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研究生:賀志平
論文名稱:中孔洞二氧化矽之氣體吸附與光譜鑑定
指導教授:趙桂蓉趙桂蓉引用關係
指導教授(外文):Kuei-Jung Chao
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:中孔洞氣體吸附氪氣吸附氮氣吸附
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中孔洞材料由於具有均勻的孔道大小及高孔洞比率可做為半導體材料上的多孔性絕緣介質,及用於製作奈米材料的宿主、或吸附分離的薄膜而受到重視。鑑定其孔洞的性質成為一重要的工作,由於中孔洞薄膜孔隙內表面積在總表面積裡佔有相當大的比例;所以對於多孔性物質表面積的量測,最有效的方法是利用小分子氣體來進行表面的物理吸附,更進一步的推算表面積、孔洞體積與孔徑大小的分佈。
本論文的目的在以氪氣等溫吸附來量測SiO2樣品中孔道孔徑大小的分佈,實驗數據以BJH方法來分析;同時建立BJH分析法中使用的參數。另外探討添加改質劑Trimethylchloro- silane(TMCS)對中孔洞SBA-15薄膜結構的影響。以溶膠凝膠(sol-gel)方法合成中孔洞SBA-15薄膜。另一方面,並添加改質劑TMCS改變孔壁表面的性質。以旋轉塗佈之方式將二氧化矽前驅物溶液塗佈於矽晶片上,接著進行鍛燒(calcination)製程,將高分子模板去除以形成具奈米孔洞的薄膜。
由於目前為止並未有文獻提出以BJH來分析計算氪氣吸附量及孔洞的孔徑分佈,所以我們想要建立BJH分析計算氪氣吸附時的所需的參數數值。製備無孔洞的二氧化矽材質,量測其氪氣等溫物理吸附情形,同時經由數學方法擬合得到多層吸附層厚與相對壓力的關係式。再比較三種不同孔徑大小及不同孔道結構的中孔洞分子篩粉末樣品分別作氮氣吸附及氪氣吸附的量測結果,來驗證BJH分析氪氣吸附計算用的參數的合理性。並以XRD來鑑定支撐態中孔洞SBA-15薄膜的孔道排列情形。及以NMR來探討矽烷改質劑對形成支撐態中孔洞SBA-15薄膜的前驅液的影響,以及其形成的支撐態中孔洞SBA-15薄膜親水性的改變。得知在中孔洞薄膜的前趨液中添加改質劑TMCS,不僅可將薄膜表面改質成較具疏水性更可防止薄膜上孔壁過度收縮且孔徑大小分佈將變的較不一致。

第一章 緒論
1.1 氣體吸附概要
1.2 中孔洞二氧化矽薄膜
1.3 本論文研究的目的與方法
第二章 氣體吸附原理簡介
2.1 Langmuir理論
2.2 BET理論
2.3 t-plot
2.4 BJH理論
第三章 實驗
3.1 藥品
3.2無孔洞全平面二氧化矽表面之製備
3.3粉體中孔洞樣品之製備
3.4支撐態SBA15薄膜之製備
3.5量測分析
第四章 結果與討論
4.1中孔洞二氧化矽的孔洞性質
4.2建立中孔洞二氧化矽氪氣吸附以BJH計算孔徑大小分佈的參數
4.3 改質劑對支撐態中孔洞薄膜的影響
第五章 結論
第六章 參考文獻

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