二氧化硅纳米管的合成及表征研究

Classified Index：O613.72 Secrecy Rate：Publicized UDC：542 University Code：10082
Hebei University of Science and Technology
Dissertation for the Master Degree Study on synthesis and characterization of silica
nanotubes
Candidate：Lai Xiaochao
Supervisor: Prof. Zhao Ruihong
Associate Supervisor：Associate Prof. Xu Yongquan
Enterprise Supervisor：Senior Engineer Lu Chijie
Academic Degree Applied for：Master of Engineering
Speciality：Chemical Engineering
Employer：College of Chemical & Pharmaceutical
Engineering
摘要
二氧化硅纳米管是一种粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能无机新材料。

利用其纳米二氧化硅具有的生物相容性好，以及物理性质好和具有良好的化学稳定性，大的比表面积，负载量具有可控性的特点，可以装载各种药物、蛋白、基因等。

二氧化硅纳米管是一种具有特殊形貌的新型功能材料，其在生物医药和催化等许多领域有着重要的应用前景。

本文采用溶胶-凝胶法，分别以CaCO3、MgCO3和酒石酸为模板，在不同净化温度、模板加入量、硅源滴入量、硅源滴速、PH值、酸处理时间和浓度等条件下制备二氧化硅纳米管，通过实验分析了不同工艺条件对二氧化硅纳米管合成效果的影响。

