纳米中空二氧化硅的合成及负载磷酸锂催化剂的应用(3)

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1.2.2 介孔分子筛的分类及特点

如果按照化学组成分类，介孔材料可以分为硅基材料和非硅基材料两大类[12]。非硅基材料主要包括硫化物、过渡金属氧化物和磷酸盐等等，一般价态都可变，其展示出硅基介孔材料所不及的应用前景，可能成为介孔材料的新的应用领域。但非硅基材料热稳定性不好，经过煅烧后，其中的孔道结构很容易坍塌。

如果按照介孔结构是否有序，则主要可以分为无序介孔材料以及有序介孔材料[13]。对SiO2来说，无序介孔二氧化硅主要用做与微晶玻璃和普通的二氧化硅气凝胶等等，其孔道形状并不规整，且孔径分布范围很广。Stober等人于1968年发现用氨作催化剂，利用原硅酸四乙酯的水解反应制备小粒径的SiO2纳米球，原理是通过纳米粒子的自组装或者自聚集来最终合成具有无序介孔结构的二氧化硅微球，其孔径分布均匀[14]。目前无序二氧化硅仍广泛应用很多等领域，但随着合成有序二氧化硅材料不同方法的完善，无序二氧化硅将逐步被其取代。

介孔材料的结构和性能介于无定形无机洞孔材料和具有晶体结构的无机多孔材料间，其主要特征有[15]：具有规则的孔道结构，可在微米尺度保持高度的孔道有序性；孔径分布窄，且在1.5nm-30nm可调节；具有很好的热稳定性和水热稳定性；颗粒具有丰富的形貌。

1.3 中空形纳米材料的研究和发展现状

纳米材料的结构控制和性能研究已成为全球的研究热点。而其中一大类重要的纳米结构材料是中空球形纳米材料，它是纳米材料构建的新体系。中空球形纳米材料的特殊构造使得这种材料与其它块体材料相比具有比表面积大、密度小等很多特性，因此中空球形纳米材料的应用范围不断扩大。

中空微球的平均粒径常在纳米级至微米级，且其具有比表面积大、密度低、稳定性好等特点。中空球体因为有独特形态与结构在多个工程领域有应用前景，引起了广泛的关注[16-19]。首先，中空的二氧化硅微球可以被使用当做色谱分离中的载体，也可以被应用在生物制药方面，主要可用作生化试剂或磁性物质的保护剂以及控制药物缓释的载体。

1.4 中空纳米二氧化硅微球的制备方法及研究现状

1.4.1 溶胶-凝胶法

1.4.2 层层组装法

1.4.3 乳液法

1.4.4 沉淀法

1.5 本课题的主要研究内容

由上述的描述可以得知，中空材料是一个当今热门的研究课题，而具有中空结构的纳米SiO2在材料、医学、生物、化学、涂料等方面具有广阔的应用前景。本文采用溶胶-凝胶法制备出具有介孔结构的中空纳米SiO2对影响SiO2微球粒径及球壳厚度的影响因素，如：CTAB浓度、乙醇水比例进行分析讨论。并运用各种分析及测试手段，如：TEM、SEM、XRD、FTIR、BET 等对中空纳米SiO2进行表征。利用制备得的SiO2作为Li3PO4催化剂的载体，通过超声分散煅烧后，进行环氧丙烷异构化反应，从而考察负载后的Li3PO4催化效果以表明中空SiO2作为负载的作用。