形貌可控合成二氧化硅微納結(jié)構(gòu).pdf

1、具有特殊形貌、尺寸和層次的微納米結(jié)構(gòu)材料在基礎(chǔ)科學(xué)研究和實際應(yīng)用中具有重要的意義,受到了人們廣泛的關(guān)注,因此,設(shè)計和制備具有特殊形貌、尺寸的微納米結(jié)構(gòu)材料,研究這些材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系是微納結(jié)構(gòu)材料研究的重要課題。
　　 本文采用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法(EISA),以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑,以硅酸鈉(SS)為硅源,以SS/CTAB/H2O體系作為介質(zhì),用乙酸乙酯(EA)調(diào)控硅酸鹽的水解與縮聚,使表面活性劑陽離子和硅酸

2、鹽物種通過靜電吸附作用相結(jié)合,讓陽離子表面活性劑和無機(jī)前驅(qū)體進(jìn)行自組裝,合成了多種具有不同形貌與結(jié)構(gòu)的SiO2微納結(jié)構(gòu)材料,并用XRD、SEM、TEM、N2吸附與解吸等儀器對材料進(jìn)行了表征。具有微納結(jié)構(gòu)的珊瑚狀SiO2的形成是由反應(yīng)體系中SiO2晶核決定的,SiO2晶核形成后,生長成為球形SiO2,然后SiO2微球相互連接、縮聚成纖維狀,進(jìn)而形成二維平面結(jié)構(gòu),最后形成三維珊瑚狀SiO2微納結(jié)構(gòu)。三維珊瑚狀SiO2在乙醇中陳化時,為降低其

3、表面能,收縮形成具有開放、大孔結(jié)構(gòu)的籠狀SiO2,改變反應(yīng)體系條件可以調(diào)控籠狀SiO2的形貌與結(jié)構(gòu),其中反應(yīng)體系中反應(yīng)物的比例、溶劑蒸發(fā)時間及在乙醇中陳化時間對籠狀SiO2的形貌與結(jié)構(gòu)影響較大。在改變反應(yīng)體系條件時,在本反應(yīng)體系中還可以合成出與籠狀SiO2具有相似結(jié)構(gòu)的多孔SiO2納米管,外觀上多孔SiO2納米管與籠狀SiO2結(jié)構(gòu)相似,從而表明:多孔SiO2納米管的形成同樣經(jīng)歷了SiO2晶核形成、生長、成球、最后連接成纖維狀SiO2的過