用正电子湮没谱研究煅烧对SBA-15热稳定性的影响

作者：李重阳; 王飞跃; 陈志权^*

来源：核技术, 2022, 45(06): 21-28.

• SBA-15
• 孔隙结构
• 电子偶素
• 热稳定性

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100～1 000℃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（Highresolution Transmission Electron Microscope,HRTEM）、N2吸附/脱附（N2adsorption-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。

• 单位
  华北水利水电大学