功能化magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及性能研究.pdf

1、二維層狀粘土材料因其良好的離子交換性、吸附性及層間膨脹性而廣泛應(yīng)用于催化、吸附及新型功能材料領(lǐng)域。本文以自制的純硅基粘土水合硅酸鈉麥羥硅鈉石(magadiite)為主體，采用共表面活性劑導(dǎo)向二維層間TEOS原位水解-縮聚法制備了magadiite基多級(jí)孔異質(zhì)結(jié)構(gòu)(PMH)。以PMH為基質(zhì)，采用后嫁接鋁法合成系列鋁摻雜PMH催化劑，使用XRD、SEM/EDS、HRTEM、BET、27Al和29Si MAS NMR、NH3-TPD與吡啶FT

2、-IR等表征系統(tǒng)研究催化劑的結(jié)構(gòu)、組成、形貌與表面酸性，深入探討催化劑的傅-克烷基化活性。以十六烷基三甲基銨根(CTMA+)插層magadiite為基體，首次采用層間嫁接法制備出羅丹明B修飾magadiite基“OFF-ON”熒光傳感器并研究其裸眼檢測(cè)Hg2+性能。論文的主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)通過(guò)共模板劑導(dǎo)向TEOS在二維粘土magadiite層間原位水解-縮聚法制備了多級(jí)孔magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)(PMH);層間

3、介孔氧化硅與粘土層板的有機(jī)結(jié)合使PMH材料兼具超大比表面積(729 m2/g)、高的熱穩(wěn)定性及獨(dú)特的超大微孔-介孔結(jié)構(gòu)(0.80-1.96 nm)。分別采用PMH后嫁接鋁法和Al-magadiite前體法制備出鋁摻雜PMH催化劑(xAl-PMH，x為Al/Si摩爾比，x=0.2、0.4、0.6)和Al-magadiite基多級(jí)孔異質(zhì)結(jié)構(gòu)(PAMH，Al/Si摩爾比=0.03)催化劑。xAl-PMH保持了良好的層狀超大微孔-介孔多級(jí)孔結(jié)構(gòu)

4、(0.78-1.90+0.02 nm)和大的比表面積(＞282 m2/g)，鋁主要以四面體形式嫁接于PMH層間硅骨架內(nèi)，顯示出強(qiáng)的Lewis酸性與新生成的Bronsted酸性，而PMH僅有極弱的Lewis酸性。PAMH中鋁則以層狀骨架外八面體鋁為主，因而導(dǎo)致了略微提高的Lewis酸性和微量Bronsted酸性。
　　(2)以鄰苯二酚(CAT)與叔丁醇(TBA)液相傅-克烷基化為目標(biāo)反應(yīng)考察催化劑的活性。優(yōu)化的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度13

5、8℃、TBA/CAT投料摩爾比2.0、反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，0.4Al-PMH給出了高達(dá)93.4％的CAT轉(zhuǎn)化率、最高的對(duì)叔丁基鄰苯二酚(4-TBC)選擇性(80.4％)及最高的4-TBC收率(75.1％)，歸因?yàn)樵摯呋瘎┹^大的比表面積、最小的微孔體積和最多的表面Bronsted酸性位及其與保持良好的層狀超大微孔-介孔結(jié)構(gòu)間的強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。
　　(3)以CTMA+插層magadiite為基體，以羅丹明B-乙二胺內(nèi)酰胺衍生

6、物SRhB與異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)得到的SRhB-IPTS為熒光探針，采用層間嫁接法將不同含量的SRhB-IPTS固載在CTMA-maga上，制備出新型羅丹明B修飾magadiite基“OFF-ON”熒光傳感器(SRhB-maga-X,X為SRhB-IPTS/CTMA-maga投料摩爾比，X=1或6)。
　　(4) SRhB-maga-6顯示出較優(yōu)的裸眼檢測(cè)Hg2+性能，可在2分鐘內(nèi)檢測(cè)出Hg2+，檢測(cè)限為6.2×10-8M