以离子液体为结构导向剂合成有序超微孔二氧化硅(论文)

超细二氧化硅的制备及研究进展瞿其曙 何友昭 淦五二 李 敏 林祥钦(中国科学技术大学化学系,合肥 230026)摘 要 本文介绍了Sol 2Gel 法制备超细Si O 2的方法及其研究进展,并对其它的制备方法作简要的介绍。

关键词 Sol 2Gel 超细SiO 2*国家自然科学基金资助项目。

超细颗粒,通常泛指10~104~之间的微小固体颗粒,广义上则包括原子或分子簇(Cluster)、颗粒(G ranular)膜及纳米(Nanometer)材料。

超细颗粒属于微观粒子与宏观物体交界的过渡区域,因此具有一系列奇特的物理、化学特性,如量子尺寸效应、宏观量子遂道效应、小尺寸效应、表面效应等,这些效应为其新颖的应用奠定了宽广的基础。

作为一种新兴的材料,它已经在宇航技术、电子、冶金、化学、生物和医学等领域展露风采。

超细SiO 2作为超细材料中的重要一员,因其粘合力强、比表面积大、分散性好、光学性能和机械性能优良而广泛应用于催化剂载体、高分子复合材料、电子封装材料、精密陶瓷材料、橡胶、塑料、玻璃钢、粘结剂、高档填料、密封胶、涂料、光导纤维、精密铸造等诸多行业的产品中。

目前SiO 2的制备方法分为物理法和化学法两种。

物理法一般指机械粉碎法。

利用超级气流粉碎机或高能球磨机将SiO 2的聚集体粉碎,可获得粒径1~5微米的超细产品。

该法工艺简单,但易带入杂质,粉料特性难以控制,制粉效率低且粒径分布较宽。

与物理法相比较,化学法可制得纯净且粒径分布均匀的超细SiO 2颗粒。

化学法包括化学气相沉积(C VD)法、离子交换法、沉淀法和溶胶2凝胶(Sol-G el)法等,但主要的生产方法还是以四氯化硅为原料的气相法,硅酸钠和无机酸为原料的沉淀法和以硅酸酯等为原料的溶胶2凝胶法。

气相法制得的SiO 2纯度非常高,分散度好,粒径小,但生产过程中能源消耗大、成本高;沉淀法制备SiO 2的原材料广泛、价廉,但制得的SiO 2孔径分布宽,孔径形状难以控制,所得产品主要在工业上用做橡胶的补强剂;而Sol-Gel 技术由于其自身独有的特点,成为当今最重要的一种制备SiO 2材料的方法。

湿化学法制备超细二氧化硅材料的研究进展摘要：综述了化学沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳法三种湿化学方法在制备超细二氧化硅材料方面的运用，从反应机理、工艺控制、影响因素、存在问题方面进行了比较和评述。

a关键词：超细二氧化硅化学沉淀法溶胶-凝胶法微乳法随着对二氧化硅制备技术及对其相关领域的研究的不断深入，超细二氧化硅的应用领域日趋广阔，其主要应用于橡胶、塑料、粘合剂、涂料等领域。

至今为止，关于其制备方法已研究出很多，本文将以液相法为重心，分别对化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳法三种方法进行阐述。

一、化学沉淀法[1]其机理为硅酸钠和无机酸为原料通过化学沉淀法合成了粒径小且分布窄的纳米二氧化硅。

该法的关键是减少粒子之间的团聚，而获得比表面积较大的粒子。

团聚体的形成不仅与其沉淀生成条件有关，还与湿凝胶的洗涤、脱水、干燥、煅烧各工序的控制条件有关，其中影响最大的因素是PH值和温度。

该法具有原料来源广泛、廉价，能耗小，工艺简单，易于工业化生产，但同时也存在产品粒径分布较宽的问题。

二、溶胶—凝胶法[2]该法是以四氯化硅和硅醇盐为原料，通过水解、聚合形成溶胶，再聚集成凝胶，最后再干燥、煅烧成产品。

使用该法时，对反应制得的弹性凝胶体的干燥方式有空气中自然干燥法、真干燥法、超临界干燥法、亚临界干燥法等。

而其普遍采用的是真空干燥法和超临界干燥法。

真空干燥法得到的产品具有一定的孔隙率，但该方法设备简单，费用低，安全性好，当对产物的孔隙率没有过高要求时采用此种方法；超临界干燥法能避免凝胶体积大幅度收缩、开裂，保护凝胶纤细的网络结构，制品结构得以保持，但成本高。

