透明介孔凝胶独石的多元化应用研究探索
发布时间：2021-01-20 21:26
材料化学研究的一般思想是基于某一具体领域应用的需求而有针对性的进行特定材料的设计合成,而在完成其预设功能的应用后若能进一步在更宽的领域加以多元化应用显然是材料化学家们所追求的目标之一。本工作以课题组前期合成的透明介孔二氧化硅凝胶独石及Al掺杂改性的透明介孔二氧化硅凝胶独石为基体,基于合成凝胶的光学透明性、焙烧脱模板后凝胶宏观形貌的完整性及其高的比表面积等特征,分别对采用三种不同非离子嵌段共聚物类表面活性剂（F127、P123、Brij56）作模板制备的透明凝胶在掺杂染料的光学性能,作为硬模板纳米浇筑合成介孔碳材料的电化学性能及其在模拟废水中对亚甲基蓝等染料的吸附性能进行了系统的表征研究,以便从不同的角度认识材料的性能,主要的研究结果如下:首先,分别将激光染料罗丹明6G（Rh6G）和罗丹明B（RhB）直接引入采用不同模板合成的透明介孔二氧化硅凝胶独石中,研究了染料浓度、模板剂浓度和结构、Al的掺杂改性等因素对材料光学性能的影响,并与无模板添加时的纯硅及硅铝凝胶进行对比,结果显示相较Brij56,具有更大尺寸的F127和P123模板更有利于染料分子的分散。在一定Si/Al比范围骨架Al的掺...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一些典型介孔二氧化硅材料的形貌照片（其中ABCDEFGHI分别为:绳，盘，环；薄膜，微球，单晶，纤维，手型和独石材料[3,5,6,8-11]
图 1-2 不同方法制备出的透明介孔凝胶独石(a，b，c，d，e，f，g[11,25-29])Fig. 1-2 Transparent mesoporous gel monolith prepared by different methods[11,25-29]最早的时候人们意识到如果介孔材料通过控制合成形成透明凝胶的话，该材料不仅具有介孔材料本身所固有有序的介孔结构，而且该透明介孔凝胶中模板剂的存在还有利于客体分子特别是染料的有效分散，因此受到了科学家的广泛关注。近年来已经有不同的科学小组对透明凝胶的控制制备进行研究，到目前为止，已有研究在溶胶-凝胶工艺基础上提出一些避免凝胶出现裂缝的方法，例如室温干燥法[11]、超临界萃取法[27]、密封蒸发干燥法[25]、真空干燥法[26]、液体石蜡包埋法[28]、水热法[29]以及本课题组之前提出的密封扎洞凝胶化[30]和快速溶胶-凝胶化[31]等方法，典型的结果如图 1-2 所示。人们目前已经利用不同模板剂通过控制溶胶凝胶水解缩合的速率实现了透明凝胶的控制制备，但是图片中该类透明凝胶多数为湿凝胶，在干燥情况下由于毛细管张力导致基体开裂，所以控制凝胶的完整性一直是该领域有待解决的工作。最早 Stucky 课题组[11]能实现凝
单体单元的不同几何构型（直线箭头为辐射跃迁，波浪箭头为 Geometric Dispositions of the Monomer Units in the Dimer(Linetransitions; waved arrows, nonradiative transitions.)[56]分子掺杂到主体材料有两种方法，即直接合成法（一浸渍法一般不影响材料的基本结构，但存在染料聚集淋溶效应等缺陷，一锅法合成过程简单，可以在分子同结构、不同模板、不同结构的介孔结构以及合成脱的染料分子进行相应的光学性能研究并取得了理想的有罗丹明 6G、罗丹明 B、亚甲基蓝、硫堇、四苯基卟酰亚胺、香豆素 102、荧光素钠、尼罗红等染料分子[二氧化硅基材料以及高分子聚合物等非硅基材料，其备优异的物理-化学性质（例如可见光和近紫外范围透以及生物相容性[57]），是引入客体分子（金属杂原子、
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭纤维对水中罗丹明B的吸附性能[J]. 施超,冯景伟,彭书传,胡真虎. 环境化学. 2013(03)
[2]染料废水处理技术综述[J]. 丁绍兰,李郑坤,王睿. 水资源保护. 2010(03)
[3]含罗丹明B的纳米复合介孔薄膜的制备和性能（英文）[J]. 姚兰芳,关飞飞,谢伏将,鲁凤琴,岳春晓. 功能材料与器件学报. 2009(04)
[4]罗丹明类荧光染料的合成及应用[J]. 颜范勇,陈立功,闫喜龙,葛凤燕,段二红. 化学进展. 2006(Z1)
[5]罗丹明B荧光光谱机理的研究[J]. 黄保军,李建军,屈凌波. 天津师范大学学报(自然科学版). 2005(03)
[6]介孔材料的应用前景及其研究进展[J]. 张荣国,熊洪超,雷家珩,郭丽萍,陈永熙. 无机盐工业. 2005(06)
[7]Pluronic F127和P123嵌段共聚物胶束结构[J]. 林翠英,邱羽,江琳沁,赵剑曦. 福州大学学报(自然科学版). 2000(06)
博士论文
[1]硅藻土基吸附剂的制备、表征及其染料吸附特性研究[D]. 林俊雄.浙江大学 2007
硕士论文
[1]基于P123/SBA-15制备片状C/SBA-15及其染料吸附性能研究[D]. 凌园媛.大连工业大学 2014
[2]透明介孔硅铝凝胶独石的控制合成及结构表征[D]. 李祥珍.太原理工大学 2013
