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自组装是一种构建微纳米结构的重要方法,被广泛应用于物理学、材料学、化学和生物学等领域。嵌段共聚物在本体或在溶液中具有丰富的相行为,可以通过自组装形成丰富的介观结构,因此在无机微纳米材料的合成中得到了广泛关注。有序介孔材料是一类通过两亲性分子自组装及无机物种缩聚得到的孔径在2-50nm的多孔材料,具有高度有序的介观结构、尺寸可调的孔径、大比表面积和孔体积等性质,使其在吸附分离、催化反应、生物医药,光电器件、储能等一系列的领域中都有良好的应用前景。由于嵌段共聚物可根据合成及应用的要求进行分子设计,具有巨大的灵活性,因此使用其作为模板合成介孔材料,可以形成更加丰富的介观结构和方便可调的孔径与孔体积,这是传统小分子模板剂无法比拟的。本课题中设计合成了一种三嵌段共聚物聚乙烯-b-聚环氧乙烷-b-聚己内酯(PE-b-PEO-b-PCL)。它是一种含有两种疏水嵌段的两亲性分子,其中,PE与PCL均为结晶型链段,且两者之间的Flory-Huggins参数(χ)较大,容易发生微相分离。此外,三种链段的玻璃化转变温度(Tg)均较低,因此链段柔软性高,为形成复杂有序的组装体提供条件。本论文以该三嵌段共聚物为模板,制备了具有多种形貌和结构的介孔二氧化硅材料,并对其自组装行为和结构转变机理进行了研究。在第一章中,阐述了与本课题相关的工作背景,综述了以下几部分的内容:(1)分子自组装(2)嵌段共聚物的自组装(3)介孔材料概述,提出本课题的研究意义和策略。在第二章中,利用开环聚合反应,以末端为羟基的PE-b-PEO为引发剂,合成了多种具有不同嵌段比例和亲疏水性的三嵌段共聚物分子PE-b-PEO-b-PCL。在第三章中,利用PE13-b-PEO42-b-PCL19为模板,合成了具有切角正八面体(Wulff多面体)形貌和高度有序面心立方孔道结构的介孔二氧化硅材料。PE与PCL嵌段共存于胶束的疏水部分,共同导向有序介观结构的形成。通过添加疏水性分子正癸烷,有效地增加了孔径,并且还能引起多核胶束的产生,从而在同一材料中形成两种不同尺寸的孔道。减小PCL链段,研究表明模板剂与无机硅源作用后,形成具有孪晶结构的二氧化硅材料。在第四章中,利用PE20-b-PEO20-b-PCL10为模板,制备了具有扭曲棒状形貌和二维六方孔道结构的介孔二氧化硅材料。硅源水解缩聚并与模板剂相互作用时对胶束的有序排列带来一定的挤压作用,从而引起结构的部分扭曲。硅源的用量直接影响材料最终的扭曲程度。减小PCL链段,材料的结构有序度和棒状形貌的扭曲程度降低。同时,内部孔道结构呈现由柱形孔道向笼型孔道转变的趋势,利用表面活性剂堆积参数(g)理论对这种转变进行解释。