（材料学专业论文）中空核壳介孔二氧化硅材料的合成与表征.pdf

a b s t r a c t 7 、 4 i i ii11 iii i i ii l l lu li ll1 1 1 1 1 0 y 17 3 3 7 8 7 n o w d a y s ，t h ei s s u e so fe n v i r o n m e n t a la n dg l o b a le n e r g yi st h em a i nb o a l e n e c k t or e s t r i c tt h ed e v e l o p m e n to f s o c i e t y m o r ea n dm o r ee n v i r o n m e n t f r i e n d l ym a t e r i a l s i n t r i g u ew i d e l yi n t e r e t i n gt os c i e n t i s t s t h em a t e r i a l s 、析ms p e c i a lm o r p h o l o g ya n d s t r u c t u r ew h i c hp o s s e s so fg o o dp r o p e r t i e sa r ee x p e c t e dt ob et h es o l u t i o nt ot h ei s s u e o fd e p l e t i o no ff o s s i le n e r g y i n p a r t i c u l a r l y , t h es i l i c am a t e r i a l sh a v ear a p i d d e v e l o p m e n ti nr e c e n ty e a r s i no u re x p e r i m e n t ，w eh a v eo b t a i n e dm c m 一41a n ds b a 15b ys 0 1 g e lm e t h o d f u r t h e r m o r e ，w et r yt oc h a n g es o m ec o n d i t i o no ft h es y n t h e s i sc o n d i t i o nt of a b r i c a t e s p h e r i c a lp r o d u c t s u l t i m a t e l y , w ec o m b i n e dm e s o p o r o u sm a t e r i a l sw i t hh o l l o w s p h e r i c a lm a t e r i a l sf o rp r o d u c i n gan o v e lm a t e r i a l ，w h i c hi sp o s s e s so ft h e b o t h p r o p e r t i e sb e l o n g i n gt ot h ea b o v et w oi r t e r e s t i n gm a t e r i a l s ，a n de x p e c tt oa p p l yt h e s e m a t e r i a l si nt h ed y ea d s o r p t i o na r e a m e s o p o r o u ss i l i c ah o l l o ws p h e r e sw e r es y n t h e s i z e db yam o d i f i e ds t 6 b e r m e t h o d ，p r o c e s s ，u s i n gt e o sa sa ni n o r g a n i cp r e c u r s o ra n dc e t y l t f i m e t h y l a m m o n i u m b r o m i d e ( c t a b ) a n dp o