[3]溶胶凝胶法以其工艺简单、产品纯度高、化学组分均匀等特点被用于制备超细SiO2。

但与此同时，溶胶-凝胶法也存在着缺点，如体积收缩太大、凝胶和干燥时间太长、原料费用过高等。

三、微乳法微乳法多采用W/O型微乳体系，该体系是热力学稳定、液滴半径处于纳米级、各向同性的分散体系。

体系中，表面活性剂包围着水相连续分散于油相中，被包围的水核是一个“微型反应器”。

山东大学博士学位论文有序介孔二氧化硅材料的制备与形成机理研究姓名：韩书华申请学位级别：博士专业：物理化学指导教师：侯万国20031016山东大学博士学位论文之间可以调节：（３）表面积极大；（４）具有很好的热稳定性与水热稳定性；（５）颗粒具有丰富多彩的外形。

２．有序介孔材料的分类有序介孔材料的分类依据所用的表面活性剂、硅源、合成方法的不同，分为９大类，列于表１一ｌ中。

从表中可以看出；有序介孔材料合成均采用表面活性剂或水溶性聚合物的自组装体系。

从而保证孔道在空间的排列有序，孔径在２—３０ｎｍ之间可调。

３．介孔材料的合或方法与机理３．１介孔材料的合成方法介孔材料的合成方法是采用自组装的合成方法．它包括两个阶段：（１）前驱体与表面活性剂共同形成有枫／无机超分子聚集体，前驱体在预先形成的有序聚集体上发生水解与缩合反应，形成介孔复合体。

（２）利用高温或化学法除去表面活性剂即可形成有序介孑Ｌ材料。

表１—２．介孔材料的合成路线表面活性剂有阳离子、阴离子、非离子、高分子等表面活性剂都可用来制各介孔材料，其合成路线［３７］如表ｌ一２所示。

表面活性剂常用的有烷基季胺盐表面活性剂（如Ｃ．Ｈ。

ＮＭＥ。

Ｘ，ｎ＝８，２２，Ｘ＝Ｂｒ一，Ｃ１一，ＯＨ‘）：羧酸盐、硫酸盐、磷酸酯型阴离子表面活性剂，平平加、伯胺、司盘、吐温非离子表面活性剂，三嵌段、两嵌段的聚合物。

使用不同类型的表面活性剂所得到的介孔材料的性能有较大的差异，如使用烷基季胺盐的表面活性剂所得到的介孔材料的孔径在２－－４ｎｍ，孔道有序性较好、孔壁较薄，热稳定性也较差，使用非离子表面活性剂可以得到山东大学博士学位论文孔壁较厚、粒径小且具有二次堆积孔的介孔材料，但孔道有序性差。

使用ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ三嵌段的高分子表面活性剂可以在酸性条件下得到高规整度的ＳＢＡ－１５（Ｐ６ｍ），产物的孔径与壁厚大大增加，而且热稳定性与水热稳定性也得到了提高Ｅ３０，３１］。

３．２．介孔材料的形成机理３．２．’ｌ液晶模板机制“液晶模板机制”是由Ｍｏｂｉｌ的研究者提出的（如图ｌ一６所示），它是基于表面活性剂的聚集体液晶（即溶致相）同Ｍ４１Ｓ结构相似［２２，２３３。

