共聚物導向下一維硅基納米材料的合成與應用，不僅具有重要的學術價值，而且對其進一步的規(guī)?；瘧糜兄鴱V泛的意義。
　　本論文基于此前報道的溶劑揮發(fā)誘導聚集組

3、裝法導向合成有序介孔氧化硅材料的實驗結果，設計了一種新穎的剪切力控制的組裝過程，得到了氧化硅納米管及其有序組裝體的材料。通過直接碳化處理制備態(tài)的氧化硅納米管/模板劑復合物，還可以進一步得到碳基納米管材料。此外，通過沉積-沉淀法，可以在氧化硅納米材料表面均勻負載上金納米顆粒，用所得復合材料作為異相催化劑催化苯乙烯環(huán)氧化，表現(xiàn)出了較高的轉化率和選擇性。這種剪切力控制的組裝方法也有望進一步拓展到其它溶膠凝膠反應體系，以期得到更多新穎的納米結構

4、材料。
　　本文的第二章，基于溶劑揮發(fā)誘導自組裝的方法，以具有大分子量的兩親性嵌段共聚物PEO-b-PS為模板，分別以實驗室合成的甲階酚醛樹脂(resol)和異丙醇鈦為碳源以及鈦源，我們合成得到了大孔徑的有序介孔碳材料和二氧化鈦材料。所得大孔徑有序介孔碳材料具有面心立方的介觀結構，較大的孔徑（約為23 nm）。所得大孔徑有序介孔二氧化鈦材料具有較大的孔徑（約為20 nm）以及穩(wěn)定的高度晶化的骨架結構（為銳鈦礦相二氧化鈦）。

5、　　本文的第三章，基于新近報道的溶劑揮發(fā)誘導聚集組裝的方法(EIAA)導向合成有序大孔介孔氧化硅的實驗結果，設計了一種新穎的剪切力控制的組裝過程，由此得到了均勻的氧化硅納米管（直徑40-50 nm，長度400-500 nm）及其有序排列堆積二維六方陣列結構材料。特別地，這種有序堆積陣列結構具有新穎的雙套孔，是理想的功能納米粒子的載體，有望在多相催化中發(fā)揮相應的作用。此外，系統(tǒng)考察了兩親性兩嵌段共聚物導向下一維硅基納米材料的控制合成。

6、r>　　本文的第四章，基于第三章中所得到的均勻的氧化硅納米管及其有序排列二維六方陣列結構材料，我們探索了這些硅基材料在模板合成以及功能納米復合物材料中的應用。采用直接濃硫酸碳化處理制備態(tài)的氧化硅納米管/嵌段共聚物復合物，在用氫氧化鈉溶液刻蝕除去氧化硅后，得到了碳基納米管材料。另外，我們在氧化硅納米管有序排列二維六方陣列結構材料表面沉積-沉淀負載均勻的單分散金納米顆粒。此外，基于此前的相關實驗結果，我們提出了氧化硅納米管及其有序排列二維六