研发与应用
三维有序大孔ZrO,的制备与表征
赵玉翠，郑经堂，李石，刘颖
（中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室，山东东营257061）
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摘要：以自然沉积的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)胶体晶体为模板，用一定浓度的氧氧化错乙醇溶液为前驱体进行填充，最后通过烧除去模板得到了三维有序大孔（3DOM)ZrO,材料。从SEM照片观察到，3DOMZrO，可以看成是PMMA模板的逆复制，孔径大小均匀，排列整齐，整体上呈面心立方结构。孔径在260nm左右，收缩率约为
28%，孔壁填充完全。XRD结果表明，制备的3DOMZrO,孔壁为单斜晶型，晶粒大小为26nm。关键词：胶体晶体；面心立方结构；三维有序大孔材料；二氧化铬
中图法分类号：TG146.414
文献标识码：A
三维有序大孔(3DOM)材料除具有一般多孔材料的特点以外，还具有孔道排列规则有序、周期性强、孔径均一、孔结构分布均匀等优点，在光子晶体材料、大分子催化、大分子过滤、催化剂载体、电极材料等领域具有广阔的应用前景(1-7)。因此制备与研究3DOM材料已成为近年来多孔材料研究的热点。
由于胶晶模板法具有简单、成本较低及易于推广等优点，所以是目前制备3DOM材料最常用的方法，而且制得的大孔材料的孔径分布窄、孔隙率高。因为所获得的大孔结构是对模板的逆复制过程，所以可以向模板孔隙中填充不同的物质，制备各种有序大孔材料。ZrO，本身具有良好的电学、光学、热学性能和良好的机械强度，而且中心离子具有独特的电子构型，易于生成配合物，具有较好的催化活性。因此，ZrO,在燃料电池、光学元件、结构材料及催化领域有广泛的应用前景。合成具有新颗结构的ZrO,材料，有利于丰富ZrO,的存在形态，拓展ZrO，的应用领域，3DOMZrO，有望在催化剂及催化剂载体方面发挥独特的功能，其合成已有一系列相关报道18-10)，但文献中所使用的前驱体主要是锆醇盐，价格较为昂贵。本文以价格较低的
收稿日期：2008-04-22
文章编号：1008-5939(2008)06-028-04
ZrOCl2·8H,O为锆源，配成一定浓度的氧氯化锆乙醇溶液作为前驱体，利用胶晶模板方法成功获得了较大面积的3DOMZrO，材料，并且用扫描电境（(SEM）、X射线衍射（XRD)对合成的3DOMZrO材料微观结构进行了观察与分析。用错的氧氯化物代替传统的错醇盐作为前驱体，可以有效地降低 3DOMZrO,的制备成本。
1实验 1.1实验原料
实验所用原料包括甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾、偶氮异丁腈、八水氧氯化错、无水乙醇等，均由国药集团化学试剂有限公司购得。甲基丙烯酸甲酯在使用前先用10%Na0H溶液洗涤数次以除去其中的
阻聚剂，然后用蒸馏水洗至中性。 1.2实验过程
先将一定比例的蒸馏水和甲基丙烯酸甲酯加入到500ml三口烧瓶中，然后把烧瓶置于水浴中加热到75℃，在氮气保护下恒温搅拌回流2h。然后将摩尔比1：1的过硫酸钾和偶氮异丁作为共同引发剂加人到烧瓶中，继续恒温反应2h以制备分散
作者简介：赵玉翠，1964年生，男，工程师，中国石油大学（华东)重质油国家重点实验室，山东东营257061
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