介孔氧化硅及其复合材料的光学性能-课件.ppt

介孔氧化硅及其复合材料的光学性能 内 容 简 介 介孔氧化硅材料介绍 介孔氧化硅材料制备及其形成机理 由β-二酮改性的SBA-15与Eu3+络合物杂化 SBA-15/AgI纳米介孔复合材料光学性能 介孔氧化硅简介 介孔材料的优点 具有高度有序的孔道结构。 孔径呈单一分布，并且孔径可在1.5 -30nm之间范围内进行调控。 高比表面积和孔体积。 可以具有不同结构的孔道结构、孔壁组成和孔壁性质。 经过优化合成条件或后处理，可具有良好的热稳定性和水热稳定性。 介孔材料具有可控的丰富形貌(微米级)，如球形、纤维、薄膜、管状等等。 有序介孔氧化硅的制备方法 有序介孔氧化硅材料的制备是利用有机表面活性剂(surfactant)作为模板剂，通过表面活性剂分子聚集体和无机物种之间的界面组装过程实现对介观结构的剪裁，最终形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组装体，通过锻烧或萃取的方式除去有机物，保留无机骨架以获得规则有序的介孔结构。 纳米介孔材料的形成机理（一） 纳米介孔材料的形成机理（二） 制备介孔氧化硅复合功能材料 SAXRD及N2 adsorption/desorption isotherms TEM图 Photoluminescence Properties. Photoluminescence Properties. SBA-15/AgI复合材料的制备及光学性质 界面能级结构示意图： * University of Science and Technology of China * University of Science and Technology of China 介孔的定义： 1992年，Mobil公司发现的M41S介孔SiO2材料 1998年，SBA-n 系列（Santa Barbara USA），是加州大学Stucky 等人研制的系列介孔分子筛，硅基产物包括：SBA-1（Cubic）、SBA-2（3-D Hexagonal）、SBA-3（2-D Hexagonal）、SBA-15（2-D Hexagonal) APPLICATIONS 储能材料 复合发光传感材料 作为模板组装纳米材料 水质净化 控释药物 汽车尾气处理 化学分离 催化剂 制备及研究SiO2介孔材料和复合材料有重要意义 介孔氧化硅应用 （a） Mobil公司提出形成机理 :液晶模板机理——两种途径 （b）Davis and coworkers 硅酸盐棒自组装模型(Silicate Rod Assemble Model) （c）Stell and coworkers 硅酸盐层折叠模型 （d）Monnier等电荷密度匹配模型 所有上述机理都很清晰地说明：无机前驱体同有机模板剂之间的相互作用在介孔结构分子筛形成过程中是一个非常关键的因素。虽然每一个关于介孔分子筛形成的机理都有强有力的实验证据来支持它，但还没有一个机理能对介孔分子筛的形成过程提供一个完美的解释。 几种工艺： 第一种方法：液相移植法； 第二种方法：是直接固体热扩散法； 第三种方法：是微波辅助合成法； 第四种方法：SBA-15过程中直接形成复合材料 改性的SBA-15与Eu3+络活物之间的杂化 J. Phys. Chem. C, Vol. 112, No. 10, 2008 3961 SBA-15 对改性剂的要求：既能与SBA-15共价结合，又能充当配体 J. Phys. Chem. C, Vol. 112, No. 10, 2008 3961 Bpy，EtOH TEOS P123，H2O 制备出NTA-Si NTA-SBA-15 EuCl3 Eu(NTA-SBA-15)2bpy NTA TEPIC THF,Na Fig.1. Scheme of the synthesis process -(CH2)3- 2974 cm-1 C-Si 1188 cm-1 Si-O 1090 cm-1 -NH- 3383 cm-1 1563 cm-1 C＝O 1765 cm-1 1664 cm-1 Si-O-Si 461 cm-1 -CONH-1634cm-1 1565 cm-1 -CH2- 3113 cm-1 Fig. IR of NTA、NTA-Si、NTA-SBA-15 Fig. IR of SBA-15、NTA-SBA-15、 Eu(NTA-SBA-15)3bpy IR 分析 The intensity of these characteristic diffraction peaks decreases slightly in the Eu3 complexes functiona