超声诱导组装介孔复合功能材料

论文摘要

本文研究了高强度超声波诱导组装合成介孔复合材料及对其机理进行了深入地探究。因为氧化铝可以作为催化剂和催化剂载体以及聚合物的掺杂剂等,镍/氧化铝可以作为催化剂、燃料电池的阳极材料、YAG激光器的吸附材料、具有湿度传感特性以及具有优良的磁光记录特性等。因此我们选择了氧化铝及镍/氧化铝两种物质为研究对象。在合成六方相氧化铝的基础上,如果能合成出六方相取向的介孔镍/氧化铝,将会对以上性能有很大的改善。本文的研究工作主要有以下两大部分:1探讨不同超声强度,不同超声时间对合成规则取向的六方相介孔氧化铝特性的影响,比如超声对稳定性（包括离子交换特性以及热稳定性）的影响,以及形态结构的影响。从而寻找最大结晶度的条件。并对超声的作用机理进行了比较深入地探讨。结果发现在超声强度为400W,超声时间为20min合成的样品的结晶度最大。超声可以加厚孔壁,提高热稳定性,但是对离子交换特性没有影响。超声作用对形貌有很大的影响。2基于对六方相介孔氧化铝合成机理的理解以及超声对其影响的研究,首次尝试在最大结晶度条件下合成了六方相结构的介孔镍/氧化铝复合材料。在组成为铝与铝、镍总摩尔含量之比为0.625下,成功地进行了阴离子交换而脱除表面活性剂。并研究了该组分下,片层相向六角相介孔结构的转变过程;有趣的是,在组成为0.500时,在高温焙烧过程中,存在着六方相-无定型-六方相的转变过程。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 有序介孔材料的自组装及研究进展
• 1.2.1 介孔材料的定义、分类及特征
• 1.2.2 介孔材料的组装合成与机理研究
• 1.2.2.1 自组装介孔材料模板
• 1.2.2.2 介孔材料的合成方法
• 1.2.2.3 介孔材料的组装机理研究
• 1.2.3 小结与前景展望
• 1.3 超声化学法在介孔材料合成中的应用
• 1.3.1 超声化学所引起的物理和化学效应
• 1.3.2 超声化学的特点以及机理
• 1.3.3 超声化学法在制备介孔材料中的应用
• 1.3.3.1 超声化学法合成硅基介孔材料
• 1.3.3.2 超声化学法用于非硅基介孔材料的合成研究
• 1.3.4 小结
• 1.4 课题所要研究的内容和意义
• 1.5 结束语
• 第二章 超声诱导合成介孔氧化铝
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 反应组成
• 2.2.4 合成步骤
• 2.2.5 测试条件
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 超声波功率对合成氧化铝材料特性的影响
• 2.3.2 超声时间对合成氧化铝材料特性的影响
• 2.3.4 超声对产物稳定性的影响
• 2.3.4.1 超声对阴离子交换特性的影响
• 2.3.4.2 超声对热稳定性的影响
• 2.3.5 超声对形态结构的影响
• 2.3.6 合成机理探讨
• 2.4 结论
• 第三章 超声波合成介孔 NI/AL203 材料
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 测试条件
• 3.2.4 反应组成
• 3.2.5 合成步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 Ni/A1203 介观相的合成
• 3.3.2 醋酸阴离子交换特性研究
• 3.3.3 生成的介孔镍/氧化铝材料的热稳定性研究
• 3.3.4 镍/氧化铝从层状相到六方相的转变
• 3.3.4.1 XRD 分析
• 3.3.4.2 FTIR 分析
• 3.3.4.3 TGA 分析
• 3.3.4.4 N2 吸附研究
• 3.3.4.5 SEM 及 TEM 分析
• 3.3.4.6 小结
• 3.3.5 介孔镍
• 3.3.5.1 XRD 分析
• 3.3.5.2 FTIR 分析
• 3.3.5.3 TGA 分析
• 3.3.5.4 N2 吸附研究
• 3.3.5.5 TEM 分析
• 3.3.5.6 小结
• 3.3.6 合成机理探讨
• 3.3.7 本章总结与结论
• 第四章 总结与展望
• 4.1 全文总结
• 4.2 前景展望
• 参考资料
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文