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纳米技术日新月异,纳米材料科学也不断的进步。纳米SiO2作为纳米材料的一员,其制备方法不断涌现,其应用范围不断拓展,已逐渐成为重要的无机纳米材料。对纳米SiO2的制备方法作进一步的探讨,对其应用的领域做进一步的研究,有着十分重要的经济意义和现实意义。 本文首先采用均相化学沉淀法制备SiO2,以廉价的水玻璃为主要原料,以乙酸乙酯为潜伏酸试剂,进行沉淀反应,并采用现代的检测手段对其进行表征,制备出了无定型纳米SiO2。结果表明该法制得的SiO2粉体近似呈球形,平均粒径为40nm左右,比表面积为137m2/g;然后采用化学沉淀法制备SiO2,以硅酸钠和氯化铵为原料,以乙醇水溶液为溶剂,制备SiO2超细粉体,并用TEM、SEM、XRD、DTA和IR对粉体的基本性能进行表征。结果表明该法制得的SiO2粉体颗粒均匀,平均粒径为40nm左右,比表面积为235m2/g。 在实验过程中,本文对影响沉淀生成的原料浓度、反应温度、表面活性剂、陈化时间及热处理的影响进行了研究分析,寻找到了最佳的反应条件。本文控制合适的反应条件,使之一步生成沉淀,不仅降低了生产成本,而且还使沉淀的后续处理大大简化。 本文在实验的基础上还对纳米SiO2的应用做了简略的介绍,对其作为固体超强酸的载体的应用进行了研究。制备了以纳米SiO2为载体的SO42-/TiO2-ZrO2-La2O3的固体超强酸催化剂,代替浓硫酸用于酯化反应,并讨论了在纳米载体SiO2的存在下,不同Zr/Ti、不同的焙烧温度对酸转化率的影响,并与以纳米SiO2为载体的SO42-/TiO2-ZrO2催化剂进行了对比,讨论了金属La3+对固体超强酸的影响;实验表明,表面多孔纳米级载体SiO2的引入一方面增大了催化剂的比表面积,使活性中心增加;另一方面由于Si的电负性强于Zr、Ti,它的吸引作用使催化剂的酸中心增强,达到提高催化能力的目的。最终确定的最佳焙烧温度为450℃,最佳的Zr/Ti为0.5。