利用扫描电子显微镜、透射电子显微和多晶X射线衍射对所制备的材料进行表征，系统研究了不同合成条件对二氧化硅纳米管结构的影响，并比较了无机和有机模板剂的合成效果。

实验发现室温、CaCO34.5g，硅源（TEOS）10ml，pH值为8、酸化浓度3 mol/L，浸渍时间3h为合成二氧化硅纳米管适宜的工艺条件。

本文对二氧化硅纳米管合成的关键技术进行了一定的研究，为二氧化硅纳米管材料工业化制备提供了基础依据。

关键词二氧化硅；纳米管；模板；溶胶-凝胶法；表征
Abstract
Silica nano-tubes is a kind of inorganic new materials, which has lots of specific properties such as small particle size, high surface area, strong adsorption surface, high chemical purity, good dispersion properties and thermal Resistance, etc. At this stage, because the nano-silica has the characteristics of good biocompatibility, high physical and chemical stability, large surface area and loading controllable, various drugs, proteins, genes and others can be loaded. Silica nano-tubes as drug delivery vectors has drawn wide attention at home and abroad. Silica nano-tubes as a new function materials having particular morphology, has many important application prospect in the fields of biological medicine and catalytic.
In this article, the silica nano-tubes were synthesized with the CaCO3, MgCO3 or tartaric acid templates which were in order pattern clubbed crystal by the sol-gel method，under different technological condition which include temperature,amount of template, dripping amount and deep of silica source, PH, time and concentration of acid treatment, and analyst the influence of the synthesis of silica annotates in the different process condition by the experiments. Silica nano-tubes prepared is characterized by X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HR - TEM). By comparing the samples under the condition of different parameters, and compared the synthesis effect of the inorganic and organic template agent. It was founded the suitable process condition for Silica nano-tubes synthesizing is that, CaCO3 is 4.5g, Silicon source is 10ml, PH is 8, the concentration of acid is 3 mol/L, the time of acid treatment is 3h. In this article, the key matter of synthesis silica nano-tubes was researched in a certain extent, and it will be provided foundation items for large scale preparation of this silica nano-tubes materials.
Key words Silica; Nano-tubes; Template; Sol-gel method; Characterization
目录
摘要 (I)
Abstract (III)
第1章绪论 (1)
1.1 论文的研究背景 (1)
1.1.1 研究背景 (1)
1.1.2 选题意义 (1)
1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)
1.2.1 干法制备纳米二氧化硅 (2)
1.2.2 溶胶—凝胶法制备纳米二氧化硅 (2)
1.2.3 气相法制备二氧化硅纳米管 (2)
1.2.4 沉淀法制备二氧化硅纳米管 (3)
1.2.5 模板法制备二氧化硅纳米管 (3)
1.3 制备纳米硅管模板分类 (3)
1.4 软模板制备硅纳米管 (3)
1.4.1 有机凝胶体系制备硅纳米管 (4)
1.4.2 生物基质体系制备硅纳米管 (5)
1.4.3 表面活性剂胶束体系制备纳米硅管 (5)
1.4.4 聚合物模板法制备硅纳米管 (5)
1.5 硬模板制备硅纳米管 (5)
1.5.1 实心纤维状模板制备硅纳米管 (5)
1.5.2 管状空隙纳米膜模板制备硅纳米管 (6)
1.6 结构表征方法 (6)
1.6.1 透射电子显微镜（TEM) (6)
1.7 二氧化硅纳米研究现状及问题 (6)
1.8 研究目的、内容及意义 (7)
第2章原材料、仪器和实验方法 (9)
2.1 以碳酸钙为模板合成二氧化硅纳米管 (9)
2.1.1 实验试剂 (9)
2.1.2 实验主要仪器设备 (9)
2.1.3 二氧化硅的合成方法 (9)
2.1.4 实验内容 (10)
2.1.5 实验步骤 (11)
2.2 以碱式碳酸镁为模板合成二氧化硅纳米管 (13)
2.2.1 实验试剂 (13)
2.2.2 实验主要仪器设备 (13)
2.2.3 二氧化硅的合成方法 (13)
2.2.4 实验内容 (14)
2.2.5 实验步骤 (15)
2.3 以D.L-酒石酸为模板合成二氧化硅纳米管 (17)
2.3.1 实验试剂 (17)
2.3.2 实验主要仪器设备 (17)
2.3.3 方法机理 (18)
2.3.4 实验步骤 (19)
第3章实验结果及数据分析 (20)
3.1 硅源在碳酸钙表面的生长 (21)
3.2 硅源在碳酸镁表面的生长 (22)
3.3 以CaCO3为模板制备SiO2纳米管探究合适工艺 (23)
3.3.1 硅源的量对合成结果的影响 (23)
3.3.2 Ph值对合成结果的影响 (25)
3.3.3 酸处理去除模板过程中搅拌对纳米管的影响 (27)
3.3.4 溶胶凝胶法与水热合成法的比较 (28)
3.4 以MgCO3为模板制备SiO2纳米管探究合适工艺 (29)
3.4.1 硅源正硅酸乙酯（TEOS）的量对合成结果的影响 (29)
3.4.2 硅源滴速对合成结果的影响 (30)
3.4.3 模板剂的量对合成结果的影响 (31)
3.4.4 有机模板法与无机模板法的比较 (31)
3.4.5 盐酸浓度对产品的影响 (33)
结论 (37)
参考文献 (39)
致谢 (45)
个人简历 (47)
第1章绪论
1.1论文的研究背景
1.1.1 研究背景
自上世纪八十年代末到现在，由于其优良的物理性能和重要的理论研究意义纳米材料成为广大科学家关注的重点。

1991年，日本电子显微镜专家饭岛（Iijima）首次发现了碳纳米管[1-4]，碳纳米管的制备工艺和性能研究被广泛的研究。

1993年，仅仅具有一层管壁的碳纳米管被科学家们使用电弧法制备出来了，只是有一层管壁的碳纳米管，即人们通常称的单壁碳纳米管的产品。

碳纳米管因其本身拥有独特的电力、力学及化学性质，所以引起了人们极大的关注，纳米管在场发射，复合增强材料，储氢材料，催化剂等众多领域取得了广泛应用。

由于硅和碳的π键结合能力不同，导致化学性质不同。

因为硅原子距离大于碳原子的距离，π键绑定能力减少1硅碳数量级远远低于π键绑定能力、碳石墨很容易形成管状结构，且易于形成一个菱形结构的硅，所以对二氧化硅纳米管的研究迫在眉睫，一直是科学家们研究的重点。

1.1.2 选题意义
管状纳米材料的独特结构和性能，使其在各个领域都得到了广泛的的应用。

在未来的几年中，将会有越来越多的无机材料纳米管一点点的被科研工作者们合成和表征出来。

二氧化硅纳米管是一种无毒、无污染、高稳定性、热膨胀系数低，具有特殊形貌的新型功能非金属材料，二氧化硅纳米管具有很多的优良性能，因此对其进行了深入的研究。

一方面它的粒径比较小，并且它的比表面积比较大，更重要的是它的表面吸附力比一般的材料强。

另一方面它的表面能大，而且具有优良的生物相容性。

二氧化硅纳米管是一种无毒，无污染，化学纯度高、分散性能好适合用于负载药物的良好载体。

由于其在不同客体分子/客体的包埋[5]、催化剂载体[6]、储氢[7]、生物传感器[7]等各个领域的存在的可能性越来越受到人们的普遍关注，他们具有他们自己独特的光学。

