用正電子湮沒譜研究煅燒對SBA-15熱穩定性的影響

李重陽 王飛躍 陳志權

用正電子湮沒譜研究煅燒對SBA-15熱穩定性的影響

李重陽1王飛躍1陳志權2

1（華北水利水電大學電力學院 鄭州 450045）2（武漢大學物理科學與技術學院 武漢 430072）

多孔材料由于具有高比表面積、高滲透性、吸附性和可組裝性等優異的物理化學性能，被廣泛應用于氣體吸附、電化學、藥物輸送、催化劑和催化劑載體等領域。多孔材料的應用性取決于其宏觀性質，尤其是孔隙結構的多樣性、孔徑的可調性、熱穩定性等對其大規模實際應用非常重要。利用正電子湮沒譜學（Positron Annihilation Spectroscopy，PAS）觀察了SBA-15的熱穩定性。以正硅酸四乙酯為硅源，P123為結構導向劑，合成了原生有序介孔二氧化硅（SBA-15）和550 ℃煅燒后的有序介孔二氧化硅（SBA-15）。將上述兩種SBA-15在100～1 000 ℃溫度下煅燒處理，觀察其孔隙結構的熱穩定性變化。采用小角度X射線散射（Small Angle X-ray Scattering，SAXS）、掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscopy，SEM）、高分辨透射電子顯微鏡（High-resolution Transmission Electron Microscope，HRTEM）、N2吸附/脫附（N2adsorption-desorption）和正電子湮沒譜學（Positron Annihilation Spectroscopy，PAS）等方法研究了兩種SBA-15有序孔隙結構的穩定性。正電子壽命測量結果表明：兩種SBA-15均存在4種壽命組分，較長壽命3和4分別對應于o-Ps在材料中微孔和二維六角的較大孔中的湮滅結果。隨著熱處理溫度的升高，這兩種SBA-15中較長壽命4逐漸降低，其強度4也逐漸降低，但煅燒后SBA-15較長壽命及其強度在600 ℃后下降更為明顯。同時，參數結果與正電子壽命的結果吻合較好，-曲線也表明煅燒后SBA-15孔隙類型在100～900 ℃間幾乎未發生變化。結果表明：煅燒后SBA-15表現出較好的熱穩定性，同時電子偶素（Ps）是一種非常靈敏的研究孔隙結構的探針。……