纳米铸造方法下离子液体用于大孔径多孔氧化硅材料的探索合成汤建庭;刘瑜;吴迪;龚维;陈晓淼;吕数子;张传磊;黄怡岚【摘要】Using ionic liquids as templates, a series of porous materials were synthesized by nanocasting method, and the influence of ionic liquid sort and siliceous precursor sort on textual parameters of materials was investigated in detail, on the basis of which the new approach to the synthesis of porous materials with large pore size was explored.%以离子液体为模板剂,通过纳米铸造方法合成了一系列多孔氧化硅材料,详细考察了离子液体种类和硅前驱体种类对材料结构参数的影响,在此基础上探索了合成大孔径多孔氧化硅材料的新方案.【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】4页(P96-99)【关键词】离子液体;多孔氧化硅【作者】汤建庭;刘瑜;吴迪;龚维;陈晓淼;吕数子;张传磊;黄怡岚【作者单位】湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201;总后勤部军事交通运输研究所,天津300361;贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室,贵州贵阳550001;湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学化学化工学院,理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】O224典型多孔氧化硅材料，如M41S、SBA-15等，在催化、吸附、分离和药物传递等方面有着广泛的用途［1～3］.这些材料的形成，普遍认为遵循表面活性剂胶束与硅物种之间的协同组装机理［1］.基于真正液晶(liquid crystal)模板机理的纳米铸造(nanocasting)，是另一种合成多孔氧化硅材料的有效方法.因离子液体能形成液晶相，逐渐有人探索以离子液体为模板剂，通过纳米铸造方法来合成多孔氧化硅材料.Zhou等人用［C4mim］BF4、［C10mim］Cl、［C14mim］Cl等离子液体为模板剂，以纳米铸造方法合成了具有蠕虫状、层状孔道结构的SiO2［4～6］.但他们得到的材料其孔径大都在2 nm以下，没有提供获得较大孔径的多孔氧化硅材料的方法.然而，较小孔径的氧化硅材料在催化、分离等方面对大尺寸的客体分子表现出较差的选择性［1～3］.本文采用纳米铸造方法，进一步考察了离子液体种类和硅前驱体种类对材料结构参数的影响，发展了具有较大孔径的多孔氧化硅材料的合成策略.1 实验部分1.1 主要试剂1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐由中国科学院兰州化学物理研究所生产;1-甲基咪唑、氯代十六烷、氯代十二烷、溴代十六烷、三甲基十六烷基溴化铵(CTAB)、正硅酸甲酯(TMOS)、正硅酸乙酯(TEOS)、乙二醇、乙腈、盐酸由中国医药集团上海化学试剂公司生产;1，2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTME)由Sigma-Aldrich公司生产. 1.21 -甲基-3-十六烷基咪唑氯盐(［C16mim］Cl)、1-甲基-3-十二烷基咪唑氯盐(［C12mim］Cl)、1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐(［C16mim］Br)的合成按文献方法［7］，取72 mmol的1-甲基咪唑溶解于60 mL乙腈中，再将该溶液分别与72 mmol的氯代十六烷、氯代十二烷和溴代十六烷混合，在85℃温度下回流48 h.将乙腈溶剂蒸除30 mL左右，重结晶，即得［C16mim］Cl，［C12mim］Cl和［C16mim］Br.1.3 TEOS经乙二醇改性的硅前驱体(EGMS)的合成按文献方法［8］，将0.25 mol TEOS与1 mol乙二醇加入250 mL的圆底烧瓶，在低于180℃温度下加热至生成的乙醇全部被蒸馏除去，最后得到EGMS.1.4 材料合成取模板剂1.08 mmol、0.1 mol/L的盐酸1.5 mL放入5 mL的小瓶中，室温下搅拌至溶液透明均一，然后在搅拌下加入一定量的硅前驱体.封闭瓶口，在60℃下继续搅拌20 h.敞开瓶口，再在60℃下搅拌5 h.将所得材料在550℃的静态空气中灼烧10 h，得到多孔氧化硅材料，统一命名为“X-Y”或“Xn-Y”，其中，X可写为E、M、G、B，分别代表以TEOS、TMOS、EGMS、BTME为前驱体合成的材料，Y部分提供与模板剂结构相关的信息.“Xn-Y”中的下标“n”表示在使用特定的前驱体和模板剂时，调变其他合成条件所得多个材料的序号.材料的具体合成条件见表1.此外，还以常见的表面活性剂CTAB为模板剂，合成了多孔氧化硅材料，并与上述材料对比，以考察模板剂种类给材料结构参数带来的影响.表1 材料的合成条件和结构参数Tab.1 Synthesis conditions and textural parameters of porous silica materialsa)BET比表面积;b)从P/P0=0.99点的N2吸附量计算得到;c)采用BJH方法从等温线吸附支数据计算得到.