[3]多孔材料吸附去除染料废水中有机染料的研究[D]. 董衍玲.哈尔滨师范大学 2011
[4]氨基修饰纳米SiO2吸附4种染料的性能研究[D]. 刘晴.河南大学 2010
[5]透明介孔二氧化硅凝胶独石的无裂纹化控制制备及规律研究[D]. 吕晓梅.太原理工大学 2008
[6]天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究[D]. 何永祥.郑州大学 2007
本文编号：2989815
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一些典型介孔二氧化硅材料的形貌照片（其中ABCDEFGHI分别为:绳，盘，环；薄膜，微球，单晶，纤维，手型和独石材料[3,5,6,8-11]
图 1-2 不同方法制备出的透明介孔凝胶独石(a，b，c，d，e，f，g[11,25-29])Fig. 1-2 Transparent mesoporous gel monolith prepared by different methods[11,25-29]最早的时候人们意识到如果介孔材料通过控制合成形成透明凝胶的话，该材料不仅具有介孔材料本身所固有有序的介孔结构，而且该透明介孔凝胶中模板剂的存在还有利于客体分子特别是染料的有效分散，因此受到了科学家的广泛关注。近年来已经有不同的科学小组对透明凝胶的控制制备进行研究，到目前为止，已有研究在溶胶-凝胶工艺基础上提出一些避免凝胶出现裂缝的方法，例如室温干燥法[11]、超临界萃取法[27]、密封蒸发干燥法[25]、真空干燥法[26]、液体石蜡包埋法[28]、水热法[29]以及本课题组之前提出的密封扎洞凝胶化[30]和快速溶胶-凝胶化[31]等方法，典型的结果如图 1-2 所示。人们目前已经利用不同模板剂通过控制溶胶凝胶水解缩合的速率实现了透明凝胶的控制制备，但是图片中该类透明凝胶多数为湿凝胶，在干燥情况下由于毛细管张力导致基体开裂，所以控制凝胶的完整性一直是该领域有待解决的工作。最早 Stucky 课题组[11]能实现凝
单体单元的不同几何构型（直线箭头为辐射跃迁，波浪箭头为 Geometric Dispositions of the Monomer Units in the Dimer(Linetransitions; waved arrows, nonradiative transitions.)[56]分子掺杂到主体材料有两种方法，即直接合成法（一浸渍法一般不影响材料的基本结构，但存在染料聚集淋溶效应等缺陷，一锅法合成过程简单，可以在分子同结构、不同模板、不同结构的介孔结构以及合成脱的染料分子进行相应的光学性能研究并取得了理想的有罗丹明 6G、罗丹明 B、亚甲基蓝、硫堇、四苯基卟酰亚胺、香豆素 102、荧光素钠、尼罗红等染料分子[二氧化硅基材料以及高分子聚合物等非硅基材料，其备优异的物理-化学性质（例如可见光和近紫外范围透以及生物相容性[57]），是引入客体分子（金属杂原子、
【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭纤维对水中罗丹明B的吸附性能[J]. 施超,冯景伟,彭书传,胡真虎. 环境化学. 2013(03)
[2]染料废水处理技术综述[J]. 丁绍兰,李郑坤,王睿. 水资源保护. 2010(03)
[3]含罗丹明B的纳米复合介孔薄膜的制备和性能（英文）[J]. 姚兰芳,关飞飞,谢伏将,鲁凤琴,岳春晓. 功能材料与器件学报. 2009(04)
[4]罗丹明类荧光染料的合成及应用[J]. 颜范勇,陈立功,闫喜龙,葛凤燕,段二红. 化学进展. 2006(Z1)
[5]罗丹明B荧光光谱机理的研究[J]. 黄保军,李建军,屈凌波. 天津师范大学学报(自然科学版). 2005(03)
[6]介孔材料的应用前景及其研究进展[J]. 张荣国,熊洪超,雷家珩,郭丽萍,陈永熙. 无机盐工业. 2005(06)
[7]Pluronic F127和P123嵌段共聚物胶束结构[J]. 林翠英,邱羽,江琳沁,赵剑曦. 福州大学学报(自然科学版). 2000(06)
博士论文
[1]硅藻土基吸附剂的制备、表征及其染料吸附特性研究[D]. 林俊雄.浙江大学 2007
硕士论文
[1]基于P123/SBA-15制备片状C/SBA-15及其染料吸附性能研究[D]. 凌园媛.大连工业大学 2014
[2]透明介孔硅铝凝胶独石的控制合成及结构表征[D]. 李祥珍.太原理工大学 2013
[3]多孔材料吸附去除染料废水中有机染料的研究[D]. 董衍玲.哈尔滨师范大学 2011
[4]氨基修饰纳米SiO2吸附4种染料的性能研究[D]. 刘晴.河南大学 2010
[5]透明介孔二氧化硅凝胶独石的无裂纹化控制制备及规律研究[D]. 吕晓梅.太原理工大学 2008
[6]天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究[D]. 何永祥.郑州大学 2007
本文编号：2989815
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