以十二烷基三甲基溴化铵为模板制备高度有序的介孔二氧化硅材料
2020-07-15边慧敏李若楠李玉平韩培德
硅酸盐通报 2020年6期
关键词:结构
边慧敏,李若楠,张 凯,李玉平,韩培德
(太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024)
0 引 言
1992年,Kresge等[1]制备出MCM-41型介孔分子筛,由于其高比表面积、大孔容、孔径均一可调等性质,使其在催化[2]、吸附[3]、分离[4]、药物运输[5]以及传感器[6]等领域有广泛的应用。介孔分子筛孔径的大小可通过调节表面活性剂的链长进行调变[7],即通过长碳链表面活性剂结合扩孔剂可制备较大孔径的介孔分子筛[8],以短碳链表面活性剂为模板可制得较小孔径的介孔分子筛。但由于短碳链表面活性剂表面活性较差,难以形成规整有序的胶束[9],制备的介孔分子筛孔道往往呈现无序的蠕虫状[10-11],故很难制得高度有序的小孔径介孔分子筛(~2 nm)。而孔径较小的有序介孔材料在催化、分离、传感和光学等领域均具有很重要的应用价值[12-13],因而制备高度有序的小孔径介孔材料显得尤为必要。目前相关的研究利用辅助表面活性剂丁醇与短链阳离子表面活性剂协同作用[14],以及使用短链阳离子-短链阴离子混合表面活性剂[15]均可提高制备出的孔道结构的有序性,也有使用有较高表面活性的短链模板剂如松香基表面活性剂[16]、Gemini表面活性剂[17]来制备孔径较小且有序的二氧化硅材料,但这些方法制备的孔结构有序性仍需进一步改善。
本文以十二烷基三甲基溴化铵为模板剂,探讨不同硅源、碱源以及pH值对介孔材料结构的影响。通过小角度X射线衍射、傅里叶红外光谱、氮气吸附-脱附、场发射扫描电子显微镜以及高分辨透射电子显微镜等对材料进行表征,表明制得了较小孔径且具有高度有序六方结构的介孔分子筛。……
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