s i t i v e l yc h a r g e dp sl a t e xa sb i n a r ys t r u c t u r e - d i r e c t i n ga g e n t s u p o nc a l c i n a t i o n , t h er e s u l t a n ts h e l lo ft h es i l i c ap r o d u c t s p o s s e s saw o r m l i k e m e s o p o r o u ss t r u c t u r ew i t hap o r ed i a m e t e ro fa b o u t2n i i l ，al a r g es p e c i f i cs u r f a c ea r e a r a n g i n gf r o m19 2 4 3m 2 gt o15 15 5 3m 2 g 1 1 1 et h i c k n e s so ft l l es h e l li st u n a b l ef r o m 2 0 n mt o6 0 n mb ya d j u s t i n gt h er a t eo ft e o s p s m a n yt e c h n i q u e sw e r ee m p l o y e dt o c h a r a c t e r i z et h es a m p l e ，s u c ha sn i t r o g e na d s o r p t i o n d e s o r p t i o ni s o t h e r m s ( b e t ) ， s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y ( s e m ) ，f i e l de m i s s i o ns c a n n i n ge l e c t r o n i cm i c r o s c o p y ( f e s e m ) 、t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n i cm i c r o s c o p y ( t e m ) a n ds oo n i nt h i sp a p e r , w e a l s ou s eu l t r a v i o l e t - v i s i b l es p e c t r o p h o t o m e t r y ( u v - v i s i b l e ) t os t u d yt h em e t h y lb l u e a d s o r b e di n t ot h eh o l l o ws p h e r i c a lm e s o p o r o u s s i l i c a k e y w o r d s ：m e s o p o r o u s ；c o r e - s h e l ls t r u c t u r e ；h o l l o wm a t e r i a l ；s i l i c a ；m o r p h o l o g y l 目录 弓i 言1 第一章文献综述2 1 1 软化学在材料学中的发展2 1 2 多孔材料3 1 2 1 多孔材料的分类3 1 2 2 微孔材料的发展- 3 1 2 3 人造分子筛的合成3 1 3 晶化过程：4 1 3 1 组建单元模型。4 1 3 2 有机模板法j 4 1 3 2 1 有机物体系的作用5 1 3 2 2 模板效应_ 5 1 3 2 3 分子筛的特性及其应用7 1 4 介孔材料的诞生和合成8 1 4 1 有机物模板剂1o 1 4 2m o s 模板体系：1 0 1 5 表面活性剂形貌的影响：1 l 1 5 1 极性端的静电力作用。1 2 1 5 2 基于m o s 体系的有机胶化剂。1 3 1 6 模板剂的选择：1 4 1 6 1 聚合物模板剂一1 4 1 6 2 嵌段共聚物模板剂1 4 1 6 2 1 其他纤维介质。