材料模板剂前驱体比表面积a/(m2·g－1)1 0750.682.2孔径c/nm E-C16Cl［C16mim］ClTEOS(4.50 mmol)1 2230.731.9 E-C12Cl［C12mim］ClTEOS(4.50mmol)9860.471.7 E-C16Br［C16mim］BrTEOS(4.50 mmol)1 2910.722.0 E-CTABCTABTEOS(4.50 mmol)1 2390.631.8 E1-C4BF4［C4mim］BF4TEOS(2.25 mmol)5052.3021.7 E2-C4BF4［C4mim］BF4TEOS(4.50 mmol)5321.7413.0 E3-C4BF4［C4mim］BF4TEOS(6.75 mmol)7541.5510.1M-C16Cl［C16mim］ClTMOS(4.50 mmol)1 2730.762.0 G-C16Cl［C16mim］ClEGMS(4.50 mmol)7900.734.1 B-C16Cl［C16mim］ClBTME(2.25 mmol)孔体积b/(cm3·g－1)1.5 材料表征材料比表面积、孔体积和孔径分布的测定以N2为吸附气体，在Micromeritics ASAP 2020自动物理吸附仪上完成.样品首先在373 K条件下抽真空，脱除样品中物理吸附的水份，再根据静态法测量吸附-脱附等温线，所得结果列在表1中.材料的颗粒大小和孔结构通过透射电镜(TEM)方法进行了表征.采用日本的JEOL JEM-2010型透射电子显微镜.测试前以超声方法将样品分散在乙醇中，然后取一滴于载有碳膜的铜网上，晾干后于电镜中观察.2 结果与讨论2.1用不同离子液体模板剂合成的氧化硅多孔材料图1给出了E-C16Cl、E-C12Cl、E-C16Br 和E-CTAB的N2吸附等温线和BJH孔径分布曲线，其结构参数见表1.这些材料的N2吸附等温线都没有明显的滞后回环，都有孔径2 nm左右的均一孔径.表1数据显示，使用［C16mim］Cl、［C16mim］Br和CTAB所得材料的结构参数非常接近.相比之下，E-C12Cl的结构参数明显要小.这说明，模板剂极性头基的种类对材料结构参数的影响很小;但缩短模板剂烷基链长度，导致材料结构参数变小.在E-C16BrE-CTAB的TEM图中没有观察到有序排列的孔结构，说明这些材料中的孔为不规则颗粒之间的堆积孔(图2).图1 E-C16Cl、E-C12Cl、E-C16Br和E-CTAB的N2吸附(●)、脱附(○)等温线(A);相应的BJH孔径分布曲线(B)Fig.1 Nitrogen adsorption(●)anddesorption(○)isotherms(A)and BJH pore size distribution curves(B)of E-C16Cl，E-C12Cl，E-C16Br and E-CTAB图2 E-C16Br(A)和E-CTAB(B)的TEM图Fig.2 TEM images of E-C16Br(A)and E-CTAB(B)此外，以［C4mim］BF4离子液体为模板剂，考察了TEOS用量对材料结构参数的影响.材料的N2吸附等温线和BJH孔径分布曲线在图中给出，结构参数列在表1中.这些材料的N2吸附等温线都具有介于H1和H3型之间的滞后回环，表明较大孔径的介孔的存在.它们的孔径都在10 nm以上，但分布达20 nm之宽.随着TEOS用量的提高，其比表面积依次增大，而孔体积和孔径依次减小.在E1-C4BF4和E2-C4BF4的TEM图(图4)上，找不到有序的介孔结构，只能观察到10～50 nm大小的堆积颗粒，这些材料中的介孔主要为这些颗粒之间的堆积孔.因此，在本合成方案下，通过使用具有较短烷基链的离子液体为模板剂，能方便得到大孔径的多孔氧化硅材料.2.2 用不同硅前驱体合成的氧化硅多孔材料图5显示了这些材料的N2吸附等温线和BJH孔径分布曲线，材料的结构参数列在表1中.M-C16Cl与E-C16Cl的N2吸附等温线都没有明显的滞后回环，且都具有2 nm左右均一的孔径;此外，两者的结构参数也很接近，意味着TEOS和TMOS之间的差异带给材料的影响很小.B-C16Cl的N2吸附等温线有一H2型滞后回环，暗示着介孔结构的生成.GC16Cl有一明显的H2型滞后回环和一以4.1 nm为中心的孔径分布.EGMS高的亲水性，可能带来其水解聚合行为的差异，最终促使了这种较大孔径材料的形成.G-C16Cl与图5中其他3个材料相比，孔径要大，比表面积要小得多.从G-C16ClB-C16Cl只能观察到大小不一、形状不规则的颗粒(图6)，这表明它们的孔结构也为颗粒间的堆积孔所组成.这些结果表明，适当改变硅前驱体的种类，能获得较大孔径的多孔氧化硅材料.图5E-C16Cl、M-C16Cl、G-C16Cl和B-C16Cl的N2吸附(●)、脱附(○)等温线(A);相应的BJH孔径分布曲线(B)Fig.5 Nitrogen adsorption(●)and desorption(○)isotherms(A)and BJH pore siz e distribution curves(B)of E-C16Cl，M-C16Cl，G-C16Cl and B-C16Cl图6 G-C16Cl(A)和B-C16Cl(B)的TEM图Fig.6 TEM images of G-C16Cl(A)and B-C16Cl(B)3 小结本文基于纳米铸造方法，咪唑盐类离子液体为模板剂，通过模板剂种类、硅前驱体种类的调变，探索了合成大孔径多孔氧化硅材料的新方案.所得材料的比表面积大都在500 m2/g以上，有的甚至超过1 000 m2/g.在本合成方案下，使用短烷基链的［C4mim］BF4为模板剂，或以高亲水性的EGMS为硅前驱体，能得到具有4～20 nm孔径的多孔氧化硅材料.本研究工作对大孔径多孔氧化硅材料的控制合成具有一定的借鉴作用.参考文献［1］ WAN Y，ZHAO D Y.On the controllable soft-templating approach to mesoporous silicates［J］.Chem Rev，2007，107(7):2 821—2 860.［2］ CHEW T L，AHMAD A L，BHATIA S.Ordered mesoporoussilica(OMS)as an adsorbent and membrane for separation of carbondioxide(CO2)［J］.Adv Colloid Interface Sci，2010，153(1—2):43—57. ［3］ WANG S.Ordered 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吡咯烷类离子液体、二氧化硅纳米线及不对称修饰微米球的组装行为研究在绿色化学的探索和实践中,离子液体作为一种新兴的绿色溶剂,因具有其他液体不可比拟的特性,如不易挥发、热稳定性好、导电率高等,受到全世界工业和学术界的日益关注。

