弱酸介质中介孔Zr-SiO₂的合成及形貌控制

来源期刊：复合材料学报2017年第11期

论文作者：吴正颖 朱文俊 林艳 崔如玉 刘成宝 陈丰 王东田 陈志刚 周兴

文章页码：2562 - 2570

关键词：介孔材料;Zr-SiO₂;形貌控制;弱酸性介质;

摘    要：直接在介孔SiO₂中掺杂金属Zr不是十分容易,这主要是由于在强酸介质中,Zr往往不能与Si源一起共缩合而被沉积到介孔SiO₂骨架中。因此,本文采用原位一步合成法,在含有模板剂、盐酸、醋酸锌的弱酸性水溶液中添加Si源和Zr源,通过原位共沉积,直接制备出具有介孔结构的Zr-SiO₂材料。研究结果表明:当合成母液中Zr与Si的摩尔比r≤0.2∶1时,所得样品具有高度有序的介孔结构;继续增加Zr的添加量（r=0.3或0.5）会使有序孔的规整性下降。随着合成体系中r从0.01变化到0.2,样品晶胞参数由9.7nm增加到10.9nm,孔壁厚度由1.4nm增大到2.6nm,证明了Zr对介孔SiO₂骨架的有效掺杂。通过改变样品中的Zr掺杂量还可以调控所得Zr-SiO₂材料的形貌,获得具有蠕虫状、葡萄状和麦粒状等形状规整的粒子。介孔Zr-SiO₂材料在去除水体中有机染料亚甲基蓝中表现出良好的性能。