新型介孔氧化硅材料和低維納米材料的合成.pdf

1、介孔材料和納米材料是納米結(jié)構(gòu)材料極其重要的組成部分,具有非常廣泛的應(yīng)用前景,吸引著許多科學(xué)家投身到這兩個(gè)領(lǐng)域的研究中.對(duì)于介孔材料而言,目前的發(fā)展方向主要集中在新型結(jié)構(gòu)的合成,以及介孔材料的功能化以及應(yīng)用探索方面.對(duì)于納米材料,低維納米材料的形貌控制以及組裝是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵.在該論文中,我們開(kāi)展了兩部分的工作.一方面,進(jìn)行介孔材料的表面官能化以及酸性條件下大孔徑三維Ia3d介孔材料的合成;另一方面采用微波輔助溶劑熱的方法以及介孔氧化硅材

2、料作為合成硬模板的方法來(lái)制備低維半導(dǎo)體納米材料及其陣列.在第二章中,以三嵌段共聚物P123作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,首次發(fā)展了非水體系中"有機(jī)硅烷預(yù)先水解"的方法來(lái)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化硅基介孔材料;與水溶液中的合成方法"有機(jī)硅烷后加入共沉淀法"以及"有機(jī)硅烷與無(wú)機(jī)硅源同時(shí)共沉淀法"相比,由于該方法在乙醇體系中進(jìn)行,可以較好地控制有機(jī)硅烷的水解和交聯(lián),在合成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),所得雜化材料中有機(jī)修飾比例高達(dá)30﹪,而"共沉淀法"最

3、高只能達(dá)到20﹪.另外,采用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝技術(shù),以三嵌段共聚物P123和B50-6600作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,在乙醇體系中合成出具有兩維六角結(jié)構(gòu)以及三維立方結(jié)構(gòu)、墻壁中含雙亞甲基的介孔有機(jī)氧化硅材料.在第三章中,以溶劑誘導(dǎo)自組裝的合成技術(shù),以嵌段共聚物P123作結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,通過(guò)加入有機(jī)添加劑(有機(jī)硅烷、芳香族化合物、醇、表面活性劑)的方法,首次在酸性體系中制備出具有螺旋孔道結(jié)構(gòu)(Ia3d)的介孔材料FDU-5.該材料具有大的孔徑(4.5~

4、9.5 nm,),突破了以離子型表面活性劑制備Ia3d介孔材料的孔徑限制.在第四章中,采用介孔氧化硅材料SBA-15,用"一步法"將金屬源和硫源兩種前驅(qū)物同時(shí)引入介孔孔道中,結(jié)合熱處理等手段,成功地制備出晶化的二元硫化物CdS、ZnS和In<,2>S<,3>,以及多元金屬硫化物Cd<,x>Zn<,1-x>S的一維納米線(xiàn)陣列;它們是由直徑為6~8 nm納米線(xiàn)組成的兩維六角結(jié)構(gòu)的排列,其晶體結(jié)構(gòu)均為立方相.在第五章中,發(fā)展了傳統(tǒng)的溶劑熱方法