电化学性质，可望用于场效应管。

传感器等方面。

预言、合成、研究硅的管状结构成为纳米管材领域的重要研究热点之一。

1.2国内外研究现状及发展趋势
二氧化硅纳米管具有很多的优良性能，因此对其进行了深入的研究。

一方面它的粒径比较小，并且它的比表面积比较大，更重要的是它的表面吸附力比一般的材
料强。

另一方面它的表面能大，而且具有优良的生物相容性。

二氧化硅纳米管是一种无毒，无污染，化学纯度高、分散性能好适合用于负载药物，成为医学领域的良好载体。

因此近些年来，二氧化硅纳米材料因其独特的特性被越来越多的领域认可，同时它的制备过程也得到更多科研工作者的研究从而不断地得到优化，二氧化硅的制备工艺总体上可分为干法和湿法两类。

使用干法工艺生产出来的产品具有纯度高，性能好的特点，但是在实际生产中会遇到能源消耗大，投入成本较高等问题。

而湿法所用的原材料广泛，廉价。

不管使用干法还是湿法，我们想要达到的目地是相同的，就是使制备出来的纳米二氧化硅具有出粒度分布均匀，分布窄，纯度高，分散性能好，比表面积大的优良特点。

1.2.1 干法制备纳米二氧化硅
以四氯化硅为例，其反应式为:
SiCl4+(n+2)H2+(n2+1)O2→SiO2·nH2O+4HCl
生产的大致流程是:在空气和氢气中把制好的硅化合物均匀混合，然后加热经过高温将全部水解，再将之送至旋风分离器，经过旋风分离器后大的凝焦颗粒将会被分离出来，最后经过脱酸生产出气相SiO2，制备过程反应式为:
2H2+O2+硅化合物→气相SiO2+4H+
1.2.2溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅
在湿法制备工艺中采用溶胶-凝胶法。

该方法是把硅酸酯、无水乙醇按摩尔比充分均匀混合制成混合溶液，在搅拌的同时缓慢注入一定量的去离子水后，调节pH值，加入表面活性剂[8]，然后将其在适宜的环境温度下搅拌陈化得到凝胶，将凝胶经过干燥器进行干燥，即制备出出产所需的纳米二氧化硅粉体。

1.2.3气相法制备二氧化硅纳米管
使用气相法制备二氧化硅纳米管一般使用硅卤化物作为原材料，它的制备大致过程是先在氢氧气流高温条件下(1 200-1 600o C)经过水解，把颗粒极细的烟雾状的二氧化硅纳米管凝结成为絮状脱酸得到产品。

其反应式为:
2H2+O2→2H2O （1）
SiCl4+2H2O→ SiO2+4HC1 （2）
2H2+O2+SiCl4→ SiO2+4HCl （3）
气相法获得的产品具备许多优点，首先它具有优异的补强性能和表面经基少等特点，最大的是它的纯度高，而且粒子细且呈球形，但也存在一些缺点，第一原料较为昂贵、能耗比较高、设备要求比较高、技术比较复杂。

1.2.4沉淀法制备二氧化硅纳米管
沉淀法制备二氧化硅纳米管主要是以酸化试剂和硅酸钠为原料，或者也可用有机-无机复合酸化剂为原料，另外有机酸化剂也可作为原料。

反应方程如下:
Na2SiO3+HCL→ H2SiO3+NaCl （5）
H2SiO3→SiO2+H2O （6）对于利用这种方法制备二氧化硅纳米管，影响产物的一些因素有温度和pH值，同时干燥、洗涤、锻烧等后处理工序也会对粒子的形成、也会有所影响。

