硬模板法合成中孔洞氧化矽、氧化鋁空心球

Translated title of the thesis: Synthesis of Mesoporous Silica and Mesoporous Alumina Hollow Spheres by Using Hard-Templating Method
  • 張 勤

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究探討使用硬模板法合成中空結構的氧化矽，氧化鋁空心球。利用表面活化法將硬模板球表面活化後，再將材料包覆一層氧化矽、氧化鋁球殼。實驗中選用PMMA球作為有機硬模板，搭配AEO、gelatin、F127、PEG4000等無毒，高生物相容性的表面活化劑，成?合成結構完整、分散性佳、再現性高之中孔洞氧化矽空心球與帶有空心結構的氧化鋁空心球。 合成中孔洞氧化矽空心球中，調整適當的表面活化劑對PMMA球的重量比，使氧化矽完整包覆於PMMA球表面，最後以鍛燒方法移除有機模板和表面活化劑後，即可得到具有高比表面積271-1014 m2g-1之中孔洞氧化矽空心球。此外，也改變表面活化劑對氧化矽源TEOS的比例，調控氧化矽空心球球殼厚度25- 60 nm；最後利用不同尺度的PMMA球50- 800 nm合成不同尺寸之氧化矽空心球。 合成高結晶度分散性佳氧化矽空心球與碳/氧化矽複合材料中，探討使用不同鍛燒溫度移除有機硬模板PMMA球後對氧化矽空心球結晶度的影響，利用表面修飾法，修飾有機矽烷於氧化矽空心球的表面，合成較疏水性質的氧化矽空心球。此外本研究也使用裂解的方式，碳化有機硬模板合成碳/氧化矽複合材料，探討其吸附甲基橙染料的行為，可使30 ppm的甲基橙水溶液，在一天的吸附過後濃度降低至約0 ppm。 在合成中孔洞氧化鋁空心球研究中，利用明膠自身的多種官能基(-NH2、-C=O、COOH、-OH)和PMMA球形成氫鍵作用活化PMMA表面後，與氫氧化鋁帶部分正電荷和明膠部分負電荷產生的靜電吸引力，最後鍛燒移除有機硬模板和表面活化劑，合成出中孔洞氧化鋁空心球，此外嘗試利用不同氧化鋁源，皆可合成出具有空心結構之氧化鋁空心球。氧化鋁空心球具有熱穩定性高、低堆積密度、良好的保溫性質，可作為觸媒載體及耐火材料，具有高應用的潛力。
Date of Award2019
Original languageChinese
SupervisorHong-Ping Lin (Supervisor)

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