研究目的
采用溶胶-凝胶法合成介孔SiO2/TiO2复合颗粒,并研究表面活性剂(CTAB)用量及作为膨胀剂的己烷对其结构特性(包括比表面积、孔径和孔容)的影响。
研究成果
通过溶胶-凝胶法成功合成了介孔SiO2/TiO2复合颗粒。增加CTAB表面活性剂用量可提升比表面积、孔径和孔容。添加己烷进一步改善这些性能且未破坏结构有序性。Si-O-Ti键增强了锐钛矿相的热稳定性,并使二氧化钛颗粒分布均匀。未来工作可探索其他膨胀剂及其在催化或生物医学等领域的应用。
研究不足
该研究仅限于特定量的CTAB和己烷,未探索其他表面活性剂或溶胀剂。部分样品的煅烧温度固定为600°C和700°C,可能遗漏了最佳条件。该合成方法可能不易放大用于工业应用,且研究重点在于结构特性,未测试催化或药物递送等功能性应用。
1:实验设计与方法选择:
采用溶胶-凝胶法在酸性条件下合成,以CTAB为结构导向剂、正己烷为扩孔剂。通过改变CTAB用量及正己烷/CTAB摩尔比来优化结构性能。
2:样品选择与数据来源:
制备不同CTAB用量(摩尔比x=0.25、0.35、0.45,对应TEOS:CTAB:H2O:EtOH:HNO3=1:x:120:4:0.75)及正己烷/CTAB摩尔比(5、10、15)的样品,数据来自多种技术分析的合成粉末。
3:45,对应TEOS:
3. 实验仪器与材料清单:材料包括默克公司的TEOS、TTIP、CTAB、硝酸、正己烷、无水乙醇和去离子水;设备包含搅拌器、pH计、电炉、XRD(飞利浦PW1800衍射仪、帕纳科X-Pert Pro MPD)、SEM(泰思肯VEGA/XMU)、EDS、FTIR(岛津8400S)及N2吸附-脱附分析仪(日本拜尔BELsorp mini II)。
4:75)及正己烷/CTAB摩尔比(15)的样品,数据来自多种技术分析的合成粉末。 实验仪器与材料清单:
4. 实验步骤与操作流程:硅溶胶制备:混合水与乙醇,加入CTAB,用硝酸调pH至1,加TEOS搅拌;钛溶胶制备:混合乙醇与酸,加TTIP搅拌后与硅溶胶合并。溶胶陈化一周,经洗涤、过滤、100°C干燥、600°C煅烧。含正己烷样品需添加正己烷并维持15°C温度。
5:实验步骤与操作流程:
5. 数据分析方法:XRD分析物相与晶粒尺寸,小角XRD分析结构有序度,SEM与EDS分析形貌及元素组成,FTIR检测表面基团,N2吸附-脱附法(BET)测定比表面积、孔径及孔容。
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FTIR Spectrometer
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Used for infrared spectrograph analysis to identify surface groups.
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Used for determining phases and crystallite size of samples via XRD analysis.
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