15 1 6 2 2 二氧化硅材料1 5 1 6 3 二氧化硅材料形貌及表面修饰1 6 1 6 4 纯二氧化硅材料的骨架结构。1 6 1 6 4 1 掺杂金属的混合体系：1 8 1 6 4 2 介孔材料的表面官能化：。1 8 1 6 4 3 形成机理1 9 1 6 4 4 液晶模板( l c t ) 方法。2 0 1 6 4 5 协作自组装路途2 1 1 6 4 6 硅酸盐模板的相互作用：聚电解质混合物模型2 2 1 6 4 7 二氧化硅微观结构形成与转化的总结：2 3 l 一一 1 6 4 8 无机物骨架结构的稳定性：2 5 1 6 5 材料的形貌2 5 1 7 本论文选题的目的、意义和研究的内容2 6 1 ，7 1 目的和意义2 6 1 ；7 2 研究内容o “。2 6 第二章研究方法2 7 2 1 化学试剂及规格：。2 7 2 2 实验仪器2 7 2 3 多孔材料的结构表征2 8 2 ：3 1 介孔材料的孔道排列有序性2 8 2 3 2 多孔材料的孔形态、比表面积、孔体积及孔径2 9 2 3 2 1 吸附平衡等温线：2 9 2 3 2 2b e t 表面积：2 9 2 4 多孔材料的微结构表征：。：3 0 2 4 1 多孔材料的三维立体显微孔结构的表征：。3 0 2 4 2 多孔材料的骨架晶体结构及原子尺度显微孔结构表征。3 0 2 5 傅立叶红外光谱仪( f t - i r ) 31 2 6 紫外可见分光光度仪( u v - v i s a b l e ) 31 ： 第三章= 氧化硅材料的制备与研究：3 2 3 1 引言3 2 3 2 各种二氧化硅介孔材料的制备：3 4 3 2 1s b a 1 5 的制备：。：一3 4 3 。2 2 球状s b a 1 5 的制备：3 4 3 2 3m c m 4 1 的制备o 。3 4 3 2 4 蠕虫状孔道的二氧化硅球的制备：3 5 3 2 5 蠕虫状孔道的中空二氧化硅球的制备：3 5 3 2 6 二氧化硅p s 混合球体的制备：3 5 3 2 7 二氧化硅c 混合球体的制备：3 5 第四章蠕虫状孔道的中空二氧化硅球的制备：3 7 4 1 引言3 7 4 2 产品的制备及性质3 7 4 3 各因素对其的影响4 l 4 3 1 带不同电荷p s 球对产品的影响：4 1 4 3 2 溶剂对产品的影响：4 7 i ： i ； 4 。3 3 表面活性剂对产品的影响：5 0 4 3 4 二氧化硅球壳厚度的调控：矗5 5 4 3 5 老化对产品的影响5 6 4 3 6 搅拌对产品的影响5 7 4 3 7 体系中c t a j 3 t e o s 比例对产品的影响。5 8 4 3 8p s 模板对产品的影响- 。5 8 第五章其他二氧化硅产品6 0 5 1s b a 15 ：6 ( ) 5 1 1 无形貌s b a 1 5 _ ：6 0 5 。1 2 影响s b a 1 5 的一些因素6 3 5 1 3 球状s b a - 15 ：6 3 5 2 使用c t a b 作为模板剂制备的二氧化硅材料6 5 5 2 1 无固定形貌的m c m 4 1 ：。：6 5 5 2 2 蠕虫状孔道的二氧化硅球的制备6 7 5 。2 3 二氧化硅c 混合球体的制各j 6 7 参考文献7 l i 致谢l 7 7 攻读学位期间的研究成果_ 7 8 学位论文独创性声明：7 9 引言 引言 自从1 9 9 2 年m 4 1 s ( m e s o s t r u c t u r e ds i l i c a t e s ) 家族的首次发现以来【l 2 】，介孔材 料由于其出色的特性受到了广泛的关注，比如其孔壁结构，大比表面积，孔径尺寸 的可控性，以及各种各样的介孔结构都是近年来科学家们所致力研究的方向。在这 些材料中，m c m 4 1 ( m o b i l ec o m p o s i t eo fm a t t e r 简写为m c m ) 和s b a 1 5 ( s a n t a b a r b a r a - 1 5 ) 无疑是其中最为重要和著名的产品，它们都拥有高度有序的六方形介孔 结构，因此在石油化工、催化领域、分离提纯、生物材料载体等领域有着非常重要 的应用。 