用正电子湮没谱研究煅烧对SBA-15热稳定性的影响

摘要：

多孔材料由于具有高比表面积、高渗透性、吸附性和可组装性等优异的物理化学性能,被广泛应用于气体吸附、电化学、药物输送、催化剂和催化剂载体等领域.多孔材料的应用性取决于其宏观性质,尤其是孔隙结构的多样性、孔径的可调性、热稳定性等对其大规模实际应用非常重要.利用正电子湮没谱学(Positron Annihilation Spectroscopy,PAS)观察了SBA-15的热稳定性.以正硅酸四乙酯为硅源,P123为结构导向剂,合成了原生有序介孔二氧化硅(SBA-15)和550℃煅烧后的有序介孔二氧化硅(SBA-15).将上述两种SBA-15在100～1000℃温度下煅烧处理,观察其孔隙结构的热稳定性变化.采用小角度X射线散射(Small Angle X-ray Scattering,SAXS)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)、高分辨透射电子显微镜(High-resolution Transmission Electron Microscope,HRTEM)、N2吸附/脱附(N2 adsorption-desorption)和正电子湮没谱学(Positron Annihilation Spectroscopy,PAS)等方法研究了两种SBA-15有序孔隙结构的稳定性.正电子寿命测量结果表明:两种SBA-15均存在4种寿命组分,较长寿命τ3和τ4分别对应于o-Ps在材料中微孔和二维六角的较大孔中的湮灭结果.随着热处理温度的升高,这两种SBA-15中较长寿命τ4逐渐降低,其强度I4也逐渐降低,但煅烧后SBA-15较长寿命及其强度在600℃后下降更为明显.同时,S参数结果与正电子寿命的结果吻合较好,S-W曲线也表明煅烧后SBA-15孔隙类型在100～900℃间几乎未发生变化.结果表明:煅烧后SBA-15表现出较好的热稳定性,同时电子偶素(Ps)是一种非常灵敏的研究孔隙结构的探针.

关键词：SBA-15、孔隙结构、电子偶素、热稳定性

所属期刊栏目：45

分类号：O59;TL99(应用物理学)

资助基金：国家自然科学基金;中原科技创新领军人才项目

在线出版日期：2022-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：19-26