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一步法制备体心立方结构的介孔碳/氧化硅纳米复合材料.pdf
2012年 4月 重庆文理学院学报 (自然科学版) Apr.,2012
第 31卷 第2期 JournalofChongqingUniversityofArtsandSciences(NaturalScienceEdition) V01.31 No.2
一 步法制备体心立方结构的
介孔碳/氧化硅纳米复合材料
刘玉荣 ,涂铭旌 ,张 进 ’
(1.重庆文理学院材料交叉学科研究中心,重庆 剥 jI402160;2.重庆市高校微纳米材料工程与技术重点实验室,重庆 永川 402160)
[摘 要]以酚醛树脂预聚体(Reso1)为碳源前驱体,嵌段共聚物聚氧 乙烯一聚氧丙烯一聚氧
乙烯(PEO —PPO —PEO。F127)和聚二甲基硅氧烷 一聚氧 乙烯(PDMS—PEO)为混合模板
剂,采用溶剂挥发诱导 自组装(EISA)方法制备了有序介孔碳 一氧化硅纳米复合材料,并进一
步采用小角x射线散射(SAXS)、透射 电子显微镜 (TEM)和氮气吸脱附分析对所制备样品的
结构和组成进行表征.结果表 明,所制备的介孔碳/氧化硅纳米复合材料具有体心立方 /m3m
结构,其BET比表面积、总孔容和孔径分别为l410m /g,1.12cm /g和5.4nm.
[关键词]介孔碳/硅复合材料;介孔碳材料;体心立方结构;PDMS—PEO嵌段共聚物
[中图分类号]TQ328 [文献标志码]A [文章编号]1673—8012(2012)02—0035—05
有机/无机纳米复合材料不仅具有有机组分 硅酸乙酯和A阶酚醛树脂的三元共组装合成介
的柔韧性、疏水性和易官能化的特点,还具有无 孔高分子/氧化硅纳米复合材料,进一步进行热
机组分高的热稳定性和机械强度等性能 ].介 处理将其转化为介孔碳/氧化硅纳米复合材
孔碳/氧化硅纳米复合材料可以有效地提高单一 料 【1卜J,该法克服了前两种方法的缺点,但是采
组分介孔材料的热、导电、机械和化学等性能,在 用该方法仅能得到具有二维六方 /,6m结构的介
催化、吸附、储氢、电极材料等方面具有广阔的应 孔碳 /氧化硅纳米复合材料,并没有合成出一系
用前景 j.此外,刚性骨架二氧化硅的引人克 列结构可调变的介孔纳米复合材料,这就 限制
服了单纯的有机体系碳化过程中骨架收缩严重 了介孔碳 /氧化硅纳米复合材料在不同领域
的缺点,从而获得高比表面积、大孔容和大孔径 中的应用.
的介孔碳材料. 鉴于上述方法的缺点和不足,本文 以酚醛树
目前,介孔碳/氧化硅纳米复合材料的合成 脂预聚体 (Reso1)为碳源前驱体,嵌段共聚物聚
多采用纳米浇铸法进行制备,在预先制备好的介 氧乙烯 一聚氧丙烯 一聚氧 乙烯 (PEO —PPO —
孔氧化硅模板 中灌注碳源前驱体,随后进行碳 PEO,F127)和聚二 甲基 硅氧烷 一聚氧 乙烯
化 6 j.这种方法操作繁琐、不经济,而且很容易 (PDMS—PEO)为混合模板剂,采用溶剂挥发诱
造成孔道堵塞,需要小心地控制聚合过程.另一 导 自组装 (EISA)方法制备具有体心立方 Ira3m
种合成方法是介孔氧化硅的表面官能化,该法是 结构的有序介孔碳 /氧化硅纳米复合材料.
利用含有机官能团的硅源或特殊表面活性剂合
1 试验
成介孔有机氧化硅,而后进一步碳化,此法中原
料昂贵并且难以合成,不利于大批量生产 。。. 1.1 试验试剂
三元共组装法是通过商品化的三
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