这种方法的特点是原料容易获得，因此成本小，操作过程比较简单。

影响其粒径的因素有好多，例如硅酸盐的浓度、酸化试剂的种类和搅拌速度，因此产品质量不好，不如气相法。

1.2.5 模板法制备二氧化硅纳米管
使用传统的模板法制备二氧化硅纳米管过程复杂制备条件不易控制，其所的产品的结构因此就更难控制。

经过改进后的模板法制备出的二氧化硅纳米管外形较为容易控制，而且分布均匀结构良好。

制备纳米材料比较有效的方法是利用模板法制备，模板法在气相液相中都可发生化学反应，这是其与普通模板法最大的不同之处。

1.3制备纳米硅管模板分类
迄今为止，模板法是合成二氧化硅纳米管的主导方法，所使用的模板可分为有机模板体系和无机模板体系两大类。

有机模板体系又称为软模板体系，可细分为有机凝胶体系、生物基质体系和各种表面活性剂胶束体系。

无机模板体系又称为硬模板体系，主要有碳纳米管、纳米多孔氧化铝膜材料、纤维状晶须、硅纳米丝、金纳米棒、铟、硫化铋等模板。

依据模板形貌的不同可以大致分为实心纤维状/杆状模板和管状空隙纳米膜模板两类。

1.4 软模板制备硅纳米管
以有机物为模板来制备二氧化硅纳米管，首先要在特定条件下得到所需的有机模板，如有机凝胶和胶束阵列等，这些有机物所形成的模板体系是由模板单体所组成，模板单体的尺寸、形貌以及模板单体间排列结构直接影响二氧化硅纳米管介观结构和性能。

一般来讲，胶束组成模板体系的模板单体往往是紧密而有序地排列在一起，硅前驱物水解产物[9-13]填充在模板单体的间隙之中，当去除有机模板后所制备二氧化硅纳米材料实际上是具有限定尺寸和有序管束阵列的二氧化硅膜（如图1-1）。

如果模板单体不是紧密地堆积在一起，则硅前驱体水解产物沉积在模板单体表面，当有机模板被去除后，则可形成清晰可见的单根二氧化硅纳米管，但这些纳米管往
往会相互铰链（如图1-2）。

图1-1 有序管束阵列二氧化硅纳米膜
图1-2 相互铰链的二氧化硅纳米管
1.4.1 有机凝胶体系制备硅纳米管
Ono等[11-15]首先利用有机凝胶纤维作为模板来制备管状的二氧化硅。

接着，Jung 等[16-20]用三种胆固醇基的有机凝胶，依据两种不同的机理成功构筑出新的二氧化硅管状结构。

不久，他们又以不同的糖基胶凝因子为复制对象，合成出不同结构的二氧化硅纳米管（包括双螺旋结构的二氧化硅纳米管）。

最近，Han等[21-24]在胆固醇基的有机凝胶体系中，通过功能化的染料与TEOS的溶胶-凝胶共缩合作用，获得光致发光的二氧化硅纳米管。

另外，Shunai Che [14]和Reiko Oda[25-28]采用有机凝胶自组
装机制分别制备出具有双层结构的二氧化硅纳米管。

1.4.2 生物基质体系制备硅纳米管
现在公认的生物基质包括三类物质，三类物质包括磷脂、缩氨酸和胶原质类物质，以Baral[29]为首的科学家等把磷脂细管作为实验的模板，这些科学家利用溶胶-凝胶的原理，在磷脂上包一层50纳米厚的二氧化硅膜，把加膜后的体系放置于600摄氏度的环境中进行热处理，热处理的作用是为了除去模板，去除模板后获得二氧化硅空心管。

1.4.3 表面活性剂胶束体系制备纳米硅管
制备二氧化硅纳米管的方法比较先进的技术还包括把表面活性剂控制在一定的浓度下，浓度一定后就可以形成胶束体系，行成胶束体系后硅前驱体在其表面就会发生吸附、水解、浓缩反应，反应后就会形成包覆层，形成包覆层后经过一定温度的煅烧，煅烧的目的是为了除去表面活性剂，经过一系列工艺后制得二氧化硅纳米管[30]。

1.4.4 聚合物模板法制备硅纳米管
可以把聚合物纤维当作模板来用：在聚合物纤维上涂上钦氧化物溶胶，然后使用加热器加热去除聚合物就可以得到二化钦纳米管。

1.5 硬模板制备硅纳米管
同有机模板法相比较，无机模板具有无毒、无污染、尺寸可调以及良好的分散性，所以无机模板法可制备出单分散的大管径二氧化硅纳米管（如图3），更易于对其内、外壁面分别进行表面修饰，而赋予二氧化硅纳米管多种特殊性能。

因此，本次实验选用无机模板法来制备二氧化硅纳米管，这亦是模板法制备二氧化硅纳米管的发展趋势之一。

1.5.1 实心纤维状模板制备硅纳米管
通常具有较大长径比的物质都有可能作为复制对象来形成管状结构[31-33]，在这些形成的管状结构中，由于碳纳米管的管状结构，可将多种前驱物水解产物[34-36]包覆碳纳米管，经高温煅烧使碳氧化而得到空心结构的纳米管[37]。