随着社会的发展，介孔材料在各行各业中的应用变得越来越重要，因此为了符 合和适应更多领域的要求，各种各样形貌的硅材料得以发展跟研究 3 - 9 l 合成尺寸均 一，形貌可控的中空结构材料是目前材料化学领域中发展最快的一个分支。据我们 了解，自从k o w a l s k i 在1 9 8 4 年第一次合成中空球状材料以来【1 0 1 ，各种形貌的中空 材料得以迅猛发展。 在2 l 世纪的发展过程中，纳米科技将会在某些领域的表现出强有力的上升趋 势，从而将这门科学推向一个更高的层面，比如在生物学中的运用，毫无疑问将会 掀起一场波澜。不管是无机材料，有机材料，甚至是无机有机混合材料在纳米结构 的可控性上都展现了巨大的进步，这些材料更容易集成化和小型化，从而能够轻而 易举的承担起于生物科学和其他科学的纽带作用。在微观世界中通过这些材料的自 组装作用将有机材料，无机材料，甚至生物材料结合在一起创造出多种多样的新型 多功能材料是一条令人兴奋的探索道路，这些材料因其优秀且独特的性质将会在各 个领域中大放异彩。 ， 青岛大学硕士学位论文 ；第一章文献综述 1 1 软化学在材料学中的发展 软化学反应( s o f tc h e m i s t r y ) 是指反应过程是分子或者胶体前驱物在低温低压 的条件下进行的化学反应，目前基于这个其上的许多创新实验方案都能够得到拥有 特殊纳米结构的材料，且结构的可控性良好。 温和的溶胶凝胶化学体系可以依靠简单的改变体系中的各项参数，例如p h 值， 浓度，反应温度，溶液的亲水性，亲油性或者体系中的相反电荷的比例，从而在很 大程度上的改善甚至破坏大分子的自组装过程。这些反应条件的改变，可以导致最 后的产品在形貌、结构以及性质上存在巨大的不同l l 卜j 。 最终产品的微观结构以及性质在很大程度上是依赖于组成这个材料的有机或者 无机组分本身的化学性质，但是同样需要考虑两种材料的协同作用。因此，正确的 处理好两种材料在界面上产生的相互作用，是得到一个理想材料的关键。 目前发展的较为迅猛的软化学体系是利用模板剂引导产物最终在微结构 ( 2 1 0 0 m ) 上得到特殊的结构或者形貌，这些模板剂能够与无机物或有机物等组成 混合物的网络结构，从而导致前驱物有序的排列，在最终产品的形貌上起到了指导 作用。这方面最好的例子当属介孔有机混合材料以及介孔无机材料【1 4 。1 纠。 这些合成材料的灵感都是来自于我们所生活的自然界，实际上，在几亿年前， 大自然就给我们带来了能够表现各种奇妙特性的材料，比如能够发光的鱼，昆虫奇 妙的眼睛，动物的牙齿，骨骼等等，这一切天生的东西都是经过自然界的筛选，拥 有着高选择性的结构。这些异常复杂的结构是由特殊的化学键接而成，我们所能见 到的这些将会带领我们去探索和发现一条崭新的新型材料之路。 近些年来，越来越多的科学团队致力于发展能够承担起更多功能的新型材料， 他们的目标是研究模板以及前驱体在界面上的相互作用，以及对最终产品的结构和 性能产生如何的影响。所有的努力，将会使我们更加明白反应的机理及过程1 2 m j 。 沸石，和相关的多孔固体材料，例如硅材料，或者其他的混合物，可以用很多 种方法制得，这里也已经有很多的相关文献记载【2 5 2 8 】。不用怀疑，这些拓新的方法 将会允许先进的多功能材料在许多领域得以应用，这些领域包括：光学应用、电、 机械、滤膜、感应器、生物应用等等。 2 第一章文献综述 1 2 多孔材料的分类 根据i u p a c 所定义的分类【2 9 1 ，固体多孔材料的区分可以按照它们孔径的尺寸分 为三个主要的种类，当d 2n m ，我们将其划分为微孔材料，等2n m 啊 k a 天：? ；0 、埘 图1 2s i l i c a l i t e - i 的形成路线 f i g u r e1 2 s c h e m eo ft h ep r o p o s e df o r m a t i o nm e c h a n i s mo fs i l i c a l i t e - 1 1 3 6 分子筛的特性及其应用 因为这些材料在分子级别上能够有效地进行调节以控制孔结构及孔径尺寸，人 工沸石材料是完美的形状选择性分子筛。