介孔有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合顆粒的合成及結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、近年來，介孔有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料的制備和詳細(xì)的結(jié)構(gòu)研究已經(jīng)成為材料科學(xué)的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)并引起了科學(xué)和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。其中有機(jī)物與介孔二氧化硅復(fù)合形成介孔有機(jī)物-二氧化硅納米復(fù)合體系成為材料科學(xué)家十分關(guān)注的對象。介孔二氧化硅通常具有比表面積大、孔徑均一、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，將其與有機(jī)物小分子或聚合物復(fù)合在一起得到的復(fù)合物將有可能同時(shí)發(fā)揮有機(jī)物和介孔二氧化硅的雙重優(yōu)勢，這種具有雙重功能的納米復(fù)合物會(huì)被將廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)與生活的許多領(lǐng)域。因

2、此，研究介孔有機(jī)-二氧化硅納米復(fù)合材料的制備方法及其結(jié)構(gòu)具有重要意義。
　　介孔有機(jī)-二氧化硅納米復(fù)合材料可以用于與人們生產(chǎn)和生活息息相關(guān)的許多領(lǐng)域，如如熱量存儲(chǔ)材料領(lǐng)域，新能源電極材料領(lǐng)域，蛋白質(zhì)分離材料領(lǐng)域，污染物的吸附材料領(lǐng)域等等。材料的結(jié)構(gòu)可以影響其性能，進(jìn)而決定其應(yīng)用范圍。因而，通過仔細(xì)地設(shè)計(jì)并合成出具有不同結(jié)構(gòu)的介孔有機(jī)-二氧化硅納米復(fù)合材料將使其同時(shí)具有多種功能而滿足不同的應(yīng)用需求。
　　在本文中，采用溶膠-凝

3、膠法合成了介孔硬脂酸-二氧化硅納米復(fù)合材料、介孔聚丙烯-二氧化硅納米復(fù)合顆粒和介孔聚碳酸酯-二氧化硅納米復(fù)合微球等三種有機(jī)-二氧化硅納米復(fù)合材料，并通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、紅外光譜分析（IR）、熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱儀（DSC）、廣角X射線衍射（WAXS）、小角X射線散射（SAXS）、納米粒度分析儀（NTA）、紫外光譜分析（UV）、靜態(tài)物理吸附儀等對這三種介孔有機(jī)物—二氧化硅介孔復(fù)合材料進(jìn)行了

4、詳細(xì)的結(jié)構(gòu)表征。
　　（1）硬脂酸-二氧化硅介孔復(fù)合相變材料的合成與結(jié)構(gòu)研究
　　相變儲(chǔ)能材料的開發(fā)和使用在環(huán)保領(lǐng)域中得到了廣泛的關(guān)注。硬脂酸是一種廣泛使用的有機(jī)固-液相變材料，它具有良好的良好的相變性能。然而，在單獨(dú)使用硬脂酸作為相變儲(chǔ)能材料，在發(fā)生固-液相轉(zhuǎn)變時(shí)經(jīng)常發(fā)生硬脂酸泄露的情況，因而會(huì)影響其使用范圍。硬脂酸本身較低的機(jī)械強(qiáng)度也決定了其不能作為一種有效的儲(chǔ)能材料而單獨(dú)使用。為解決這兩種問題，在本文中設(shè)計(jì)合成了硬脂酸

5、-二氧化硅介孔復(fù)合相變材料。二氧化硅同時(shí)具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異的導(dǎo)熱性，這就使得復(fù)合相變可以同時(shí)具備較好的機(jī)械和相變性能。在本文中，采用無油溶劑溶膠凝膠法首次合成了硬脂酸-F127-二氧化硅三元復(fù)合相變材料，并利用掃描電子顯微鏡，紅外光譜，廣角X射線，熱重分析儀和差示掃描量熱儀對復(fù)合物的形貌，成分，熱和相變性能進(jìn)行了表征并對結(jié)果進(jìn)行了分析。這種三元相變材料具有較好的相變和機(jī)械性能，因而有望作為一種優(yōu)異的相變儲(chǔ)能材料而得到廣泛的應(yīng)用。<

6、br>　?。?）聚丙烯-二氧化硅介孔復(fù)合顆粒的制備與結(jié)構(gòu)研究
　　通過仔細(xì)的設(shè)計(jì)并合成出具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)-二氧化硅復(fù)合材料將使得其具有多種功能而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。在本文中以聚丙烯熔融乳液作模板，以正硅酸乙酯作為無機(jī)前驅(qū)體，通過溶膠-凝膠法首次合成了具有互穿結(jié)構(gòu)的聚丙烯-二氧化硅納米復(fù)合顆粒，并利用掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紅外光譜儀，熱重分析儀，氮?dú)馕锢盱o態(tài)吸附儀等對復(fù)合顆粒進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析。這種復(fù)合顆粒具有有機(jī)-無機(jī)

7、全互穿結(jié)構(gòu)，因而可以提高二氧化硅的韌性和機(jī)械穩(wěn)定性，這就使得其可以作為一種新型的電極材料而在鋰電池的開發(fā)與應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，因?yàn)橛袡C(jī)-無機(jī)全互穿結(jié)構(gòu)的存在，在復(fù)合顆粒中存在均勻分布的親水-疏水區(qū)域，這些親水-疏水點(diǎn)位可以與蛋白質(zhì)中的親水-疏水點(diǎn)位進(jìn)行相互配合而產(chǎn)生較強(qiáng)的吸附分離作用，因此可以作為一種有效的蛋白質(zhì)分離材料而得到廣泛應(yīng)用。
　?。?）聚碳酸酯-二氧化硅介孔復(fù)合微球的制備與結(jié)構(gòu)研究
　　具有多功能的吸附材

8、料在環(huán)保領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注。在目前使用的吸附材料中，大多數(shù)只具有單一的吸附功能，如僅能吸附有機(jī)污染物或有害氣體。因此，通過設(shè)計(jì)并合成出具有多功能的吸附材料具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。這種新型的多功能吸附材料不僅可以有效的吸附有機(jī)污染物還可以去除對人體有害的放射性氣體。在本文中通過溶膠凝膠法在酸性條件下首次合成了具有互穿結(jié)構(gòu)的雙酚A型聚碳酸酯-二氧化硅介孔復(fù)合微球，并利用掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紅外光譜儀，熱重分析儀，氮?dú)馕?/p>