文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
SiO<,2>介孔薄膜主客体组装制备光学功能材料的研究
姓名:刘为
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:雷家珩
20060501
摘要应生成擅琢W樱佣玫紺/介孔氧化硅纳米复合薄膜。小角允本论文选择在光学器件、分离、催化等领域有重要应用前景的有序介孔氧化硅薄膜作为研究对象。在制备有序介孔氧化硅薄膜的基础上,通过在介孔氧化硅薄膜中组装金属、半导体纳米粒子,得到具有特定光学功能的介孔复合薄膜。主要工作包括:以非离子型烷基聚氧乙烯醚表面活性剂为模板,采用挥发自组装工艺制备介孔氧化硅薄膜。在选定的条件下,通过改变表面活性剂的浓度,分别制备出有序三维立方、二维六方和蠕虫状结构的介孔氧化硅薄膜。在不同种类酸的存在下,以非离予型烷基聚氧乙烯表面活性剂为模板分别制备出有序三维立方、二维六方和无序结构的介孔氧化硅薄膜。采用小角湎哐苌浜透叻直媛释干涞缇笛芯苛合成条件对产物介孔结构的影响,并对作用机理进行了探讨。采用糠ǎ酝榛垩跻蚁┟盐D0寮梁虯锚固剂、正硅酸乙酯为无机前驱体,在反应溶胶中加入胱樱砍赡ず。却恚徊直接合成了装载他纳米粒子的介孔二氧化硅薄膜。以—碚髁嗽诤铣晒中纳米粒子的形成及其表面等离子体共振吸收峰的变化,小角馐员砻薄膜为有序的六方介孔结构,晶胞参数为Q返腡和计字な薄膜有序介孔中单分散银纳米粒子的存在和介孔对银纳米粒子的限域生长效应。通过一步共聚法合成孔道表面具有巯基的有机一无机杂化介孔薄膜。以得到的有序介孔杂化薄膜为模板,浸渍吸附离子,№气氛下高温煅烧,孔道内反在生成纳米粒子后,薄膜的有序介孔结构未受到破坏。惫鄣刂な礐粒子在孔道内限域生长,粒子的大小约为擅祝肟椎闹本断嗟薄表明薄膜内暮吭嘉%,和K刈槌上嗟薄獀吸收光谱检测到榭氧化硅纳米复合薄膜具有明显的量子尺寸效应。关键词:二氧化硅、介孔薄膜、金属、半导体、组装、纳米粒子、光学材料武汉理工人学硕士学位论文
緎堕望望兰查堂堡主堂垡堕塞甌...——”,.琽瑆,,.琺..—猦,—瓵—甴,猧琩甌·—￡閠甦..,:,琺,
师签名:/盍必日期:独创性声明关于论文使用授权的说明主日期:竺欤骸留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;￡:苎:本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第一章前言介孑∧∧げ牧现票阜椒ǖ姆掷的一个重要方向。介孔薄膜材料在光电器件】、分离膜【俊⒋ǜ衅鳌薄薄⒋呋⒌有序介孔材料具有规整排列、孔径在之问“傻髑曳植枷琳目椎结构,自年驹贜又旧鲜状伪ǖ繫盗杏行蚪榭追肿筛以来”’⋯,受到了人们的广泛关注,迅速成为国际上跨化学、物理、材料等多学科的一个热点研究课题。有序介孔材料研究初期基本上以粉体材料为研究对象,但实际应用中,往往需要材料具有规整的宏观外形,如膜、块体、纤维等,这成为介孑牧涎芯苛煊牧稀薄钡攘煊蛴τ们熬坝任M怀觯泳哂醒芯考壑怠F渲校媒榭妆∧げ料负载具有特定功能的纳米粒子,不仅能均匀地分散纳米粒子并保持其单分散性,较好地保留纳米粒子的量子效应和相关的物理、化学性能,同时也易于器件化,便于实际应用。因此从这个意义上来说,介孔薄膜材料与客体纳米粒子的复合为新材料的合成提供了新的途径,具有重大科学意义和应用价值。在本章中,将首先介绍有关介孑∧げ牧系难芯肯肿矗饕0ㄖ票阜椒ḿ昂铣商跫确面,接着把重点放在介孔薄膜的改性及其与客体材料的组装化学、以及这种复合材料的应用上,这实际上也正是本课题的主要内容。在介孔材料合成以后不久,年,啊啊鸵酝募撅а伪砻婊性剂为模板成功地制备了一种二氧化硅一表面活性剂复合薄膜材料。因为当时他们制备的仅仅是一种不稳定的层状结构材料,所以并没有引起足够的重视。年,“”等在云母一水界面成功合成了具有稳定六方结构的介孔薄膜,这类更具有应用前景的材料形式才引起了更多科学家的关注,并开辟了介孔材料研究中一个新的领域。年,。等采用酸性的醇溶液代替水溶液作为反应介质,通过浸渍一提拉法制得了高质量的二氧化硅介孔薄膜。在此基础上,年啊钡忍岢隽嘶臃⒂盏甲宰樽肮ひ猧虺艵,迅速成为主流的制备方法。到目前为止,介孔薄膜的合成方法可以分为液相生长和两种基本形式。合嗌液相生长的共同特征是二氧化硅一表面活性剂聚集体首先在两相桃灰骸啊武汉理工