兩親性嵌段共聚物導(dǎo)向下一維硅基介孔材料的合成與應(yīng)用.pdf

1、縱觀介孔材料領(lǐng)域20余年的光輝發(fā)展歷史，人們已經(jīng)成功制得具有各種形貌和組成的有序介觀結(jié)構(gòu)材料。而作為一種典型的一維納米材料，氧化硅納米管材料近年來吸引了全世界科學(xué)家廣泛的研究興趣。由于氧化硅納米管材料所具有的獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，可以被應(yīng)用于包括多相催化、藥物負(fù)載、限域合成、納米電子器件和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器等領(lǐng)域，表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。
　　此前，氧化硅納米管材料大多是利用模板法來合成得到的，制備過程復(fù)雜且耗時(shí);為數(shù)不多的幾例基于表面

2、活性劑的軟模板法所得到的氧化硅納米管材料的尺寸不均勻，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其直徑和長(zhǎng)度的精確控制，限制了其在材料、生物等領(lǐng)域的大規(guī)模使用。
　　另一方面，兩嵌段共聚物導(dǎo)向下介孔材料的合成成為了近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)，而到目前為止，有關(guān)其導(dǎo)向合成一維管狀結(jié)構(gòu)的報(bào)道相對(duì)較少。因此，探究?jī)汕抖喂簿畚飳?dǎo)向下一維硅基納米材料的合成與應(yīng)用，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，而且對(duì)其進(jìn)一步的規(guī)?；瘧?yīng)用有著廣泛的意義。
　　本論文基于此前報(bào)道的溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)聚集組

3、裝法導(dǎo)向合成有序介孔氧化硅材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種新穎的剪切力控制的組裝過程，得到了氧化硅納米管及其有序組裝體的材料。通過直接碳化處理制備態(tài)的氧化硅納米管/模板劑復(fù)合物，還可以進(jìn)一步得到碳基納米管材料。此外，通過沉積-沉淀法，可以在氧化硅納米材料表面均勻負(fù)載上金納米顆粒，用所得復(fù)合材料作為異相催化劑催化苯乙烯環(huán)氧化，表現(xiàn)出了較高的轉(zhuǎn)化率和選擇性。這種剪切力控制的組裝方法也有望進(jìn)一步拓展到其它溶膠凝膠反應(yīng)體系，以期得到更多新穎的納米結(jié)構(gòu)

4、材料。
　　本文的第二章，基于溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝的方法，以具有大分子量的兩親性嵌段共聚物PEO-b-PS為模板，分別以實(shí)驗(yàn)室合成的甲階酚醛樹脂(resol)和異丙醇鈦為碳源以及鈦源，我們合成得到了大孔徑的有序介孔碳材料和二氧化鈦材料。所得大孔徑有序介孔碳材料具有面心立方的介觀結(jié)構(gòu)，較大的孔徑（約為23 nm）。所得大孔徑有序介孔二氧化鈦材料具有較大的孔徑（約為20 nm）以及穩(wěn)定的高度晶化的骨架結(jié)構(gòu)（為銳鈦礦相二氧化鈦）。

5、　　本文的第三章，基于新近報(bào)道的溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)聚集組裝的方法(EIAA)導(dǎo)向合成有序大孔介孔氧化硅的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種新穎的剪切力控制的組裝過程，由此得到了均勻的氧化硅納米管（直徑40-50 nm，長(zhǎng)度400-500 nm）及其有序排列堆積二維六方陣列結(jié)構(gòu)材料。特別地，這種有序堆積陣列結(jié)構(gòu)具有新穎的雙套孔，是理想的功能納米粒子的載體，有望在多相催化中發(fā)揮相應(yīng)的作用。此外，系統(tǒng)考察了兩親性兩嵌段共聚物導(dǎo)向下一維硅基納米材料的控制合成。

6、r>　　本文的第四章，基于第三章中所得到的均勻的氧化硅納米管及其有序排列二維六方陣列結(jié)構(gòu)材料，我們探索了這些硅基材料在模板合成以及功能納米復(fù)合物材料中的應(yīng)用。采用直接濃硫酸碳化處理制備態(tài)的氧化硅納米管/嵌段共聚物復(fù)合物，在用氫氧化鈉溶液刻蝕除去氧化硅后，得到了碳基納米管材料。另外，我們?cè)谘趸杓{米管有序排列二維六方陣列結(jié)構(gòu)材料表面沉積-沉淀負(fù)載均勻的單分散金納米顆粒。此外，基于此前的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們提出了氧化硅納米管及其有序排列二維六