Hippe等[38-40]曾用纤维状的[Pt(NH3)4](HCO3)2作为模板制备负载有Pt的SiO2和TiO2纳米管；Zygmunt 等[41]用纤维状V2O7·H2O模板制备高比表面的二氧化硅纳米管；Fan等[23]以硅纳米丝为模板，通过热氧化-刻蚀法制得单根二氧化硅纳米管。

1.5.2 管状空隙纳米膜模板制备硅纳米管
多孔氧化铝纳米膜是一种常用的管状空隙纳米膜模板，硅前驱体的水解产物进入多孔氧化铝的管状孔道内，并在管状孔道内壁面沉积而形成包覆膜，经固化并借助一些特殊的物理/化学处理，除去模板而形成二氧化硅纳米管。

1.6 结构表征方法
1.6.1 透射电子显微镜（TEM)
想了解样品形状和它的内部结构常用的一种表征方法就是透射电镜。

扫描电镜只能用来了解出物质的表面形态，而不能了解物质的内部结构。

当其入射电子透射样品后，就会与样品内部的原子发生了相互作用，这样就会改变样品的能量和运动方向。

显然，不同结构就会出现不同的透射结果。

这样，就可以通过透射电镜所测得图像所了解的信息来了解样品的内部的结构。

通过TEM的结果图中可以观察出样品中球的大小和球是不是中空的，也可以观察出球壁的厚度。

如果是管便可以观察出管的长度管径和壁厚。

实验中样品制备过程如下:
将制备所得的粉末产物取少量于玻璃烧杯中，然后加入无水乙醇用超声波清洗器超声15分钟至溶解分散，然后将样品滴加在含有碳膜的显微镜微栅上，然后通过红外线光照直至其干燥，最终将样品放在高真空环境下进行观察。

1.7 二氧化硅纳米研究现状及问题
二氧化硅纳米管具有很多的优良性能，因此对其进行了深入的研究。

一方面它的粒径比较小，并且比表面积比较大，更重要的是它的表面吸附力比一般的材料强。

另一方面它的表面能大，而且具有优良的生物相容性。

另外，二氧化硅纳米管是一种无毒，无污染，化学纯度高、分散性能好适合用于负载药物的良好载体。

因此近些年来，二氧化硅纳米材料因其独特的特性被越来越多的领域认可，同时它的制备过程也得到更多科研工作者的研究从而不断地得到优化，J技术和机理日趋成熟，可以很容易发现粉体的形貌特征影响了它的性能，特别是二氧化硅纳米材料复合材料的生产过程中，复合材料的各项性能受到无机非金属填料的形貌特征的很大约束，因此，如何制作出性能更好的二氧化硅纳米材料成为材料领域研究探索的热点。

目前，制备纳米二氧化硅的方法有很多种，大致可以分为两种，即湿法和干法两类。

但是，使用现有的几种方法生产出来的产物大部分都呈现颗粒状，并且得到的二氧化硅纳米管量比较少，纳米管的长径比较小、尺寸大小不一等缺点，因此使这种方法在改性复合材料方面的应用受到了很大的限制。

于是，如何有效的生产出高质量的二氧化硅纳米管，并对二氧化硅纳米管的形成机理进行深入的研究探讨，
对以后纳米管增强复合材料的制备过程和各项性能指标研究等都起着十分重作用。

1.8 研究目的、内容及意义
世界范围内由于纳米材料的潜在应用，有了很大的发展，其制备和表征的二氧化硅纳米材料由于其低的表面易于修改，聚合等，越来越广泛的应用。

利用碳纳米管易玷污的金属催化剂的制备，制备过程复杂的不足，但它是过程控制简单，可操作性强，制备碳纳米管的优点是主流技术；在催化剂生长的情况下，制备过程不易控制，纳米线生长的多晶结构的差异，甚至非晶结构。

设备的要求，然而，该方法简单，如果能有效地控制生长速率，将具有很大的潜在应用；其生产方法具有简单的工艺[ 54 ]，纳米线的特点，如高纯度，均匀直径，但昂贵的设备，产品成本较高。

本研究以模板法来制备二氧化硅纳米管，使用常见的化学品作为原材料使生产过程操作做简单无污染容易得到控制，并且严格控制实验过程中的各个条件，找出对二氧化硅纳米管合成影响最大的因素，探讨适宜的合成条件。

