周期性介孔有机官能化氧化硅材料的制备及表面改性研究

摘要

有机官能化有序介孔氧化硅材料表面改性后，因其无机骨架的机械性能和修饰有机基团的化学活性，所以受到很大关注，并在吸附、分离、催化等诸多领域具有潜在的应用价值。本论文以三嵌段共聚物P123为模板剂，在酸性条件下通过BTESE与有机硅烷(UPTES、TFPTMS)共水解缩聚获得脲丙基、三氟丙基对骨架桥联乙基的PMOs孔道的修饰，并应用XRD、TEM、FT-IR、固体核磁共振、N2吸附－脱附、元素分析、热重等现方法表征有机基团修饰孔表面效果、合成条件对介孔有序性、孔结构的影响及修饰后材料性能的变化。 脲丙基、三氟丙基以共价键方式修饰到PMOs孔道表面，骨架内桥联基团未发生断裂。随着摩尔含量的增加，有序性在脲丙基添加量在0～20％时增加，而在20％以上时却降低。在修饰UPTES20％时PMOs为高度有序的2DP6mm六方结构。随着脲丙基添加量的增加，比表面积减小，孔容减小，孔径增大，并且在添加脲丙基20％时出现双孔分布。修饰脲丙基后，PMOs表现出良好的孔结构，如UPTES摩尔含量为20％时，孔径7.52nm，比表面积564.87m2g-1，孔容1.06cm3g-1。同时脲丙基的修饰引起PMOs热稳定性变差。 三氟丙基官能化PMOs时，合成条件对材料介观有序度、孔结构有着很大影响。加长晶化时间有利于比表面积、孔容、孔径的增大，合适的晶化时间有利于介观有序结构的生成。预水间隔解时间有利于孔结构的生成但对介观有序度不利。添加TFPTMS摩尔浓度20％时材料仍保持介观结构，孔径分布狭窄4.1nm，高比表面积834.1m2g-1，孔容0.91cm3g-1，与纯PMOs相比没有太大变化。但是随着添加浓度的提高，PMOs有序度明显下降。同时三氟丙基的修饰引起PMOs疏水性能的提高。 表面分形性常用于分析有机官能团在孔表面的分布情况。采用FHH模型分析脲丙基、三氟丙基修饰的PMOs材料，发现随着脲丙基、三氟丙基添加量的增加，PMOs分形维数降低，但减小量不大，孔表面粗糙度稍微降低。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章实验方法与测试手段

第3章脲丙基官能化PMOs的制备与表征

第4章三氟丙基官能化PMOs的制备与表征

第5章有机官能化PMOs孔表面形态研究

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