二氧化硅固态多孔材料的制备及其光学特性研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:PeNgxionglifanG2
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多孔材料因为其结构和光学特性被广泛应用。本文我们主要通过实验研究PS@SiO2复合微球并制备较低密度的 SiO2多孔材料,对样品进行了密度、拉曼谱测试和紫外可见吸收光谱测试,分析其密度及光学特性。研究主要内容和创新点包括以下几个方面:  首先我们用分散聚合法制备了4微米至10微米的PS微球,并在电子显微镜下表征,研究了影响PS粒径大小和单分散性的因素。实验结果表明,当其他条件不变,稳定剂PVP的用量增加时,PS微球的粒径变小;当单体ST用量增加,同时适量增加稳定剂PVP、引发剂AIBN和分散介质EtOH的用量时,聚苯乙烯微球的粒径变大。  其次我们采用溶胶凝胶法来制备PS@ SiO2复合微球,用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和拉曼光谱仪对其进行表征,研究其形貌及光学性质。实验结果表明,按照我们实验中的试剂配比关系在 PS微球的表面包覆了一层厚度约35nm的SiO2薄膜;在PS@ SiO2复合微球Raman光谱中有Si-O、Si-C和含碳化合物的峰;在PS@ SiO2复合微球UV-vis光谱中在328nm-384nm间也出现了碳化合物强烈的吸收峰,260nm附近出现了SiO2的吸收峰。  最后用化学浸泡法溶解PS@SiO2复合微球中的PS模板来制备较低密度的SiO2固态多孔材料。我们对样品密度进行了测量,分析了模板粒径、压强和浸泡时间对 SiO2固态多孔材料密度的影响,并对最终的样品进行了拉曼谱测试和紫外可见吸收光谱测试,分析样品的光学特性。实验结果表明:块体样品的密度在浸泡之前,随着PS模板的粒径增大而减小,随着压样压强的增大而增大;在用四氢呋喃浸泡除去PS模板时,样品的密度会显著降低,而且随着浸泡时间的延续密度降低速率减小,而且压样压强越大的样品,密度减小的速率越慢。通过浸泡样品中SiO2含量比例上升,Si-O、Si-C峰的强度增强,峰的强度随着压样压强的增大而减小,在UV-vis光谱中,SiO2固态多孔材料在328nm-384nm间也出现了碳化合物强烈的吸收峰,260nm附近出现了 SiO2的峰。
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