本实验具有以下研究意义：
1、投入少：在生产过程所需要的原材料都是被人们熟悉的化工原料，很低的价钱就可以买到；并且生产过程简单，产品易被制出。

2、制作环境、要求低，危险系数低，制作过程容易控制。

3、此产品的制备不会对环境造成污染，金属催化剂不会被用在生产过程中，因此不存在金属对环境的污染。

二氧化硅纳米管经过使用模板法的优势在于可制备出均匀且长径比很大的纳米管，从而实现纳米管的可控生长，同时又保证产量及质量，降低成本。

第2章原材料、仪器和实验方法
2.1 以碳酸钙为模板合成二氧化硅纳米管
2.1.1 实验试剂
表2-1 试剂名称规格及生产厂家
试剂名称纯度生产单位
无水乙醇分析纯天津北辰方正试剂厂氨水分析纯天津北辰方正试剂厂
TEOS分析纯天津市巴斯夫化工有限公司
去离子水分析纯天津北辰方正试剂厂
碳酸钙分析纯天津市光复精细化工研究所2.1.2实验主要仪器设备
表2-2 仪器名称规格及生产厂家
仪器名称型号生产厂家
电动搅拌仪JJ - 1 型江苏省金坛士荣华仪器制造有限公司
－100 型昆山市超声仪器有限公司超声波清洗器 KQ
203
型上海恒平科学仪器有限公司电子天平 PL
电热鼓风干燥箱DHG - 9123 A型天津市泰斯特仪器有限公司
箱式电阻炉控制箱S X - 4 - 10型天津市泰斯特仪器有限公司量筒250 mL 自购
量筒10 mL 自购
塑料烧杯250 mL 自购三口圆底烧瓶500 mL 自购
2.1.3 二氧化硅的合成方法
利用溶胶-凝胶法，正硅酸乙酯水解生成硅酸和相应的醇，在正硅酸乙酯水解的
同时，在反应过程中生成的中间产物Si(OC2H5)4- x(OH)x开始慢慢的发生聚合，会发
生如（1）和（2）式的反应，称为脱酯或脱水反应，形成硅氧链
≡Si-OC2H5+HO-Si≡→≡Si-O-Si≡+C2H5OH (1)
≡Si-OH+HO-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O (2)
与此同时反应过程中的TEOS水解的中间产物Si(OC2H5)4- x(OH)x会与模板上的羟基发生式（3）和式（4）的反应
≡Si-OC2H5+HO-C≡→≡Si-O-Si≡+C2H5OH (3)
≡Si-OH+HO-C≡→≡Si-O-Si≡+H2O (4) 在反应过程中得到的产物会与反应过程中得到的水解中间物质Si(OC2H5)4- x(OH)x 发生式( 1) 或式( 2) 的反应，称为脱酯或脱水反应，生成一端连接在碳酸钙晶体上的硅氧链，链与链之间经过进一步的水解再进行聚合，进而形成附于碳酸钙晶体表面的二氧化硅初始小颗粒，在最开始行成的小颗粒会随着反应的进行慢慢逐渐生长，在反应结束时将模板完全包裹，就会制出理想的物质，也就是要制得的二氧化硅纳米管。

在上面得到二氧化硅纳米管的基础上，把制好的纳米管浸泡在高浓度的盐酸溶液中，目的就是利用盐酸和碳酸钙反应的机理去除生成物中含有的杂质CaCO3模板。

经过加入盐酸除去碳酸钙模板后会形成均匀的棒状型二氧化硅纳米管。

把经过上述处理得到的二氧化硅纳米管放置在干燥箱中，将温度控制在60-80摄氏度左右烘干，得到干燥后二氧化硅纳米管。

在上述的反应过程中需要控制反应的条件，在实验中采用氨水来调节反应体系的PH值，以此来控制水解和缩合的速度，使实验能够平稳的进行，从而得到优质的二氧化硅纳米管。

2.1.4 实验内容
通过不断改进合成条件和制备要求，从而达到对制备二氧化硅纳米管的工艺条件以及制备过程的研究，确定制备二氧化硅纳米管的合成条件，包括反应温度、溶液PH值、硅源加入量、溶剂pH值对制备二氧化硅纳米管的影响，从而制备出结构稳定的二氧化硅纳米管。

表2-3 硅源加入量对合成结果的影响
编号硅源的量/ml 模板剂量/g陈化时间/h pH值晶化温度/℃
1 2 3 4 5 2
5
10
15
20
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
25℃
25℃
25℃
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25℃。