表面活性剂是一类与人们日常生产和生活密切相关的物质,它能够在溶液中形成多种类型的有序分子聚集体,例如胶束、液晶、囊泡、微乳液等。

得益于这些丰富多样的聚集体,表面活性剂在诸如材料、食品、能源、制药等领域发挥着重要作用。

近年来,一系列具有表面活性的离子液体不断被合成出来,它兼具表面活性剂和离子液体的双重特性,能够在溶液中构筑多种有序分子聚集体。

胶体颗粒常被称为“人造原子”,以它为构筑单元可以自组装形成胶体颗粒团簇、一维纳米线、二维阵列和三维超晶体等。

利用不对称型胶体颗粒作为构筑单元能够增强构筑单元的各向异性,从而通过构筑单元之间复杂的、可控的、定向的自组装,实现构筑结构的多样化和功能的强大化,大大拓展胶体颗粒的应用领域和价值。

本论文研究了两种类型的自组装：分子自组装及胶体颗粒自组装。

在分子自组装的研究中将表面活性剂和离子液体结合起来,制备了一种具有表面活性的吡咯烷类离子液体,并研究了其在水溶液中参与构筑的有序分子聚集体；在胶体颗粒自组装的研究中,首先制备了线状的二氧化硅胶体颗粒,探讨了其在油水界面处的排列行为对Pickering乳液稳定性的影响。

其次,对利用掠角喷金方法(GLAD)不对称修饰胶体颗粒进行了初步研究。

论文的具体研究内容主要包括以下三个方面：1.研究了吡咯烷类表面活性离子液体C16MPBr在水溶液中参与构筑的有序分子聚集体：(1)利用一种含有偶氮苯基团的有机盐：偶氮苯氧乙酸钠(AzoNa)作为光响应分子,构筑了一种可逆的光响应型蠕虫状胶束体系。

在紫外光照射下,AzoNa的构象能够实现由反式到顺式的转变。

实验中通过核磁共振氢谱计算出光照半小时后顺式AzoNa的比例由约33%上升至约95%。

以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征共3篇以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征1以阴离子表面活性剂为模板的介孔二氧化硅的合成与表征近年来，介孔二氧化硅（mesoporous silica，简称MPS）作为一种功能材料，在生物医药、催化、分离等领域得到了广泛应用。

