兼具橢圓截面與螺旋結構之新型態中孔洞材料的製備、合成動力學研究與鑑定

Novel Helical Mesoporous Silica Nanostructures Correlated to a 2D-Rectangualr c2mm Ribbon Phase: Preparation, Characterization and Kinetically Morphological Control

黃威嘉(Wei-Chia Huang)

指導教授 ： 楊家銘

國立清華大學/理學院/化學系/博士(2011年)

摘要

我們利用混合的界面活性劑製作出同時具有螺旋孔道以及橢圓截面的新型態中孔洞二氧化矽材料，我們將此材料命名為MMT-1 (Mesoporous Material from Tsing Hua-1)。我們將MMT-1的研究主題分為三部分。第一部份是有關於螺旋中孔洞二氧化矽的形貌調控。當使用乙氧基矽烷(TEOS)做為矽源並且固定注射速率為7.5 ml/hr時，則顆粒的形貌總共有四種，而孔道的螺旋程度則可以分為低螺旋節距(short-pitch)以及高螺旋節距(long-pitch)兩種型態。我們認為MMT-1的形成機制與矽源的水解縮合速率以及微胞的聚集速率有很大的關係。我們再進一步利用動力學調控來控制MMT-1的形貌與螺旋節距。第二部分利用共聚合成法(co-condensation)合成功能MMT-1。我們選用不同的有機矽烷做為共矽源，合成具有功能性的孔洞材料，並對不同官能基的樣品鑑定中孔洞結構。我們更進一步針對具硫醇官能基中孔洞二氧化矽進行研究，發現增加有機矽烷的使用量時，會得到p6mm低螺旋節距的中孔結構。而我們認為具硫醇官能基會影響微胞曲度，導致結構相轉變。第三部分則是利用Au奈米棒為核種，合成Au/MMT-1複合材料。我們發現Au奈米棒的長度會影響MMT-1的外觀外，還能改變孔道的走向。

關鍵字

中孔洞二氧化矽 ； 螺旋結構 ； 帶狀液晶相 ； 形貌

參考文獻

7. Wight, A. P.; Davis, M. E., Chem. Rev. 2002, 102 (10), 3589-3613. Schuth, F.; Schmidt, W

9. Sayari, A.; Hamoudi, S., Chem. Mater. 2001, 13 (10), 3151-3168.

10.Feng, X.; Fryxell, G. E.; Wang, L. Q.; Kim, A. Y.; Liu, J.; Ke

17. Fan, J.; Yu, C. Z.; Gao, T.; Lei, J.; Tian, B. Z.; Wang, L. M.; Luo, QTu, B.; Zhou, W. Z.; Zhao, D. Y., Angew. Chem.-Int. E

Am. Chem. Soc. 1997, 119 (15), 3596-3610.