Sol-gel法制備金屬摻雜的多孔硅、鋁氧化物復(fù)合材料.pdf

1、介孔SiO2材料比表面積較大、孔道大小均勻、孔徑可在2nm至50nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)等特性，使其在分離提純、生物材料、催化、環(huán)境、能源、新型組裝材料（或作為納米反應(yīng)器制備具有特殊光、電、磁等性能的新型納米材料等）等領(lǐng)域具有多種潛在的用途，尤其是在生物醫(yī)學(xué)方面如蛋白質(zhì)固定分離、生物芯片、生物傳感器、藥物的包埋和控釋等具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文以高分子化合物為模板劑，采用了溶膠凝膠法(Sol-gel)和溶膠凝膠-水熱法合成介孔

2、SiO2及其金屬氧化物摻雜介孔SiO2復(fù)合材料，詳細(xì)研究了高分子模板、摻雜金屬、煅燒溫度等反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，初步探討了其在吸附去除有機(jī)染料方面的應(yīng)用，論文工作包括以下幾部分：
　　 第一章運(yùn)用高分子化合物聚乙二醇(PEG)作為模板劑，利用Sol-gel法合成出了介孔SiO2以及金屬氧化物摻雜的復(fù)合材料，主要考察了制備過程中PEG分子量長(zhǎng)度、PEG質(zhì)量、金屬摻雜量、煅燒溫度等條件對(duì)材料孔結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：可根

3、據(jù)PEG的分子量、濃度及鏈的長(zhǎng)短進(jìn)行調(diào)節(jié)介孔材料的介相結(jié)構(gòu)，一般來講PEG分子量對(duì)復(fù)合材料的孔結(jié)構(gòu)影響不大，材料的SABETa、Vtot數(shù)值隨著PEG質(zhì)量的增加而增加；SiO2中由于金屬氧化物的摻雜使得復(fù)合材料的比表面積孔容和孔徑減小，可能是氧化物占據(jù)了孔道，形成了Si-O-M化學(xué)鍵，從而提高了材料的熱穩(wěn)定和水熱穩(wěn)定性；另外考察了煅燒溫度的影響，溫度過低有機(jī)物去除不完全，溫度過高可能使得硅骨架坍塌，實(shí)驗(yàn)證明550℃是最佳煅燒溫度。

4、>　　 第二章使用Sol-gel法直接合成了CuO/SiO2復(fù)合材料，采用X射線衍射(XRD)，N2等溫吸附-脫附法，傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)，高分辨透射電鏡(HRTEM)等手段對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明過渡金屬的摻雜引入基本沒有改變SiO2的骨架，一部分金屬離子進(jìn)入到SiO2骨架中形成了M-O-Si鍵，形成的CuO晶相小顆粒占據(jù)了部分孔道，使得材料的比表面積有所下降。
　　 第三章通過溶膠凝膠-水熱法制備了銅

5、的氧化物復(fù)合材料，并研究了對(duì)有機(jī)染料亞甲基藍(lán)的吸附作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CuO/SiO2多孔復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)有良好的吸附效果，在吸附劑(Cs-600-6-15-NaOH-11-12h-140)用量是0.015g，體系pH=9，攪拌時(shí)間為2h的條件下，對(duì)亞甲基藍(lán)的去除率高達(dá)97.17％。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以PEG為模板，通過溶膠凝膠法可以方便地制備出介孔二氧化硅及其金屬摻雜的復(fù)合材料，通過PEG分子量、添加質(zhì)量等反應(yīng)條件可以調(diào)節(jié)