其中，以阴离子表面活性剂为模板的MPS合成方法由于具有成本低、操作简便等优点，受到了研究者的广泛关注。

MPS的合成过程通常分为三步：模板的制备、硅源的溶胶化、以及硅源和模板的混合反应。

其中，阴离子表面活性剂通常作为MPS的模板。

首先，将所选的阴离子表面活性剂按照一定比例溶解于蒸馏水中，得到一个透明的混合物。

接着，在另一个烧杯中，将硅酸乙酯或硅酸二乙酯等硅源与异丙醇按照一定比例混合，得到预处理液。

将两种液体缓慢混合，并加入一定量的氨水进行催化反应，得到一个白色凝胶样品。

该凝胶样品即为MPS的前驱体。

随后，将MPS前驱体分为两部分，分别放入无水氯化铵溶液和蒸馏水中进行两次淋洗，即可获得纯净的MPS样品。

这是由于无水氯化铵溶液可以提高阴离子表面活性剂与MPS之间的相互作用，促进MPS的形成，同时还具有去除残留阴离子表面活性剂的作用。

而蒸馏水则是用于去除溶剂和未反应的硅源。

最后，通过对MPS的形貌、结构、孔径大小等进行表征，可以得到不同的MPS样品。

采用透射电子显微镜观察MPS的形貌，可以看到其具有规则的孔道结构和高度有序的排列方式。

利用比表面积仪和孔径分布仪测量，可以得到其表面积和孔径大小，这些参数对MPS应用的性质和效果具有重要影响。

总之，以阴离子表面活性剂为模板的MPS合成方法因其简便、实用，在功能材料领域具有重要的应用潜力。

未来的研究方向将集中于MPS的结构调控和性能优化，为材料科学和技术的发展做出新的贡献综上所述，通过阴离子表面活性剂模板法制备MPS的方法具有简便实用的优点，该材料具有规则的孔道结构和高度有序的排列方式，其表面积和孔径大小对其应用性能有着重要的影响。

三维有序大孔二氧化硅的制备及其作为难溶性药物载体的应用研究的开题报告一、研究背景和意义随着新型药物的不断开发，药物的载体也需要不断更新和改进。

传统的药物载体材料存在很多不足，例如药物缓释效果不佳，对药物稳定性的影响较大等。

因此，研究新型的药物载体材料成为一个重要研究方向。

二氧化硅因其化学稳定性、生物相容性以及可调控的孔道结构等优异性能成为了一种具有广泛应用前景的药物载体材料。

而本课题将研究的三维有序大孔二氧化硅，由于其大孔结构和高度有序的孔道排列使得其具有更大的比表面积和更好的药物缓释效果，因此具有更广泛的应用前景。

二、研究内容和方法本课题的研究内容主要包括以下两个方面：1. 三维有序大孔二氧化硅的制备方法研究：本课题采用自组装方法制备三维有序大孔二氧化硅材料，具体方法为采用硬模板法，利用模板孔道的自组装性质和溶液中的硅前体分子，通过一系列反应步骤制备出三维有序大孔二氧化硅材料。

2. 三维有序大孔二氧化硅作为难溶性药物载体的研究：本课题选取某些难溶性药物，将其包覆在三维有序大孔二氧化硅内，研究其缓释效果和稳定性，并对比分析不同载体材料的药物缓释效果和药物稳定性。