在其无机物骨架结构中，存在着与其互补 的阳离子，这些阳离子，例如质子，碱土等在孔洞结构中，可以给与这些材料负电 性和催化效果，这些特点被广泛的应用在工业中。而且他们本身的亲水或者亲油的 特点能够使这些产品在一些特殊的条件下完成吸附任务，无论是在液相情况还是在 气体中都能够大展身手。这些分子筛材料的主要应用在吸附干燥，催化，去污三大 方面。 这三个主要的应用占据了分子筛材料应用领域的半壁江山还要多，再生产石油 这个行业的贡献尤为突出，生产无磷肥皂从而改善我们的生活环境也是占了很大的 比重，当然这里还包括了其他无磷的洗涤制品。其他的很多应用，例如废水处理， 土地改良，宠物食品等也是使用了自然条件下产生的分子筛材料。最近的一些贡献 7 ? 孓双芍 青岛大学硕士学位论文 包括使用这些材料作为抗菌材料或者阻燃材料。 4 6 4 7 1 在化工领域的应用变得越来越 重要，同质催化剂的效果往往能够比异质催化剂的表现更为出色，值得注意的是， 目前为止，在种类繁多的分子筛材料中，能够运用在工业中或者能够在工业中发挥 潜能的材料还不是很多，我们依然有很长的路要走。 1 4 介孔材料 先不去理会人工沸石所做出的巨大贡献，我们把目光聚焦在人工沸石的性质和 结构上不难发现，其较小的孔径尺寸大大制约了微孑l 材料在实际中的应用。在过去 的2 0 年中，在此领域上的一项伟大成功是制取了更大孔尺寸的分子筛。 在模板剂存在的条件下，使用大分子组装技术( 胶束聚集而不是分子的集合) 为我们带来了一个全新的家族m 4 1 s ，在1 9 9 2 年，m o b i l 公司第一次合成出的这 种材料拥有均一的孔径分布，和规则的孔径结构。 m 4 1 s 的成员们在二维方向上拥有六角形( m c m 4 1 ) ，立方形( m c m 4 8 ) 等 结构特征。合成出大孔径的分子筛所带给我们的不仅仅于此，因为介孔材料的发现， 在整个科学社会中又涌现出了更多的概念和想法，就像s m a n n t 2 1 】提出的“软化学 概念等等。合成无机材料或者混合材料在各级别的微观世界里都呈现出了形貌的可 操控性，越来越多特殊形貌的材料面世。另外与其相关的重大发展就是跨领域的合 作，生物与化学的携手使得介孔材料的应用领域更为扩张，为方便两者的结合，材 料的形貌，孔径结构都需要设计更为精妙的试验方案，自然界中本来就存在着形态 各异的大分子和微结构，这些奇妙的物质为我们提供各种各样的用途，现在，我们 可以使用自己的双手去创造相似的材料帮助我们更好的适应环境。 在这里不得不说的是，一个永恒的目标就是继续发展无机或者混合材料，这些 材料在各行各业都有着潜在的用途，比如催化领域【2 8 】光学、感应器、分离提纯、药 物运输【1 0 1 、吸附、声学和电学、超轻型结构材料1 4 9 , 5 0 等等。 在这种情况下，继续增大多孔材料的孔径尺寸无疑也是奋斗目标之一i 更大的 孔径尺寸能够允许大尺寸的分子进入多孔材料主体内部。大孔材料因为可能改善其 运输能力，同样受到越来越多的关注，大的孔径能够最大限度的提升客体分子在孔 道中的流动和渗透，这样对于很多分子就不存在限制了。从这点考虑，某些应用将 会更加乐于接受它们，比如催化、吸附、运输和感应器行业。 对于材料的孔径结构和形貌控制，在有机模板剂的选择上可以从小到几埃大到 纳米级别之间作出决策。选择合适的模板剂是合成多孔材料的关键点之一。 第一章文献综述 1 4 1 介孔材料的合成 “软化学 实际上是指模仿在生物环境中生产介孔材料，从这个观点出发，典 型的合成条件就是低温，同时存在有机物、无机物甚至生物材料。这个体系中前驱 物的选择种类非常多样，形貌的可控性也能达到人们预期的效果。对于这个领域的 探索一直在进行，到目前为止更是有越来越多的合成方案发展出来f 2 l 捌，比如说智 能材料，范围从微结构材料到拥有更多结构体系的复杂材料。在过去的十年里，这 一领域的发展被证明是很成功的【乃j 。 l ，a _ 毒7 照鬟零 国国 液晶摸扳枫瑷 灞性剃 m ( o r ) n 娑的聂删 n 渊嘴的褥删 7 摊8 貉 奔魏氧化物 图1 3 介孔材料的主要合成路线。