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多孔材料的应用已经遍布人类生活的各个方面,各种特殊需求使得人们对于多孔材料的孔道构筑与功能化要求日益增多。本文通过不同的手段对于多孔材料进行了孔道结构和表面的功能化。
选用无定形粗孔硅胶镀饰MgO,再经碱液侵蚀所得改性新材料MgO/SiO2(s)样品具有更高的比表面和更窄的孔分布。表面镀饰的MgO和被覆盖的SiO2之间存在着类似皮肤与骨骼的关系,MgO主要聚集在硅胶的微孔中。碱蚀处理后样品的微孔体积大大增加,低温氮吸附实验中表现出类似沸石的Ⅰ型等温线。MgO/SiO2(s)在气相吸附中对于挥发性亚硝胺NPYR和NHMI具有很高的选择性,与沸石类似;在程序升温表面反应(TPSR)实验里对于烟草特有亚硝胺NNN也具有很强的降解能力。在液相吸附和卷烟烟气中去除亚硝胺的测试中都表现出良好的性能。
介孔结构的量子约束效应使纳米尺度的客体分子表现出特殊的光电性质。将SBA-15原粉与金属盐研磨,可使盐类高分散在含有胶束的孔道内,由此合成出高负载量的ZnO/SBA-15,ZnO与孔壁有较强的相互作用。ZnO/SBA-15表现出很强的近紫外本征态光致发光效应,能够对溶液中的非挥发性亚硝胺NDPhA和NNN产生荧光猝灭,具有高选择性和灵敏度。
本文提出了构筑有序介孔材料孔道的新理念。在阳离子模板剂CTAB和非离子模板剂P123合成体系中分别加入羟基羧酸及其对应的盐类,可以在pH值较高的弱酸体系内构筑有序介孔结构。在CTAB体系中,利用不同比例的羟基羧酸和羧酸盐能够达到对介孔结构的动力学控制,由于阳离子模板剂与羧酸阴离子之间相互作用的不同,导致表面活性剂堆积参数g值的改变,从而导致介孔结构的变化。在P123体系中,羟基羧酸一方面提供所需要的酸性环境,另一方面羟基能够改变模板剂与孔壁之间的作用程度,能够在温度较低的情况下得到有序六方介孔结构。同时,改变P123与羟基羧酸的比例,可以使六方介孔结构发生转变,得到新型立方相介孔结构,可望为合成新型介孔材料开辟了一条新路。