三、研究预期结果1. 成功制备出具有大孔结构和高度有序孔道排列的三维有序大孔二氧化硅。

2. 研究得出将难溶性药物包覆在三维有序大孔二氧化硅内的最优工艺条件，以获得最佳的药物缓释效果和药物稳定性。

3. 研究结果有望促进二氧化硅材料在药物载体领域的应用，为开发新型药物、提高药物治疗效果提供新的思路。

四、研究计划本课题的主要时间安排如下：第1-2周：文献调研和资料整理。

第3-6周：制备三维有序大孔二氧化硅样品，并对其表征。

第7-8周：选定药物并实验验证其在三维有序大孔二氧化硅内的缓释效果。

第9-10周：优化三维有序大孔二氧化硅包覆药物的工艺条件。

第11-12周：对比分析不同载体材料的药物缓释效果和药物稳定性。

第13-14周：数据处理和结果分析。

离子液体[HMIM]Br和[HMIM]BF4对SiO2气凝胶制备的影响闫海瑞;戴洪义;徐飞【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2010(029)003【摘要】利用离子液体[HMIM]Br、[HMIM]BF4作催化剂,TEOS作前驱体在常压下制备出了高孔隙率块状SiO2气凝胶,并研究了离子液体对气凝胶制备的影响.离子液体[HMIM]BF4比[HMIM]Br拥有更好的催化性能,可以大大缩短凝胶时间,且两种离子液体制备凝胶过程中,凝胶时间都随n(IL)/n(Si)的增加而逐渐延长.在n(IL)/n(Si)=1.5时,制得密度最小、孔隙率最大的气凝胶;n(IL)/n(Si)>1.5时,随离子液体的摩尔比率的增加,气凝胶的密度增大,孔隙率、成块性和透明性逐渐降低.【总页数】3页(P213-215)【作者】闫海瑞;戴洪义;徐飞【作者单位】大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学,化工与材料学院,辽宁,大连,116034【正文语种】中文【中图分类】O648.1【相关文献】1.制备参数对SiO2气凝胶结构与性能影响的研究进展 [J], 郭思彤;吴会军;杨丽修;刘燕妮;杨建明2.TMCS/HMDSO混合改性剂对常压制备SiO2气凝胶的影响 [J], 邓凌峰;左小荣;卢斌;张丁日;周强3.酸碱条件对水玻璃为源制备SiO2气凝胶的影响 [J], 王冬冬;孙小飞;王自强;王泽华;王刚;李红霞4.MTMS基SiO2气凝胶的制备及其影响因素 [J], 贺香梅;徐壁;蔡再生5.不同硅前驱体对制备SiO2气凝胶透光率及比表面积的影响 [J], 吴华敏;张秋华;陈文军;吴斌;吴基俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ctab制备介孔纳米二氧化硅的原理以CTAB制备介孔纳米二氧化硅的原理引言：介孔纳米二氧化硅具有高比表面积、可调控的孔径和优异的吸附性能，被广泛应用于催化、分离、药物传递等领域。

其中一种常见的制备方法是利用CTAB（正十六烷基三甲基溴化铵）作为模板剂。

本文将介绍以CTAB制备介孔纳米二氧化硅的原理。

一、CTAB的作用机理CTAB是一种阳离子表面活性剂，在制备介孔纳米二氧化硅过程中起到模板剂的作用。

CTAB的结构中含有亲水性头基和疏水性尾基，能够在溶液中形成胶束结构。

在碱性条件下，CTAB的胶束会与硅源（如硅酸钠）发生静电作用和疏水作用，形成复合物。

二、模板剂的选择CTAB作为模板剂的选择是因为其分子结构与硅源有良好的相容性。

CTAB的阳离子头基与硅源中的阴离子发生静电作用，而CTAB的疏水尾基与硅源中的有机基团发生疏水作用。

这种相容性能够使得CTAB与硅源形成稳定的复合物。

三、模板剂的作用机理CTAB的作用机理主要有两个方面：一是形成模板剂-硅源复合物，二是调控介孔纳米二氧化硅的孔径大小。

1. 模板剂-硅源复合物的形成当CTAB与硅源在碱性条件下混合时，CTAB的胶束与硅源发生静电作用和疏水作用，形成复合物。

这种复合物的形成能够使得硅源在CTAB的模板作用下形成有序排列的介孔结构。

2. 调控孔径大小CTAB的疏水尾基在复合物形成过程中起到调控孔径大小的作用。

疏水尾基的长度可以影响复合物的稳定性和孔径大小。

当疏水尾基较长时，复合物的稳定性较好，孔径较小；当疏水尾基较短时，复合物的稳定性较差，孔径较大。

四、制备过程以CTAB制备介孔纳米二氧化硅的制备过程一般分为三个步骤：溶胶制备、凝胶形成和模板剂去除。

1. 溶胶制备将硅源（如硅酸钠）溶解在水溶液中，并加入CTAB。

在搅拌下形成均匀的混合溶液。

2. 凝胶形成在溶胶中加入碱（如氨水），调节溶液的pH值。

碱的加入能够使得溶胶发生缓慢的凝胶化反应，形成凝胶。