استفاده از سیکلوهگزانول به عنوان کمک‌عامل سطح‌فعال در ساخت ذرات جدید میان‌متخلخل سیلیکا

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه مهندسی پلیمر، صندوق پستی ۱۴۳-۱۴۱۱۵

چکیده

در ساخت ذرات میان متخلخل سیلیکا، هندسه، اندازه حفره‌ها، حجم ویژه و خواص سطحی ذرات می‌توانند به وسیله انتخاب روش و محیط ساخت، نوع قالب، کمک‌حلال و کمک‌عامل سطح فعال­، بسیار تحت تاثیر قرار گیرند. در این پژوهش، ذرات جدید SPB (ذرات میانی متخلخل سیلیکا، به روش سل- ژل و با استفاده از کوپلیمرهای سه قطعه­‌ای به عنوان قالب) از مخلوط دو کوپلیمر، پلی‌پروپیلن گلیکول- قطعه – پلی‌اتیلن گلیکول- قطعه- پلی‌پروپیلن گلیکول (PPG-b-PEG-b-PEG) و پلی‌­اتیلن گلیکول-قطعه- پلی‌­پروپیلن گلیکول- قطعه – پلی‌اتیلن گلیکول (PEG-b-PPG-b-PEG)  در سامانه نرمال اکتان- آب، ساخته شدند. از تترا اتیل اورتو سیلیکات به عنوان منبع سیلیکا، سیکلو­هگزانول به عنوان کمک‌عامل سطح فعال نرمال اکتان به عنوان کمک‌حلال و سیتریک اسید به عنوان کاتالیزور استفاده شد. حجم و سطح ویژه، قطر حفره‌ها، شکل‌شناسی، ریزساختار و تخلخل ذرات SPB با استفاده از تصاویر پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و جذب و دفع نیتروژن (آزمونBET) بررسی شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد، استفاده از مخلوط دو کوپلیمر قطعه­ای در ساخت ذرات SPB1,2، باعث کنترل توزیع اندازه حفره‌ها از غیر نرمال به نرمال و ایجاد حفره‌های با قطر میانگین حدود ۹ نانومتر می­‌شود. افزون بر این، صورت‌بندی صندلی سیکلوهگزانول به عنوان  کمک‌عامل سطح‌فعال‌ بزرگ، با اثر بر مخلوط کوپلیمرهای قطعه‌­ای باعث افزایش یکنواختی و بازده ذرات میان متخلخل سیلیکا SPB1,2  می‌شود که افزایش بازده در این ذره تقریبا دو برابر ذره SPB1 است. در این باره، اثر سیکلوهگزانول و کوپلیمر قطعه‌­ای دوم بر فرایند تولید میسل­­‌ها و تشکیل قالب­‌های جدید نیز مورد بحث شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Cyclohexanol as a Co-Surfactant in the Synthesis of New Mesoporous Silica Particles

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ali Semsarzadeh
  • Milad Fardi
Polymer Engineering Group, Chemical Engineering Department, Tarbiat Modares University, P.O. Box: 14115-143, Tehran, Iran
چکیده [English]

In the synthesis of mesoporous silica particles, the geometry, pore size, and specific surface area and pore volume of the particles can be greatly influenced by selected media and method, selection of co-solvent and co-surfactant. In this study, new SPB particles (silicone mesoporous particles, prepared by sol-gel method using block copolymers as template) were synthesized in a water/n-octane system from the mixture of two copolymers based on poly(ethylene oxide)-b-poly (propylene oxide)-b-poly(ethylene oxide) (PEO-b-PPO-b-PEO) and poly(propylene oxide)-b-poly (ethylene oxide)-b-poly(propylene oxide) (PPO-b-PEO-b-PPO) triblock copolymers. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) as precursor, cyclohexanol as co-surfactant, n-octane as co-solvent and citric acid catalyst were used. The specific surface area and pore volume, pore diameter, morphology, microstructure and porosity of the SPB particles were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption-desorption (BET method) and scanning electron microscopy (SEM). The obtained results revealed that, using the mixture of two block copolymers in the synthesis of SPB1,2 particles, could produce mean pore diameters around 9 nm and control the pore size distribution of silica particles from non-normal to a normal distribution. Furthermore, the effect of chair conformation of cyclohexanol as a large co-surfactant on the mixed block copolymers due to increase in the uniformity and yield of the SPB1,2 mesoporous silica particles compared to the SPB1 particles, there is approximately a two fold increase in SPB1,2 particle yield. In this regard, the effect of cyclohexanol and the second block copolymer in making the new templates and micellization process were discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • mesoporous
  • silica particles
  • block copolymer
  • co-surfactant
  • nitrogen adsorption-desorption