以季銨鹽類gemini表面活性劑為模板劑的有序多孔二氧化硅的合成與表征.pdf

1、介孔材料由于其具有較高的比表面積、大的孔體積、規(guī)則有序的孔道和均一的孔徑，決定了它在催化工業(yè)、功能材料、藥物化學(xué)、環(huán)境保護(hù)與治理等各方面有著巨大的應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)效益。微孔沸石分子篩的研究歷史已久，但由于沸石分子篩的孔徑一般小于1.2nm，這限制了它在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，如較大分子的擇形催化等。因此孔徑介于微孔和介孔臨界區(qū)域的超微孔材料（孔徑在1-2nm之間）填補(bǔ)了微孔材料和介孔材料臨界區(qū)域的空白，其在擇形催化等工業(yè)應(yīng)用方面具有更優(yōu)越的性能。

2、Gemini表面活性劑比相應(yīng)的單體表面活性劑有著更優(yōu)越的性能，如：更高的表面活性，更低的臨界膠束濃度(cmc)，更好的潤濕能力，在水溶液中形成的聚集體形態(tài)更加豐富多樣等。Gemini表面活性劑的這些特點，決定了它在作為模板劑合成有序介孔材料方面有著潛在的應(yīng)用價值。
　　 本文以一系列連接基團(tuán)不同的季銨鹽陽離子型gemini表面活性劑(C14H29(CH3)2N+-(CH2)S-N+(CH3)2C14H29·2Br-,C14-S-

3、14,S=4,6,8,10)為模板劑，在溫和的水熱條件下，合成出了有序多孔二氧化硅。合成所得到的材料經(jīng)過小角X射線衍射、高分辨透射電子顯微鏡和氮氣吸附/脫附等方法進(jìn)行紋多種表征。通過分析測試結(jié)果可得到以下結(jié)論：⑴所合成的多孔材料具有有序的二維六方結(jié)構(gòu)，歸屬于2D-P6mm空間群。⑵模板劑gemini表面活性劑連接基團(tuán)亞甲基鏈(S)的長短對所得材料的結(jié)構(gòu)和孔徑有著明顯的影響。當(dāng)S=2時，所得材料為pm(-3)n立方結(jié)構(gòu)（本課題組以前的工作

4、）。當(dāng)S=4-10時，隨著連接基團(tuán)的增長，所得材料的孔徑明顯縮小。當(dāng)S=4時，材料的孔徑為2.5nm左右，當(dāng)S=6，8時，所得材料孔徑為2.2-2.3nm，均為為介孔材料；當(dāng)S=10時，所得材料的孔徑減小至1.8-1.9nm，從介孔范圍縮小到了超微孔范圍。⑶通過αs-plot方法分析氮氣吸附/脫附等溫線結(jié)果可知，所得的材料中均存在兩種孔，分別是骨架孔（即介孔或超微孔）和組織孔（粒子堆積形成的孔），而且介孔或超微孔占主要比例。⑷為了比較g