用于聚合物衍生的MMT-SiOC纳米复合材料的双重功能蒙莫里隆尼特纳米板:相位形成和孔隙性
Advaith V Rau1, Kathy Lu1,2
1Department of Materials Science and Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, 24061, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|April 7, 2025
概括
这项研究使蒙特莫里隆 (MMT) 纳米薄膜在氧化碳 (SiOC) 陶复合材料中增强分散的功能. 由此产生的MMT-SiOC材料在高热解温度下表现出显著的表面积和纳米结构形成,特别是SiC纳米胡须.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 陶工程 陶工程
背景情况:
- 蒙莫里隆 (MMT) 纳米板很难在陶矩阵中分散.
- 预陶聚合物为先进的陶复合材料提供了一条途径.
- 了解纳米材料-陶接口对于财产控制至关重要.
研究的目的:
- 为了使MMT纳米片具有功能性,以便在预陶聚合物中改善分散.
- 为了研究MMT-氧化碳化物 (SiOC) 复合材料在热解后的结构和组成演变.
- 描述产生的MMT-SiOC复合材料的纳米结构,孔隙特性和表面积.
主要方法:
- 使用 cetritrimethylammonium化物和AEAPTMS净化和双重功能化MMT.
- 使用X射线衍射,红外光谱,热重力测量分析,扫描/传输电子显微镜进行表征.
- 将MMT-SiOC复合材料的热解到1400°C,然后进行选择性SiO2蚀刻和吸附分析.
主要成果:
- 在SiOC矩阵中分散的MMT纳米片,在接口上形成α-石英.
- 在1400°C的热解后形成SiC纳米胡须 (长度高达20μm,直径200nm).
- 在MMT-SiOC复合材料中实现的高特异性表面积 (高达772 m2/g) 和可调节的孔径大小 (2-5 nm).
结论:
- 通过预陶聚合物路径在SiOC中证明了功能化MMT的有效分散.
- 在热解过程中揭示了MMT和SiOC之间的基本相互作用,导致纳米结构的发展.
- 确立MMT作为创造高表面积,纳米结构SiC增强陶复合材料的可行前体.
