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介孔材料作为纳米线模板和吸附剂的应用研究
作 者: 周昌祥
导 师: 蓝闽波
学 校: 华东理工大学
专 业: 应用化学
关键词: 介孔材料 铂纳米线 丝网印刷金电极 有机硅烷 有机-无机杂化介孔材料
分类号: TB383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
介孔材料以其规则的孔道排列,可控的孔径大小以及坚硬的孔壁等优势,而被广泛用作模板剂,来制备各种金属纳米线。论文制备了垂直于电极表面的铂纳米线修饰的丝网印刷金电极;另外,介孔材料的微小孔道可以用作吸附剂,结合有机基团对重金属的特殊吸附能力,论文还研究了有机-无机杂化介孔材料,用于对重金属的选择性吸附。根据丝网印刷工艺,结合真空蒸镀技术制备了新型的丝网印刷金电极,结果表明,电化学特性较优,而且制作方便,价格低廉,可大批量生产。基于电助自组装机理(Electrically Assisted Self-Assembly, EASA),在丝网印刷金电极表面制备了介孔薄膜。通过电化学方法、SEM、TEM等技术对电沉积的介孔薄膜进行检测,结果显示介孔薄膜呈现六方规则排列的结构,孔径大约为3.6 nm。应用计时电势分析法(CP)将铂离子还原成铂原子,经规则的介孔孔道形成铂纳米线,就制备成了铂纳米线修饰的丝网印刷金电极。通过电化学方法、TEM和EDS等技术对铂纳米线进行检测,结果显示,铂纳米线的直径大约是3.2 mn。设计合成了两种有机硅烷,以此为硅源制备了有机-无机杂化介孔材料。用FT-IR、XRD、TEM和N2吸附解吸等温线等技术对其进行了性能检测,结果显示介孔孔道呈六方结构规则排列,孔径大约是4.2 nm。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-9 第1章 前言 9-21 1.1 介孔材料的简介 9-14 1.1.1 介孔材料的发展 9-10 1.1.2 介孔材料的制备原理 10-13 1.1.3 介孔材料的制备途径 13-14 1.2 介孔材料的应用领域 14-19 1.2.1 电化学领域 14-17 1.2.2 吸附剂 17-19 1.3 介孔材料的发展前景 19 1.3.1 材料的性能和技术应用 19 1.3.2 新材料的制备 19 1.3.3 介孔形态的控制 19 1.4 丝网印刷技术简介 19-20 1.5 论文研究内容 20-21 第2章 以介孔材料为模板的铂纳米线的制备及性能测试 21-40 2.1 引言 21 2.2 电沉积导电载体的选择 21-28 2.2.1 实验材料及仪器 21-24 2.2.2 实验过程 24 2.2.3 结果与讨论 24-28 2.2.4 小结 28 2.3 丝网印刷金电极的制备 28-32 2.3.1 实验材料及仪器 28-29 2.3.2 丝网印刷金电极的制备 29 2.3.3 丝网印刷金电极的检测 29-31 2.3.4 小结 31-32 2.4 在丝网印刷金电极上自组装介孔材料 32-35 2.4.1 实验材料及仪器 32 2.4.2 实验过程 32-33 2.4.3 结果与讨论 33-35 2.4.4 小结 35 2.5 有序铂纳米线的制备 35-39 2.5.1 实验材料及仪器 35-36 2.5.2 实验过程 36-37 2.5.3 结果与讨论 37-39 2.5.7 小结 39 2.6 本章小结 39-40 第3章 有机硅烷为硅源的介孔材料的制备及性能测试 40-48 3.1 引言 40 3.2 实验材料及仪器 40 3.2.1 试剂 40 3.2.2 仪器 40 3.3 实验过程 40-43 3.3.1 有机硅烷的合成 40-42 3.3.2 以有机硅烷为硅源制备介孔材料 42-43 3.4 结果与讨论 43-47 3.4.1 X-射线衍射分析(XRD) 43 3.4.2 透射电镜分析(TEM) 43-44 3.4.3 红外光谱分析(FT-IR) 44 3.4.4 N_2吸附/解吸等温线分析 44-45 3.4.5 介孔硅材料吸附金属性能的分析 45-47 3.5 本章小结 47-48 第4章 总结 48-49 参考文献 49-60 致谢 60-61 主要成果 61-62 附录 62-65
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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