吸附相反應(yīng)技術(shù)制備Ag-SiO-,2-納米復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文利用乙醇—水—SiO2體系中形成的吸附層作為納米反應(yīng)器制備了Ag/SiO2納米復(fù)合材料。論文首先綜述了納米Ag和納米復(fù)合材料的性能和應(yīng)用，對(duì)納米復(fù)合材料的制備方法按照是否利用納米反應(yīng)器的思路分為傳統(tǒng)方法和微尺度反應(yīng)技術(shù)。并將微尺度反應(yīng)技術(shù)分為硬約束型和軟約束型兩大類進(jìn)行詳細(xì)介紹：硬約束型介紹了多孔材料和層狀硅酸鹽作為納米反應(yīng)器的機(jī)理、特點(diǎn)和應(yīng)用；軟約束型介紹了反相微乳液技術(shù)的機(jī)理、特點(diǎn)和應(yīng)用。 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上重

2、點(diǎn)介紹了另一種軟約束型微尺度反應(yīng)技術(shù)——吸附相反應(yīng)技術(shù)的機(jī)理和特點(diǎn)，并提出了吸附相反應(yīng)得以進(jìn)行的兩個(gè)關(guān)鍵因素：吸附層的形成和反應(yīng)發(fā)生的具體場(chǎng)所。在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了本論文的研究設(shè)想和實(shí)驗(yàn)思路。 按照實(shí)驗(yàn)設(shè)想，作者首先選擇了四個(gè)體系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)吸附質(zhì)(抗壞血酸、AgNO3、檸檬酸鈉、NaOH)在吸附層和乙醇體相中的分配對(duì)吸附相技術(shù)制備Ag/SiO2影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)吸附質(zhì)在吸附層中的分配比例較大時(shí)，生成的Ag粒子較

3、小，分散比較均勻；NaOH是一種易于富集于吸附層的吸附質(zhì)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明吸附層就是Ag粒子的生成場(chǎng)所，并確定了以NaOH為吸附質(zhì)的體系作為后繼實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象。 針對(duì)NaOH作為吸附質(zhì)的確定體系，作者設(shè)計(jì)了NaOH濃度、溫度以及水濃度等實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合電導(dǎo)率儀、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)、電子能譜儀以及UV-Vis光譜等多種表征手段對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：(1)NaOH濃度增加將導(dǎo)致NaOH在吸附層相和乙醇體

4、相中的分配比先增加后減少，Ag粒子粒徑則先減小后增大；(2)水濃度增加將導(dǎo)致硅膠表面NaOH吸附量將逐漸增加，Ag粒子粒徑則逐漸減小，分布變均勻；(3)溫度升高將導(dǎo)致硅膠表面NaOH吸附量逐漸增加，生成Ag粒子的時(shí)間和Ag粒子粒徑都在25～40℃之間存在突變。 作者在深入探討吸附相反應(yīng)技術(shù)中吸附層的形成、NaOH的分配以及Ag的生成反應(yīng)三個(gè)基本過程機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出：體系中存在乙醇體相、硅膠表面和吸附層三個(gè)反應(yīng)場(chǎng)所，不同反應(yīng)場(chǎng)所

5、Ag粒子的生成機(jī)理不同，導(dǎo)致Ag粒子形貌的改變；不同的實(shí)驗(yàn)條件就是通過改變Ag的生成反應(yīng)場(chǎng)所來最終改變Ag粒子形貌。以此為基礎(chǔ)上，作者分析得到了NaOH濃度、水濃度和溫度對(duì)Ag形成機(jī)理的影響規(guī)律：(1)NaOH濃度的變化改變了NaOH在吸附層和乙醇體相中的濃度差，兩相中NaOH濃度差的大小決定了Ag的生成場(chǎng)所；(2)水濃度的變化改變了吸附層的厚度，吸附層的厚度決定了Ag的生成場(chǎng)所；(3)溫度對(duì)吸附層的厚度有重要影響，吸附層厚度的變化改變