二氧化硅介孔颗粒的制备条件对其结构及形态的影响

有机成份从而留下具有有序介孔结构的无机物1.1.1. 介孔结构形成的机理介孔材料中孔结构的形成与沸石中孔结构的形成有一个显著的差别就是介孔材料中孔穴的尺寸远远大于模板分子的尺寸因此在介孔结构的形成过程中存在着模板图1-1 MCM-41介孔材料形成的可能路径(1)液晶相的形成(2)硅介孔结构的形成[4]Fig. 1-1 Possible mechanistic pathway for the formation of MCM-41: (1) liquid crystal phaseinitiated and (2) silicate anion initiated[4].上海交通大学硕士学位论文3分子的聚集和组装而不是对孤立表面活性剂分子的复制M41S介孔材料的发明者提出了液晶模板机理Liquid Crystal Templating Mechanism来描述介孔结构的形成过程[4,10]如图1-1所示他们认为表面活性剂在达到一定浓度时会形成棒状胶束其中表面活性剂中的亲水基团与水接触而硅物种硅前驱剂的水解产物和低聚态的硅凝胶颗粒则通过静电作用吸附到胶束表面然后经有序排列形成液晶结构随着硅物种的缩合这种有序结构被固定下来并且当二氧化硅和表面活性剂的复合颗粒长大到一定程度时就会形成沉淀但是实际上在表面活性剂浓度很低10?3?10?2 mol l?1的情况下介孔二氧化硅也可以制备[11,12]此时表面活性剂胶束为球形而不是棒状这种情况就无法用液晶模板机理加以解释由于介孔二氧化硅的制备条件极其多样因此有多种机理被提出来不过这些机理大多只能解释特定制备条件下的介孔结构的形成G.D. Stucky等人[13]综图1-2 anization[13]Fig. 1-2 Scheme for the formation of mesoporous phase by anization[13].