二氧化硅纳米管的合成及表征研究

本文ID：127387

论文字数:13403

论文编号:HG357 论文字数:13403

摘要

二氧化硅纳米管是一种具有特殊形貌的新型功能材料，其在生物医药和催化等许多领域有着重要的应用前景。

本文采用溶胶-凝胶法，分别以CaCO3和MgCO3为无机模板，成功制备得到二氧化硅纳米管，并研究各工艺参数对最终产物形貌的影响。用扫描电子显微镜、透射电子显微和多晶X射线衍射对制备的样品进行了表征，系统研究了加入模板的量，pH，反应温度等工艺条件对二氧化硅纳米管生长的影响。该研究将对构筑二氧化硅纳米管的关键基础问题进行深入研究，为探讨该材料的设计和规模制备提供基础依据。

关键词二氧化硅纳米管无机模板溶胶-凝胶法

1 绪论1

1.1 本课题研究的背景和意义1

1.2 纳米二氧化硅的制备方法1

1.2.1 干法制备纳米二氧化硅1

1.2.2溶胶—凝胶法制备纳米二氧化硅2

1.2.3　微乳液法制备纳米二氧化硅2

1.2.4　超重力法制备纳米二氧化硅2

1.3 制备纳米硅管模板分类2

1.4 软模板制备硅纳米管3

1.4.1有机凝胶体系制备硅纳米管3

1.4.3表面活性剂胶束体系制备纳米硅管4

1.5 硬模板制备硅纳米管4

1.5.1实心纤维状模板制备硅纳米管4

1.6合成机理4

1.6.1液晶模板机理4

1.6.2 协同作用机理5

1.6.3会发诱导自组装技术6

1.7 二氧化硅纳米研究现状及问题6

1.8 研究目的、内容及意义7

2 原材料、仪器和实验方法9

2.1 以碳酸钙为模板合成二氧化硅纳米管9

2.1.1 实验试剂9

2.1.2 实验主要仪器设备9

2.1.3二氧化硅的合成方法9

2.1.4 实验内容10

2.1.5 实验步骤11

2.2 以碱式碳酸镁为模板合成二氧化硅纳米管13

2.2.1 实验试剂13

2.2.2 实验主要仪器设备13

2.2.3二氧化硅的合成方法13

2.2.4 实验内容14

2.2.5 实验步骤15

2.6 二氧化硅纳米管的结构性能表征17

2.6.1 X射线衍射法（XRD）17

2.6.2组织结构分析17

2.6.3比表面积和空隙分析仪的测定18

3 实验结果及数据分析19

3.1 硅源在碳酸钙表面的生长19

3.2 硅源在碳酸镁表面的生长20

3.3 以CaCO3为模板制备SiO2纳米管探究合适工艺21

3.3.1 硅源的量对合成结果的影响21

3.3.2 Ph值对合成结果的影响23

3.3.3 酸处理去除模板过程中搅拌对纳米管的影响25

3.3.4 溶胶凝胶法与水热合成法的比较26

结论27

致谢28

参考文献29