納米二氧化硅微球及介孔硅酸銅復(fù)合材料的制備與還原性能研究.pdf

1、近年來，納米復(fù)合材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)使得它的許多性能優(yōu)于單組分材料，在各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。如在填料、催化、光學(xué)、生物醫(yī)藥、藥物載體和多功能涂層材料等方面有著巨大的應(yīng)用。本論文研究了表面活性劑在制備納米二氧化硅微球中對其形貌的影響;同時以二氧化硅為模板，水熱法制備出了介孔堿式硅酸銅空心微球并對影響實驗結(jié)果的各實驗條件做了進一步探討，首次對介孔硅酸銅空心微球的還原性能進行了研究;繼而，首次采用化學(xué)水浴法制備介孔核殼二氧化硅/硅酸銅復(fù)合

2、材料。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)等手段對其進行表征。本論文研究結(jié)果如下:
　　1.表面活性劑對二氧化硅納米微球形貌的影響
　　考察了非極性表面活性劑PEG、Tween-80、Triton X-100、Igepal CO-520在二氧化硅制備過程中對其形貌粒徑的影響，深入探討了各影響因素，實驗結(jié)果表明:1）聚乙二醇為表面活性劑，常溫下制備的二氧化硅微球大小、形貌均一，成球效果好

3、，且隨著PEG質(zhì)量的減少，所得到二氧化硅微球的粒徑也從500 nm減小到80 nm。2）曲拉通X-100為表面活性劑時，加入異丙醇做為助溶劑制備的二氧化硅球形貌均一，分散性好，粒徑在400 nm左右。3）吐溫-80為表面活性劑時，用乙醇為溶劑制備的二氧化硅形貌完好，粒徑大小均一;隨著吐溫-80用量的減少，二氧化硅粒徑也隨之減小。4）Igepal CO-520為表面活性劑時，環(huán)己烷做溶劑，制備得到的二氧化硅微球粒徑在30nm左右，但是隨著

4、表面活性劑加量的減少粒徑隨之變大，成球性降低;正辛烷作溶劑時，制備的二氧化硅形貌均一，粒徑在100 nm左右，粒徑有所增大。
　　2.水熱法制備介孔堿式硅酸銅空心微球
　　利用水熱法，制備出粒徑為400 nm左右的介孔中空堿式硅酸銅微球。研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、銅鹽種類對制備的介孔硅酸銅中空微球形貌的影響。(1)當(dāng)反應(yīng)用乙酸銅做為銅源時，得到的硅酸銅中空球形貌均一，分散性良好，介孔球的比表面積及孔徑、孔容都得到了最優(yōu)數(shù)據(jù)，

5、對其在負(fù)載、催化等方面的應(yīng)用提供了一個很好的前提。(2)乙酸銅作為銅源，改變反應(yīng)時間，可以得到二氧化硅光球-核殼球-空心微球的反應(yīng)過程，同時得到最佳時間，繼續(xù)延長反應(yīng)時間，硅酸銅空心球會出現(xiàn)部分球殼塌陷破裂的情況。(3)乙酸銅為銅源，改變反應(yīng)溫度，時間保持不變，不同的反應(yīng)溫度得到的產(chǎn)物略有不同，即乙酸銅與二氧化硅反應(yīng)的程度不同，在120℃時，反應(yīng)最完全，得到的產(chǎn)物均為空心微球。(4)氨水在反應(yīng)中有至關(guān)重要的作用，可以和銅離子進行絡(luò)合，以

6、便反應(yīng)順利進行，同時還有刻蝕二氧化硅的作用。(5)對制備得到的產(chǎn)物進行還原性能研究，得到介孔氧化亞銅空心微球，硅酸銅空心球體做為模版前驅(qū)體合成氧化亞銅空心球體的可能性。
　　3.水浴法制備核殼介孔二氧化硅/硅酸銅納米復(fù)合材料
　　采用水浴法制備核殼材料，成功制備出了介孔核殼復(fù)合材料，同時，對實驗條件不同對產(chǎn)物形貌的影響進行了研究。實驗結(jié)果表明，相對高的水浴溫度和反應(yīng)時間合成出的介孔材料形貌，分散性，物質(zhì)結(jié)晶性均很好;溫度低，