介孔结构可以先于无机物源的加入形成( 路线a ，或者 与无机物源共同作用后形成( 路线b ) 。路线c 为n b b 型合成路线。 f i g u r e1 3 m a i ns y n t h e t i ca p p r o a c h e sf o rm e s o s t r u c t u r e dm a t e r i a l s t h em e s o s t r u c t u r ec a n b ep r e v i o u s l yf o r m e d ( r o u t ea ) ，o rac o o p e r a t i v ep r o c e s s ( r o u t eb ) c a nt a k ep l a c e r o u t ecm a k e s 9 ，粼 辫一。n 懿。、j、， 鼢。i b 青岛大学硕士学位论文 l l s eo fp r e f o r m e dn a n o b u i i d i n gb l o c k s ( n b b ) 合成这些材料的主要路线分为两种，如图1 3 ，在这些合成过程中必须要完全的 调整好各个反应物的比例，正确处理不同化合物接触所产生的界面，才能掌握好整 个化合物体系，化合物之间的关系，以及最终产品的结构特征等等。其中正确认识 有机物无机物产生的界面并据此采用恰当的合成方法是得到规则结构材料最为关 键的因素。 第一种合成路线是，大分子模板剂始终存在于反应体系中，模板的自组装过程 可以随着无机物骨架同时形成，如图1 3a 路线；也可以先于无机物骨架结构形成， 如图1 3b 路线。无机物前驱体可以通过水解后进行自组装围绕模板剂胶束形成一 个结构复制品。 第二种合成路线如图1 3c ，在反应体系中，一个纳米级的无机物单元首先形成， 这个纳米分子的形成不仅可以在溶液中，也可以产生在胶体或者胶束内部，紧接着 形成复杂结构的材料。从动力学上控制这些纳米级构建单元( n b b ) 是合成一个理 想材料的关键。这些单元可以在接下来通过有机物相连接，最终形成有序结构。 用于制备介孔材料的有机模板剂可以简单的分为三类：单分子组织体系 ( m o s ) 、聚合物模板剂、其他纤维介质。 1 4 2 帅s 模板体系 模板剂能够形成结构是静电吸引力跟排斥共同作用所导致的结果，在单一组分 或者多组分的介质中往往得到的结果也不相同。比如说i 在液相条件下，存在很多 的组分表现出强烈的各向异性能够导致一个集合从纳米级向微米级机型转变，及可 能是纳米级的胶束集合延展成层状的薄膜结构，或者双层结构等等。双亲性分子和 模板及分子拥有一个极性的头结构和一个非极性的尾部结构，这种结构致使他们在 溶剂中有能力聚集起来，在这种艰苦的条件下，双亲性分子将会采取一定的措施去 适应这种环境，从能量学角度上分析，这些分子将会聚集起来，当这些分子在溶液 中的浓度超过临界浓度( c m c ) ，就会聚集起来形成胶束，不溶解的部分会被包围 在内部，而外部则是与溶剂相亲的部分。 这些分子的结构形貌和分子间的作用力( 双亲性、库伦力，氢键) ，以及反应体 系中的熵变会引导整个反应溶液向胶体体系转变，分子发生自组装后可以展现出很 多不同的微结构，包括球形，圆柱状，平板形，网状等【5 l 】。这些结构的形成往往是 依靠固体分子本身的各项性质。许多双亲性分子联系在起，进行自组装形成了大 量胶束，他们之间存在的联系只是非常弱的相互作用，比如范德华力，氢键和静电 力作用，而不像分子键那样牢固。 1 0 第一章文献综述 也就是说模板剂分子所固有的特质将会决定最终的产品结构，集合起来的胶束 的形貌以及有机物无机物界面的作用力( 在溶液中可能是溶液和胶束之间的作用) 。 因此，充分了解和探索表面活性剂的极性头部结构和其所显示的电荷是制各产品必 不可少的一环。 1 5 表面活性剂形貌的影响 模板剂因为各自的性质不同而集合起来形成的胶束的各种各样的形状，但这并 不代表在一个体系下同一种模板剂只能表现为种形貌，我们经常可以发现在一个 体系下同时存在两种不相同形貌的胶束，他们可以是由一种模板剂构建。我们总结 了一些胶束结构，如图例1 4 所示。