二氧化硅纳米管的合成及表征研究

论文编号:HG348  

  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娃纳米管，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，产品后期酸处理条件等工艺条件对二氧化硅纳米管生长结果的影响。本课题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 

 

目  录

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

1.4.2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 22

3.3.3 酸处理去除模板过程中搅拌对纳米管的影响 24

3.3.4 溶胶凝胶法与水热合成法的比较 25

结  论 26

致  谢 27

参 考 文 献 28