不同 SBA-15 製備方法

典型 SBA-15 合成方式為將矽酸鈉溶液加入酸中進行聚合反應，

再經一段高溫熟化時間後，進行過濾然後鍛燒成中孔洞材料。而本節 在典型 SBA-15 合成的過程當中改變不同參數進行混合：SBA-15-EM 為在製成過程當中，使用果汁機將矽酸鈉加在酸中進行快速混合反 應，以提高反應速度【70】；而 SBA-15-PSR1【70】【71】也為使用果 汁機將矽酸鈉加在酸中混合方式，並同時改變氫離子濃度和矽濃度之 比例調整為 1 進行合成【70】【71】；而 SBA-15-Tai 為改變熟化溫度 為 30℃下 16 小時進行反應之合成手法【71】；SBA-15-NCKU 為改變 合成時酸性的環境，調整熟化酸鹼值於 pH=5 的環境中所合成之中孔 洞材料【65】，此為本研究主要參考之方法。

中孔洞的形成主要是由界面活性劑分子溶於水中形成微胞，而再 由矽酸鹽分子固定其微胞，使之形成二氧化矽之中孔洞材料。孔洞結 構的良好與孔徑大小，比表面積等物性參數對於後續之吸附與觸媒應 用有密切的關係。吸附材質表面孔洞大小和比表面積則影響了吸附氣 體擴散進入內孔洞之比例；而吸附材質影響了活性基分佈特性。故 此，本研究以合成 SBA-15 為目標，藉由改變合成方法，包括調整參 數，如：溫度、pH，來對孔洞結構加以修飾，以達合成較有利進行 二氧化碳吸附之中孔洞材料結構。表 4-4 和圖 4-6 顯示不同 SBA-15 製備方法合成出之中孔洞材料結構與孔洞型態。

表 4-4 中 SBA-15-EM【70】以及 SBA-15-PSR1【70】【71】等兩 種中孔洞材料，其比表面積分別為 474 m²/g 以及 621 m²/g，但孔洞體 積以及孔徑大小分別為 0.37 cm³/g、0.47 cm³/g 以及 3.3 nm，顯示此相

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同方法調整不同比例之酸性液體和矽源比之結果得知其孔洞尺寸差 異不大外，且此孔洞結果相較於典型中孔洞材料 SBA-15 之尺寸較小。

表 4-4 中 SBA-15-Tai【71】中孔洞材料，其比表面積為 439 m²/g，

孔洞體積和孔洞大小分別為 0.82 cm³/g 和 7.0 nm，為一般典型 SBA-15 之孔洞結構。而在 SBA-15-NCKU-pH2【65】、SBA-15-NCKU-pH3 之 中孔洞材料部分，其比表面積分別為 577 m²/g 以及 969 m²/g，孔洞體 積和孔洞大小分別為 0.89 cm³/g、0.88 cm³/g 以及 6 nm、5.6 nm，顯 示此種合成方法調高合成時之貣始酸合成環境可提高材料之比表面 積。由 SBA-15-Tai、SBA-15-NCKU-pH3 以及 SBA-15-NCKU-pH2 之 中孔洞可觀察出，其孔洞大小和孔洞體積大於典型 SBA-15 之結構。

因 此 本 實 驗 以 大 孔 洞 體 積 和 孔 洞 尺 寸 之 中 孔 洞 材 料 SBA-15-NCKU-pH2【65】，進行後續 TEPA 胺基嫁接，預期與理論之 大孔洞體積和大孔洞尺寸特性下可嫁接較多之胺基分子，且此材料特 積，以及同時為顆粒內結構之中孔洞材料 SBA-15-NCKU-pH2 為主要 合成方法。

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表 4-3 胺基嫁接中孔洞材料量

樣品名 理論胺基嫁接量

(0.25g TEPA/(0.5 Sample+0.25 TEPA))

實際胺基嫁接量 (秤重)

SBA-15-EM 0.25 0.25

SBA-15-PSR1 0.25 0.25

SBA-15-Tai 0.25 ～0.1

SBA-15-NCKU-pH3 0.25 ～0.1

SBA-15-NCKU-pH2 0.25 0.25

表 4-4 不同 SBA-15 製備方法之中孔洞材料結構

Sample name SBET

(m²/g)

Pore volume (cm³/g)

Dp,BJH (nm)

SBA-15-EM 474 0.37

3.3

SBA-15-PSR1 621 0.47

3.3

SBA-15-Tai 439 0.82 7.0

SBA-15-NCKU-pH3 969 0.88 6.0

SBA-15-NCKU-pH2 577 0.89 5.6

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圖 4-6 不同 SBA-15 製備方法之中孔洞氮氣吸脫附曲線圖

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