奈米多孔性材料之製備

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題名:	奈米多孔性材料之製備
作者:	洪忠義;Chung-I Hung
貢獻者:	化學工程與材料工程研究所
關鍵詞:	溶膠凝膠法;奈米多孔材;模板分子
日期:	2003-06-06
上傳時間:	2009-09-21 12:21:51 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學圖書館
摘要:	本研究藉由溶膠凝膠法來製備奈米多孔性材料，多孔結構是在溶膠凝膠反應液中，以添加模板分子、添加反應性模板分子與不添加模板分子等三種方式來生成。此三種方式所製得之凝膠體再藉由鍛燒將有機物移除來獲得各種奈米多孔材。在添加模板分子的系統中，先將四乙氧基矽烷（TEOS）、甲醇與水在酸性條件下進行水解縮合反應後，加入親水性模板分子，再經反應後形成凝膠體，藉由鍛燒移除有機物後，經氮氣吸附孔隙儀（ASAP）分析顯示隨著模板分子的量的增加或模板分子的極性增加，可得較大孔徑之奈米多孔材(2-5nm)，而其孔徑分佈狹窄，而利用XRD，TEM觀測得知孔洞排列並不均一。在添加反應性模板分子的系統，先將四乙氧基矽烷、乙醇和水之混合液與反應性模板分子混合，酸性條件下，導入過硫酸鉀（KPS）作為起始劑，使二氧化矽之網狀結構與聚合物能同時產生，形成有機無機奈米混成材料，藉由鍛燒移除有機物後，經ASAP分析顯示隨著反應性模板分子的量的增加，可得較大孔徑之奈米多孔材(2-2.5nm)，證實添加反應性模板分子所製得之高分子是以奈米程度分散在矽網結構中，但所得之孔徑較添加模板分子下所製得之產物小。鍛燒前之混成材料利用TGA、DSC證實添加反應性模板分子所製得之有機無機混成體確實提昇有機相的熱性質，而由SEM表面結構分析亦無明顯顆粒存在，達到良好的混成效果。在不添加模板分子藉由改變溶膠凝膠製備條件的系統，則是採用兩階段的反應方式，先將四乙氧基矽烷與水混合，酸性條件下反應形成溶膠態，再利用氨水促使其變成凝膠態，使孔洞結構迅速形成。藉由調整pH值，經不同溫度(600或200℃)鍛燒後，經ASAP分析顯示隨著系統pH值逐漸增加，其孔洞結構在600℃鍛燒所產生的崩塌現象有愈來愈小的趨勢。且由XRD分析結果發現將系統調至pH=8時，有一結晶峰產生，代表在此條件下，材料之孔洞排列較為均一。另外在改變水含量及反應時間上，結果顯示水含量增加，可獲得較大孔徑之多孔材(5.5nm)；而反應時間增加能使系統反應更完全，可獲得較狹窄之孔徑分佈。
顯示於類別:	[化學工程與材料工程研究所] 博碩士論文

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