以木质素季铵盐为模板剂制备二氧化硅多孔材料
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2020-01-03
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中国科技论文在线
以木质素季铵盐为模板剂制备二氧化硅多孔
材料
#
郭元茹
1
，方桂珍
1
，潘清江
2*
基金项目：教育部博士点专项新教师基金(200802251002)；国家自然科学基金(30901136；20703015)；国家
林业局行业公益化项目(200904072)；黑龙江省普通高等学校新世纪优秀人才培养计划(1154-NCET-010); 黑
龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划(1153G028).
作者简介：郭元茹（1975-），女，副教授，主要研究方向：工业木质素的高附加值利用. E-mail:
gyrhit@yahoo.com.cn. E-mail: gyrhit@yahoo.com.cn
（1. 东北林业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150040； 5
2. 黑龙江大学化学化工与材料学院功能无机材料化学教育部重点实验室， 哈尔滨
150080））
摘要：以新型的模板剂，木质素季铵盐为结构导向剂，采用水热合成法制备了二氧化硅多孔
材料。利用 TD 和 IR 分析了去除木质素季铵盐模板剂的温度；利用 SEM，TEM 分析了所制
备的二氧化硅材料的表面形貌，探讨了不同反应温度和反应溶剂对所制备的二氧化硅多孔材10
料的影响。实验结果表明，当反应体系中乙醇和水为 1:1，以木质素季铵盐为模板剂可以制
备出孔径在 6-8nm 的二氧化硅介孔材料。
关键词：木质素季铵盐；介孔；二氧化硅；水热合成；模板剂
中图分类号：TQ351.36+5
15
Preparation of porous silicon templted by quaternary
ammonium salt of lignin
Guo Yuanru
1
, Fang Guizhen
1
, Pan Qingjiang
2
(1. College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040;
2. Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry of Education Ministry, School of 20
Chemistry and Materials Science, Heilongjiang University, Harbin 150080)
Abstract: A novel template, quaternary ammonium salt of lignin, was used to prepare porous silica by
hydrothermal method. TD and IR were used to determine the temperature of templates removing. The
analysis of SEM and TEM were carried out to characterize morphology of calcined silica. Different
effects of reaction temperature and solvents on the porous silicon were discussed. The results showed
25
that meso-pore silicon with the pore size of 6-8nm could be prepared when templating by quaternary
ammonium salt of lignin, and water and ethol（1:1） were used as solvents together.
Key words: quaternary ammonium salt of lignin; meso pore; silicon; hydrothermal synthesis; template
0 引言 30
随着社会的发展，人类正面临着资源消耗过度、环境污染加剧的困境。积极寻找可再生
资源，采用绿色化学工艺、减少环境污染是人类社会可持续发展的必然选择。木质素在自然
界的产量仅次于纤维素，是自然界唯一可以提供可再生芳香基化合物的非石油资源
[1-4]
。而
工业木质素是制浆-造纸工业的副产品
[5
，
6]
，世界每年可以产生 3000 万吨工业木质素，仅仅
10%被再次作为燃料回收热能使用，大部分工业木质素被作为废物排放，即浪费资源，又污35
染环境。
从 19 世纪末就已有众多科学工作者研究木质素的可利用途径
[7-11]
，到目前为止，木质
素的化学产品已经蓬勃发展
[12, 13]
，被广泛用作混凝土减水剂、水泥助磨剂、沥青乳化剂、
燃料分散剂、稠油降粘剂、采油用表面活性剂等，但多数局限于木质素磺酸盐的低附加值利
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