Синтез и физико-химические свойства блочного пористого SiO2 и композитов на его основе

• Автор: Мартынова, Дарья Олеговна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Формирование структуры блочного пористого диоксида кремния золь-гель методом посредством фазового расслоения

1.2 Дефекты структуры аморфного 8Ю

1.2.1 Характеристика и типы дефектов структуры 8Ю

1.2.2 Способы исследования дефектности

1.3 Способы осаждения серебра в пористой матрице диоксида кремния

1.4 Получение БЮг методом лазерной абляции

1.5 Современные области практического применения блочного пористого 8 Юг

Заключение
Глава 2. Методы получения и исследования материалов
2.1. Методики получения пористого диоксида кремния
2.2 Химическая модификация поверхности 8Ю
2.3 Получение частиц пористого диоксида кремния методом лазерной абляции
2.4 Введение неизовалентных ионов в структуру БЮг
2.5 Введение наночастиц серебра в матрицу 8Ю
2.6 Методы исследования полученных материалов
2.6.1 Исследование свойств поверхности образцов
2.6.2 Исследование параметров структуры материалов на основе 8Ю
2.6.3 Исследование элементного состава образцов
2.6.4 Проведение предварительных окислительно-восстановительных обработок композитов А^Юг
2.6.5 Исследование каталитических свойств серебросодержащих композитов на основе диоксида кремния
Глава 3. Состав поверхности 8Ю2 и немостиковые кислородные группы
3.1 Выбор методики введения серебра для получения композитов Ag/Si02, активных в реакции низкотемпературного окисления СО
3.1.1 Синтез и свойства композитов А^8Ю
3.1.2 Влияние способа введения серебра на каталитические свойства композитов Ag/SЮ2 в реакции окисления СО

3.1.3 Выбор оптимальных условий взаимодействия образцов с окислительно-восстановительной средой
3.1.4 Влияние окислительно-восстановительных обработок и воздействия реакционной среды на структуру и состав композитов А^8Ю
3.1.5 Исследование электронного состояния серебра на поверхности композитов с использованием метода спектральных зондов в ИК-спектроскопии
3.2 Изменение структуры носителя и свойств композитов Лg/Si02 на его основе
3.2.1 Синтез макропористого диоксида кремния и композитов Ag/Si02 на его основе
3.2.2 Варьирование стадии замены растворителя в ходе золь-гель синтеза и композиты на основе полученного 8Ю
3.2.3 Изменение структуры и плотности силанольного покрова поверхности мезопористого БЮг и композитов на его основе
3.2.3.1 Изменение соотношения [НгО]/[ТЭОС] и режима термообработки
3.2.3.2 Исследование влияния количества порообразователя (ПЭГ) и его молекулярной массы
3.2.4 Исследование влияния содержания силанольных групп на поверхности БЮг на свойства композита А^вЮг
3.2.5 Влияние структуры носителя на каталитические свойства композитов
3.2.6 Модифицирование поверхности при сохранении структуры мезопористого 8Ю2 и её влияние на свойства серебросодержащих композитов
3.2.6.1 Восстановление силанольного покрова поверхности диоксида кремния обработкой аммиаком
3.2.6.2 Физико-химические и каталитические свойства композитов Ag/Si02 на основе диоксида кремния, предварительно обработанного аммиаком
3.2.6.3 «Защита» силанольных групп путём метоксилирования поверхности
3.2.6.4 Каталитические свойства образцов серебросодержащих композитов после метоксилирования поверхности носителя БЮг
Заключение
Глава 4. Кислород-дефицитные центры в структуре 8Ю
4.1 Исследование кислород-дефицитных центров методом ИК-спектроскопии
4.2 Спектрально люминесцентные свойства 8Ю2, полученного золь-гель методом
4.3 Формирование кислород-дефицитных центров в структуре 8Ю2 ведением ионов меди на стадии золь-гель синтеза 8Ю
4.4 Формирование кислород-дефицитных центров в структуре 8Ю2 ведением ионов самария на стадии золь-гель синтеза 8Ю
4.5 Структура и свойства частиц диоксида кремния, полученных методом лазерной абляции, и их влияние на каталитические свойства серебросодержащих композитов на их основе

4.5.1 Структура и состав частиц диоксида кремния, полученных лазерной абляцией
4.5.2 Изменения структуры и состава частиц в Юг в процессе термической обработки в среде кислорода и аргона
4.5.3 Композиты Ле/8ЮХ на основе абляционного диоксида кремния
4.5.4 Сравнение свойств образцов 81СЪ, полученных методом лазерной абляции и золь-гель методом
Заключение
Основные результаты и выводы
Список литературы

Глава 2. Методы получения и исследования материалов
2.1. Методики получения пористого диоксида кремния Методика 2.1.1 Синтез мезопористого блочного диоксида кремния золь-гель методом Стандартная методика синтеза пористого блочного SiOi состояла в следующем: 6 г полиэтиленгликоля (ПЭГ) растворяли в 25 мл дистиллированной воды, добавляли 0,6 мл азотной кислоты и 28 мл тетраэтоксисилана (ТЭОС). Далее исходную смесь перемешивали при комнатной температуре в течение часа. 'Полученный золь помещали в герметично закрытые пластиковые контейнеры. Гели созревали в течение пяти суток при 50 °С. Затем образцы ополаскивались дистиллированной водой и погружались в 25 % раствор аммиака на 5 суток. После этого образцы высушивались при комнатной температуре в течение пяти дней и подвергались термической обработке до температуры 550 и 900 °С со скоростью нагрева 5 град/мин. В результате были получены образцы М3 550 и М3_900.
Для исследования влияния условий синтеза на свойства материалов проводили варьирование различных параметров на всех стадиях золь-гель синтеза.
В таблице 1 представлены образцы, в процессе получения которых варьировали состав реакционной смеси. Изменяли такие параметры, как содержание воды, количество и молекулярную массу норообразователя в исходной смеси.
Таблица 1. Состав реакционной смеси для синтеза пористого диоксида кремния
Образец m (ПЭГ), г Mw, г/моль V (Н20), мл V (ПЫОз), мл V (ТЭОС), мл
М31 6 35 000 25 0,59 27,
М32 6 35 000 27 0,59 27,
МЗЗ 6 35 000 28 0,59 27,
М34 6 35 000 31 0,59 27,
М35 4 35 000 27,9 0,59 27,
М36 3 35 000 27,9 0,59 27,
М37 6 100000 27,9 0,59 27,
В таблице 2 представлены образцы, при получении которых изменяли температуру и скорость термообработки.