ซานตาบาร์บารา อะมอร์ฟัส-15

Q: TEM

การ ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน ในการตรวจสอบตัวอย่าง แสดงให้เห็นถึงรูพรุนทรงกระบอก แต่ยังเน้นให้เห็นถึงข้อเท็จจริงที่ว่ารูพรุนของวัสดุนี้มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตด้วย

Santa Barbara Amorphous-15 (SBA-15)เป็นวัสดุมีรูพรุนขนาดกลางที่ มีโครงสร้างเป็นระเบียบซึ่งมีซิลิกาเป็นองค์ประกอบหลัก วัสดุนี้ ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี 1998 โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา [ ^{1 ] วัสดุ}นี้พิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญต่อนักวิทยาศาสตร์ในสาขาต่างๆ เช่น วิทยาศาสตร์วัสดุ^{[ 2 ]}การส่งมอบยา^{[ 3 ]}ตัวเร่งปฏิกิริยา^{[ 4 ]}เซลล์เชื้อเพลิง^{[ 5 ]}และอื่นๆ อีกมากมาย เนื่องจากคุณสมบัติที่พึงประสงค์และความง่ายในการผลิต

ขั้นตอนการสังเคราะห์

กระบวนการนี้เป็นวิธีการขึ้นรูปด้วยผลึกเหลวแบบทั่วไป ซึ่งประกอบด้วยสามขั้นตอน:

การเตรียมสารละลาย: โคพอลิเมอร์ไตรบล็อกPluronic P123จะถูกละลายในสารละลายกรดในน้ำ เติมสารตั้งต้นซิลิกา เช่นเตตระเอทิลออร์โธซิลิเกต (TEOS) หรือเตตระเมทิลออร์โธซิลิเกต (TMOS) ลงในสารละลายและคนให้เข้ากัน^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}
การบำบัดด้วยความร้อนและน้ำ: สารละลายจะถูกปิดผนึกในภาชนะและให้ความร้อนที่อุณหภูมิ T1 เป็นเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง จากนั้นให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า T2 เป็นเวลา 48 ชั่วโมง
การล้างและการเผา: เจลที่ได้จากขั้นตอนก่อนหน้าจะถูกล้างด้วยน้ำและเอทานอลโดยใช้เครื่องเหวี่ยงแยกสาร และสุดท้ายนำไปเผาที่อุณหภูมิประมาณ 550 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 ชั่วโมง

โครงสร้าง

SBA-15 มี โครงสร้างแบบ มีรูพรุนขนาดกลางตาม คำจำกัดความของ IUPACรูพรุนขนาดกลางมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 2 ถึง 50 นาโนเมตร^{[ 8 ]}ใน SBA-15 รูพรุนเหล่านี้มีรูปทรงกระบอกและเรียงตัวในรูปแบบหกเหลี่ยมที่สอดคล้องกับผนังรูพรุนที่ค่อนข้างหนา ทำให้มีเสถียรภาพทางความร้อน^{[ 9 ]}

ไอ โซเทอร์มการ ดูดซับของวัสดุเหล่านี้แสดง พฤติกรรม ฮิสเทอเรซิส ทั่วไป สาเหตุของพฤติกรรมนี้ยังอยู่ระหว่างการอภิปราย^{[ 2 ]}

TEM

การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านในการตรวจสอบตัวอย่าง แสดงให้เห็นถึงรูพรุนทรงกระบอก แต่ยังเน้นให้เห็นถึงข้อเท็จจริงที่ว่ารูพรุนของวัสดุนี้มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตด้วย

แซกซอน

รูป แบบ การกระเจิงของรังสีเอกซ์มุมเล็ก แสดงให้เห็น ยอดแบร็กทั่วไปของโครงสร้างหกเหลี่ยมของวัสดุ ตำแหน่งของยอดมีความสัมพันธ์โดยตรงกับพารามิเตอร์แลตติส

$q_{hk}={\frac {4\pi }{a{\sqrt {3}}}}{\sqrt {h^{2}+k^{2}+hk}}$

โดยที่ h และ k คือดัชนีมิลเลอร์

TEM ของตัวอย่าง SBA-15 ทั่วไป^{[ 10 ]}
การสาธิตโครงสร้างหกเหลี่ยมของ SBA-15
รูปแบบการกระเจิงรังสีเอกซ์มุมเล็กของตัวอย่าง SBA-15 (ข้อมูลจาก Haidar et al.) ^{[ 10 ]}
ตัวอย่างไอโซเทอร์ม SBA-15 ทั่วไป (ข้อมูลจาก Haidar et al.) ^{[ 10 ]}