MCM-41錳化學(xué)修飾和錳氧有序介孔相的合成研究.pdf

1、有序介孔材料MCM-41作為新興的納米結(jié)構(gòu)材料,自1992年首次合成以來(lái)一直成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn).化學(xué)修飾作為一種功能化手段已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,利用化學(xué)修飾對(duì)MCM-41進(jìn)行功能化,改善介孔分子篩的性能,已受到越來(lái)越多研究人員的關(guān)注.該文采用水熱合成的方法合成MCM-41,并對(duì)合成材料進(jìn)行錳化學(xué)修飾;同時(shí)嘗試對(duì)錳氧有序孔相合成的初步研究,為改善有序介孔材料性能及研究介孔材料器件提供科學(xué)依據(jù).該論文主要包括以下四個(gè)方面的內(nèi)容:1.采用

2、水熱合成方法在堿性條件下合成MCM-41材料.結(jié)果表明合成試樣孔徑尺寸單一,六方孔道排列,具有良好的長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu),孔徑為2.1 nm,為典型的有序介孔結(jié)構(gòu).并通過(guò)二次水熱處理和添加有機(jī)輔助劑1,3,5-三甲苯(TMB)對(duì)合成MCM-41的孔徑進(jìn)行調(diào)節(jié).2.在MCM-41合成過(guò)程中,引入Mn2+對(duì)硅氧骨架中硅原子進(jìn)行部分替代,以形成雜原子介孔分子篩,并研究引入量對(duì)有序結(jié)構(gòu)的影響.表明隨著Mn2+引入量的增加,導(dǎo)致介孔長(zhǎng)程有序結(jié)構(gòu)的破壞,最

3、終引起由六方相向無(wú)定型相的轉(zhuǎn)變.適量中性表面活性劑十六胺的引入以形成混合模板劑,通過(guò)在原有靜電作用基礎(chǔ)上增加N-金屬鍵作用,合成結(jié)構(gòu)較為完整的錳摻雜MCM-41材料.3.通過(guò)浸漬法對(duì)合成MCM-41材料進(jìn)行氧化錳納米團(tuán)簇裝載,并研究對(duì)有序介孔結(jié)構(gòu)的影響.表明氧化錳納米團(tuán)簇通過(guò)離子交換進(jìn)入MCM-41有序孔道中,由于納米團(tuán)簇的存在,降低了孔道排列的周期完整性.此外對(duì)不同孔徑MCM-41進(jìn)行納米團(tuán)簇裝載試驗(yàn)表明:隨著孔道中氧化錳裝載量的增加

4、,吸收光譜吸收邊帶發(fā)生紅移,350 nm激發(fā)熒光強(qiáng)度增強(qiáng).4.通過(guò)水熱合成方法對(duì)錳氧有序相的合成進(jìn)行初步研究,探討合成工藝對(duì)有序結(jié)構(gòu)的影響:在中性的條件下,易合成六方有序結(jié)構(gòu)產(chǎn)物;在堿性條件下,更易合成層狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物.并從電荷匹配的原則及錳離子與模板劑間鍵合作用解釋了堿量的多少對(duì)合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響.中性模板劑十六胺的適量引入,可改善合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的完整性,提高有序程度.從表面活性劑堆積準(zhǔn)數(shù)的角度解釋了混合模板劑對(duì)錳摻雜MCM-41材料的合成