以CTAB-SDS體系為模板合成有序介孔二氧化硅的研究.pdf

1、介孔材料是一種特殊的納米材料，自誕生之日起就受到國(guó)際化學(xué)、材料及物理學(xué)界的高度重視，并迅速發(fā)展成為跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。盡管介孔材料目前尚未獲得大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，但它所具有的孔道大小均一、排列有序、孔徑可在2～50nm之間連續(xù)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，使其在催化、吸附和分離等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用意義。本文首先致力于正負(fù)離子表面活性劑CTAB/SDS體系液晶相的研究，探索了不同濃度下液晶相的形成條件及穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，在極低的表面活性劑濃度下(質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2、為0.7％)體系也能夠形成液晶。隨著表面活性劑總濃度的提高，C區(qū)(CTAB占多數(shù)的相區(qū))形成液晶的能力越來(lái)越強(qiáng)，相區(qū)有所擴(kuò)大且向右移，耐溫穩(wěn)定性也進(jìn)一步加強(qiáng)。此外還發(fā)現(xiàn)了雙水相的存在，并解釋了可能的形成原因。
　　本文對(duì)以CTAB/SDS體系為模板合成介孔二氧化硅的各個(gè)條件進(jìn)行了詳細(xì)探索。研究發(fā)現(xiàn)本文所合成的介孔二氧化硅具有一定的有序性，且經(jīng)過(guò)焙燒之后孔壁上依然含有一定量的硅羥基，這有利于材料進(jìn)一步的功能化修飾。在CTAB/SDS

3、體系的低濃度C區(qū)和高濃度C區(qū)所合成的介孔二氧化硅的孔徑相差不大（一般在6～9nm之間），但比表面積卻有很大差別。對(duì)于低濃度C區(qū)，在堿性條件下更有利于有序介孔二氧化硅的形成，且比表面積也更大;而對(duì)于高濃度C區(qū)則相反，在中性條件下更有利于有序介孔二氧化硅的形成，增加反應(yīng)的pH值只能使得孔壁加厚，比表面積更小。這是由于在不同表面活性劑濃度下，TEOS的水解縮合機(jī)理不同所造成的。另外，在低濃度C區(qū)和高濃度C區(qū)還分別得到了蠕蟲狀和囊泡狀的介孔二氧

4、化硅。當(dāng)CTAB/SDS體系的總濃度為0.10mol/L時(shí)，得到了最大比表面積的介孔二氧化硅。且當(dāng)加入TMB時(shí)，材料的孔徑明顯變大，而比表面積則有所下降。這是由CTAB/SDS形成的有序組合體（或膠束）對(duì)TMB的增溶作用導(dǎo)致的。研究介孔材料的最終目的是為了應(yīng)用。最后本文考察了自制的介孔二氧化硅對(duì)亞甲基藍(lán)和甲基紫兩種有機(jī)染料的吸附作用，詳細(xì)分析了染料的初始濃度、介孔二氧化硅的用量及種類、吸附時(shí)間等因素對(duì)吸附效果的影響，并探索了可能的吸附機(jī)

5、理，研究了相對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)吸附方程。研究發(fā)現(xiàn)，隨著初始濃度的增加，吸附量增大但吸附率降低;隨著二氧化硅用量的增加，吸附量降低，但吸附率增大;隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，吸附率和吸附量都增大。介孔二氧化硅對(duì)亞甲基藍(lán)和甲基紫的最大飽和吸附量都在20mg/g左右，且當(dāng)初始濃度小于40mg/L時(shí)，吸附率在90％以上，由此可見(jiàn)，本文自制的介孔二氧化硅在處理染料廢水方面有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文的研究認(rèn)為，介孔二氧化硅對(duì)有機(jī)染料的吸附等溫線與Langmuir