以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征共3篇.pdfVIP

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二

氧化硅的合成与表征共3篇

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征1

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征

近年来，介孔二氧化硅（mesoporoussilica，简称MPS）作

为一种功能材料，在生物医药、催化、分离等领域得到了广泛

应用。其中，以阴离子表面活性剂为模板的MPS合成方法由于

具有成本低、操作简便等优点，受到了研究者的广泛关注。

MPS的合成过程通常分为三步：模板的制备、硅源的溶胶化、

以及硅源和模板的混合反应。其中，阴离子表面活性剂通常作

为MPS的模板。

首先，将所选的阴离子表面活性剂按照一定比例溶解于蒸馏水

中，得到一个透明的混合物。接着，在另一个烧杯中，将硅酸

乙酯或硅酸二乙酯等硅源与异丙醇按照一定比例混合，得到预

处理液。将两种液体缓慢混合，并加入一定量的氨水进行催化

反应，得到一个白色凝胶样品。该凝胶样品即为MPS的前驱体。

随后，将MPS前驱体分为两部分，分别放入无水氯化铵溶液和

蒸馏水中进行两次淋洗，即可获得纯净的MPS样品。这是由于

无水氯化铵溶液可以提高阴离子表面活性剂与MPS之间的相互

作用，促进MPS的形成，同时还具有去除残留阴离子表面活性

剂的作用。而蒸馏水则是用于去除溶剂和未反应的硅源。

最后，通过对MPS的形貌、结构、孔径大小等进行表征，可以

得到不同的MPS样品。采用透射电子显微镜观察MPS的形貌，

可以看到其具有规则的孔道结构和高度有序的排列方式。利用

比表面积仪和孔径分布仪测量，可以得到其表面积和孔径大小，

这些参数对MPS应用的性质和效果具有重要影响。

总之，以阴离子表面活性剂为模板的MPS合成方法因其简便、

实用，在功能材料领域具有重要的应用潜力。未来的研究方向

将集中于MPS的结构调控和性能优化，为材料科学和技术的发

展做出新的贡献

综上所述，通过阴离子表面活性剂模板法制备MPS的方法具有

简便实用的优点，该材料具有规则的孔道结构和高度有序的排

列方式，其表面积和孔径大小对其应用性能有着重要的影响。

未来的研究方向将聚焦于MPS的结构调控和性能优化，为材料

科学和技术的发展做出新的贡献

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征2

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征

介孔材料因其拥有高度有序的孔道、高表面积和可调控的孔径

大小等优良特性，成为了近年来材料科学领域的研究热点。其

中，以表面活性剂为模板的介孔材料因其制备工艺简单、成本

低廉、孔径可控性好等特性，已经在诸多领域得到了广泛的应

用。本文将以阴离子表面活性剂为模板，介绍介孔二氧化硅的

合成与表征。

一、实验原理及相关仪器

1.原理介绍

表面活性剂作为介孔材料的模板，会在材料的成长过程中以一

种某种方式被稳定地包裹在介孔孔内。此时，空间充填法就可

以用来制备制备各种大小的孔洞（与表面活性剂分子的大小相

对应）。为了合成孔径均匀的介孔材料，通常采用两步法：首

先制备介孔二氧化硅前体，其次通过蒸发法、离子交换法及后

续热处理等过程形成结晶充填区域，形成高度有序、大小均一

的孔洞结构。

2.仪器设备

合成介孔二氧化硅的实验条件需要进行控制，相关的仪器设备

如下：

①粉末X射线衍射机（XRD），该设备用于确定介孔材料的物

相纯度和结构信息。

②氮气吸附-脱附测试仪（BET），用于测定介孔材料的比表

面积和孔径大小。

③高分辨透射电子显微镜（TEM），用于观测介孔材料的密度

和孔道的形态大小。

二、实验步骤

1.原料搭配

10ml水溶液中加入1.2g聚乙烯醇（PVA），并将其溶解至基

本透明。

2.合成前体溶液

在常温条件下，将预制备的TEOS硅烷引入等量的酸性环境中，

在搅拌过程中加入表面活性剂，混合均匀。

3.溶液处理

将上述产汁于介孔材料前在Vortex混合器中均匀震荡，随后

转移到乙二醇混合物中，均匀混合。

4.烘干处理

将混合的溶液分别加入到所需要的容器中，在相应的条件下进

行加热和烘干处理。

5.升温退火

将烘干的介孔材料前体进行升温处理，退火处理时间为180分

钟。

6.物理性能测试

通过上述的紧密制备过程，制得的介孔材料可以进行BET、

TEM、XRD等性能测试，验证材料孔径、孔径形态及材料物相

纯度等物理性能，达到模板剂的使用目的。