氧化鐵功能化多孔材料的合成與應(yīng)用.pdf

1、多孔材料是材料科學(xué)中的重要研究?jī)?nèi)容。通過(guò)多孔材料和其它功能組分的結(jié)合，將純多孔材料擴(kuò)展到雜化多孔材料，可以極大地延伸此類(lèi)材料的應(yīng)用領(lǐng)域。氧化鐵種類(lèi)繁多性能各異，是較為常用的功能組分。α-Fe2O3納米粒子與多孔材料結(jié)合后可以提高它的分散性，使其催化活性發(fā)揮更加充分。γ-Fe2O3和Fe3O4都具有強(qiáng)磁性，它們與多孔材料結(jié)合的復(fù)合物則可以利用外加磁場(chǎng)的作用快速的定位和收集。本論文將鐵的氧化物作為功能組分，采用不同方法制備了一系列的鐵基多孔

2、材料。
　　在不存在介孔模板劑的條件下，通過(guò)一步水熱晶化法，制備出一種新穎的多級(jí)孔道含鐵MFI型沸石分子篩微球，該微球由納米片定向組裝后形成。在合成體系中添加一定量的葡萄糖后，所得樣品為4～5μm的均勻微球，具有多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)502m2/g，而且在其內(nèi)部均勻分散了超細(xì)納米α-Fe2O3顆粒。葡萄糖在分子篩的結(jié)晶和鐵物種變化過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。該分子篩微球在光催化氧化降解苯酚的反應(yīng)中顯示了良好的催化性能，反應(yīng)1.5h后苯

3、酚溶液COD脫除率就可達(dá)到100％;經(jīng)過(guò)多次循環(huán)反應(yīng)后，仍然保持了良好的催化性能，表明其穩(wěn)定性較好。此合成方法為原位合成其它功能化多孔材料開(kāi)辟了新的路徑。
　　以十六烷基三甲基溴化銨為介孔模板劑，采用溶膠凝膠法合成出核殼型磁性介孔復(fù)合材料(γ-Fe2O3/nSiO2/mSiO2)。該材料具有磁性強(qiáng)、比表面積高、孔容大和介孔孔道均勻等特點(diǎn)。γ-Fe2O3/nSiO2/mSiO2由γ-Fe2O3核以及核外的兩層二氧化硅組成，內(nèi)層無(wú)孔二

4、氧化硅能夠阻止磁性核與外部溶液接觸，外層介孔二氧化硅則能被氨基功能化并在酸性條件下帶正電荷。因此，帶負(fù)電荷的重鉻酸根離子能夠通過(guò)靜電吸附作用被此復(fù)合材料吸附。重鉻酸根離子的吸附符合朗格繆爾吸附等溫線，此復(fù)合材料最大重鉻酸根吸附能力達(dá)到1.03mmol Cr/g。更重要的是，吸附劑可以很容易的通過(guò)外加磁場(chǎng)從溶液中分離回收。
　　將Fe3O4納米粒子作為磁性核，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為促進(jìn)劑，采用混合溶劑晶化法制備出新型核殼結(jié)構(gòu)磁