模仿生物矿化中无机物在有机物调制下形成过程的无机材料合成,称为仿生合成(Biomimetic Synthesis)。其基本思路是:先形成有机物的自组装体,作为模板;无机前驱体在模板与溶液相的界面处发生化学反应,形成无机/有机复合体;将复合体中有机物模板去除后,即得到具有一定形状与组织结构的无机材料。仿生合成法可以使材料具有独特精致的显微结构,进而改善无机材料的传递行为、催化活性、分离效率、储存和释放动力学等诸多特性。本论文采用仿生合成法,试图通过不同合成条件的探索,制备具有不同微观形貌的SiO2膜。论文实验制备了具有不同微球直径和有序性的SiO2膜;合成了搀杂SiO2膜和层状结构的SiO2膜,使膜的微观结构进一步多样化。同时,对仿生合成法制备SiO2膜的机理做出了一定的探讨。为调控膜的微观形貌,实验采取了加入有机添加剂和引入电场的方法。对于SiO2膜的制备,具体考察了影响膜微观形貌的四个主要因素,即十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)浓度、正硅酸乙脂(TEOS)浓度、pH值和温度。以粒度为评判依据,通过正交试验获得了制备SiO2膜的最优化条件。并在此基础上,通过单因素分析,得到了电场作用下制备SiO2膜的最佳电压值。差示扫描量热分析和热重分析表明,样品在550℃下煅烧可完全脱除模板和有机添加剂。红外光谱分析证实,在此温度下煅烧可完全脱除有机相,且不会对SiO2骨架结构造成破坏。扫描电子显微镜观察发现,膜由微米级SiO2空心小球构成。在不同的实验条件下制备的膜,微球大小不同,可分别制备由直径约1-3μm,20-30μm的微球构成的SiO2膜,膜具有不同的微观形貌。进一步借助X射线衍射和透射电子显微镜分析膜的微观结构,发现SiO2微球由纳米级SiO2小球,以层状结构紧密堆积构成微球球壁,层与层之间为表面活性剂煅烧脱除后留下的空间。晶胞大小约3.2-3.7nm,小球直径约15-48nm。为纳米结构材料。通过以上分析可推测,实验模型为S+X-I+(X-=Cl-、Br-)形式。加入有机添加剂或引入电场有利于提高无机前驱体的利用率和膜的微观有序性。由于有机添加剂对胶团的加溶作用,使SiO2微球直径增大;而电场的引入,可减小SiO2微球直径。