详细的原位XRD和量热研究硅酸盐的形成.doc

详细的原位XRD和量热研究硅酸盐的形成/采用碱性条件下的混合表面活性剂。影响表面活性剂的链长和合成温度 Isabelle Beurroies,?,? Patrik A ° gren,? Gunter Bu 1chel,? Jarl B. Rosenholm,? Heinz Amenitsch,§Renaud Denoyel,? and Mika Linden*,? MADIREL(CNRS-UniVersite属于普罗旺斯）泽西岛的中心，Department of Physical Chemistry, A ° bo Akademi UniVersity, Porthansgatan 3-5, FIN-20500 Turku，芬兰和生物物理学学会和X-射线结构调查，奥地利科学院。 二氧化硅详细的构造/表面活性剂合成碱性条件下复合材料已经被研究通过原位时间分辨与同步辐射小角x射线衍射。不同链的长度替溴铵表面活性剂（CnTAB）（n=14,16和18）以及混合物引发剂和两个不同的温度下进行测量。表面活性剂链长度之间的线性关系和六方晶系的d间距已经被观测，暗示一个理想的混合表面活性剂的超分子表面活性剂聚集。他展示了六方晶系相得结构主要被硅酸盐冷凝的速率运动的控制，而表面活性剂链长度的变化的影响是很小的在这种条件下。两个副反应，尽管部分时相关联的，遵循聚合-聚合凝结，控制成核和六方晶系相得成长，两步机制是微量热的一项研究证实了热的地方　进化在水解-缩聚反应作为时间的函数。 前言 介观体系控制有机-无机的合成，它能使介孔改进有机引发物，是一个很热门的领域。超分子表面活性剂对这个材料的综合体的模板剂起作用，典型的金属氧化物，和多数不同的液体结晶阶段被观察到的因为表面活性剂，复合材料也被观察到。中构造的形成在稀释系统是一个合作的过程,早期的阶段的形成是由之间的相互作用表面活性剂分子和部分冷凝含氧化合物。研究最多的硅酸这组的成员材料MCM-41，具有二维六角对称。MCM-41一般是在碱性条件下合成溴烷基三甲基胺盐表面活性剂。它已经被表明,中孔直径最终的材料依赖于链长合成表面活性剂用作结构综合体。进一步微调的孔隙直径是可能的如果与阳离子表面活性剂的混合物不同的官能团或不同的链长度用作为模板剂。各种原位技术应用于研究动力学硅酸盐-表面活性剂中间相形成和研究反应机制，最近被Patarin et al.和 Edler评估。很长时间认为完整的表面活性剂胶束对增加的硅酸盐凝结块有用。然而,最近荧光猝灭研究表明表面活性剂胶团只作为池表面活性剂,表面活性剂单体吸附部分凝聚在相反的位置硅酸盐单位。这些硅酸盐-表面活性剂,即。、无机　　高分子电解质-表面活性剂协同配合物组装　　形成了微孔介孔复合材料中间相。此外,时间分辨原位小角x射线散射和衍射研究被广泛用于研究自发的动力学介孔二氧化硅的过程，氧化锆，二氧化钛或者磷酸铝。使用同步辐射允许进行详细的研究由于短数据获得需要时间。大多数，即便不是全部 ，MCM-41形成过程的以前的原位XRD的研究在系统C16TAB一直作为模板剂一直在进行。不同链长在其他类似的实验条的表面活性剂的使用件可能阐明胶束的影响几何在中间相的形成动力学，自从棒状高分子胶束的形成是青睐的增加由于表面活性剂的链长增加由于增范德华力之间的表面活性剂胶束的引力增加。我们因此进行原位同步加速器XRD调查MCM-41形成的研究作为一个的替溴铵的平均链长功能表面活性剂被用作结构导向剂,在两个不同的合成温度。全面的数据分析可以比以前报道的我们和其他人更详细地研究,XRD数据 主要以定性的方式进行了分析。综合体成分选择适合原位同步研究，硅酸盐水解和缩合反应相对快速的在pH值约为10.7表面活性剂胶束的存在，和中间相的形成在环境条件下在几分钟内发生微量热法也用于遵循进化的热量过程中出现的各种反应。 实验部分 在奥地利粉煤灰进行了测量在电子储存环ELETTRA 光束，的里雅斯特，意大利， 利用一个线性位敏Gabriel探测器，粉煤灰的相机被设置为1.5米的长度,一个光子的能8凯文，一批反应堆的无论在哪反应进行描述在30或40°C以下过程:二元水溶液替溴铵(CnTAB n=14,16或18;Sigma-Aldrich) 添加氨(NH3 25%)。数据获得通过引发了的原硅酸四乙酯的添加物（TEOS，Sigma Aldrich；i；e，t=0）对表面活性剂;1024帧记录总时间，一开始10s归结原理,0.5秒后形成六方晶系,5s后结束，衍射模式已经规范化主要强度波动和背景散射水填充毛细管被减去，反应混合物的摩尔组成是H2O/NH3/CTAB/TEOS ) 165/3.7/0.14