在一些胶体体系中，更为复杂的组合形貌都可 以由模板剂组成。 b 朦 黼 溯瀚徽渺 c def： 图1 4 胶束结构：c a ) 球状( b ) 圆柱状( c ) 双平面( d ) 反向胶柬 ( e ) 双连续相( f ) 脂质体相 f i g u r e1 4 m i c e l l a rs t r u c t u r e s ：a ) s p h e r e ，b ) c y l i n d e r , c ) p l a n a rb i l a y e r , d ) r e v e r s e sm i c e l l e s ，e ) b i c o n t i n u o u sp h a s e di i p o s o m e s 随着液相中模板剂浓度的一再上升，很多形态的胶束都会呈现出来，往往会遵 1 1 青岛大学硕士学位论文 循某些特定的规律，例如球形，圆柱形，薄板形，反球形，反圆柱形。这些规律将 会视反应体系的各项指标的不同而有所变动。 不同的模型被用来解释这些实验现象，主要列入考虑的因素包括以下五个：l ， 疏水性在有机链结构之间产生的相对作用；2 ，分子结合后对形貌的限制作用；3 ， 聚集体中分子的相互交换；4 ，分子结合过程中引起的熵变和焓变；5 ，极性头部之 间的静电排斥力。 ： i s r a e l a c h v i l i 和他的同事，f i t 5 2 , 5 3 1 基于结构学的考虑所带来的一个比较简单的模型 理论，利用这个理论可以解释和预言每一种类型的分子最终可以形成什么胶体结构。 h u o 5 4 1 在这个基础上又进一步研究了此理论，从各种因素进行考证，其中包括 表面活性剂的固有性质，p h 值，是否存在共溶剂以及共模板剂，在考虑到这些因素 的综合作用下，探索了其对相转化的影响。在二氧化硅体系中胶束可以按照以下这 个顺序进行转变；立方结构( p m 3 n ) 一六面结构( p 6 m ) 连续双立方结构( i a 3 d ) 一薄 板状结构【1 4 8 , 1 4 9 1 。 1 5 1 极性端的静电力作用 模板剂和可溶性的无机物源共同作用直接和成了介孔结构的m c m 4 1 型材料， 在模板剂和无机硅源之间产生的强大的相互作用使得合成物最终形成。在这种阴离 子表面活性剂存在的条件下，形成介孔结构材料主要是受到静电力相互作用所致。 在一些简单的情况下，表面活性剂( s ) 跟无机物源( i ) 的表面基本是带有相反电 荷的。两个明显区别的主要合成路线是s + r 和s - r t 5 5 , 5 6 1 。另外还有两种不同的合成 路线被认为是间接合成路线，拥有同种电荷的无机物和表面活性剂同样可以通过自 组装形成介孔结构混合物。这其中就引入了一个相反粒子来对两者进行协调和引导， 比如在酸性条件下的s 太。i + 路线，是需要使用卤素离子进行协调= c 1 。，b r - ) ，碱 性条件下和中性条件下的s - m + i 路线( m + 二n 矿，我们将在图1 5 中展示这些反应 中常见的相互作用力。 其他的一些基于中性模板剂的合成路线，主要是依靠模板剂与无机物体系之间 的氢键作用或者双极性作用合成产物，我们将其称为中性合成路线。s o l o t ? 7 , s s l ， n o i o f 5 9 , 6 0 ，和种f r 。 ， 第一章文献综述 图1 5 图中展示了不同类型的二氧化硅表面活性剂界面之间的相互关系。 s 代表表面活性剂分子，i 代表无机物骨架。m + 和x 代表相应的相反电解质离子。 除i o s o 情况外，溶剂分子没有出现在图中；虚线表示氢键作用。 f i g u r e1 5 s c h e m a t i cr e p r e s e n t a t i o no f t h ed i f f e r e n tt y p e so fs i l i c a - s u r f a c t a n ti n t e r f a c e s sr e p r e s e n t st h es u r f a c t a n tm o l e c u l ea n dlt h ei n o r g a