【摘 要】
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近年来,具有特殊尺寸和形貌的无机新型材料的可控合成己经吸引了越来越多的关注,因为这些材料在催化、医药、电子、陶瓷、颜料、化妆品等领域有着广泛的应用前景。通常,材料
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近年来,具有特殊尺寸和形貌的无机新型材料的可控合成己经吸引了越来越多的关注,因为这些材料在催化、医药、电子、陶瓷、颜料、化妆品等领域有着广泛的应用前景。通常,材料的形貌控制比尺寸控制更加难以取得和达到。然而,生物系统利用生物大分子作为模板、协同调节剂或基质,能够精确地控制生物矿化过程,导致具有特殊形貌和功能的有机/无机复合材料的形成。通过仿生合成的方法制备具有复杂形貌和特殊晶型的无机晶体已经成为当前材料研究中的热点,具有重要的意义。本论文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂、正硅酸乙脂(TEOS)为无机前驱体,对利用仿生合成技术在气-液、液-液界面制备SiO2无机膜的实验过程进行了研究。通过对SiO2膜的表征和分析,结果表明有机模板对无机晶体的成核与生长存在调制作用。为了进一步控制成膜过程,实验采用了引入外加电场的方法。在外加电场作用条件下,SiO2膜的成膜速率明显增快。实验具体考察了影响TEOS水解速率的两个主要因素:盐酸浓度和甲酰胺浓度,以及外加电压的变化对成膜过程的影响。实验通过改进方案于液-液界面制备出了微观结构有序的层状SiO2膜。扫描电子显微镜观察发现,SiO2膜由SiO2微球组成;进一步借助X射线衍射和透射电子显微镜分析膜的微观结构发现:SiO2微球为空心结构,球壁由纳米级SiO2小球以层状结构紧密堆积构成。论文在总结气-液、液-液界面仿生制备SiO2膜的实验研究基础上,对仿生制备SiO2膜的反应机理做了初步的探讨。
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