分級(jí)介孔-大孔金屬有機(jī)膦酸鹽雜化材料：合成、表征和性能.pdf

1、無(wú)機(jī)-有機(jī)雜合材料，由于結(jié)合了無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種組分的性質(zhì)，合成設(shè)計(jì)這樣的雜合材料已引起了廣泛的興趣。雜合材料的多孔性會(huì)使有機(jī)和無(wú)機(jī)的功能充分表現(xiàn)出來(lái)。本論文聚焦于分級(jí)的介孔/大孔結(jié)構(gòu)有機(jī)膦酸金屬鹽和金屬氧化物/有機(jī)膦酸鹽雜合材料的合成以及它們?cè)诠獯呋臀缴系膽?yīng)用。
　　 分別以乙基二氨基四甲基膦酸和二乙基三氨基五甲基膦酸為有機(jī)磷耦合分子，合成得到銳鈦礦相的納米顆粒組裝的介孔氧化鈦－四膦酸鹽和氧化鈦－五膦酸鹽雜合材料；同時(shí)以鈦酸正

2、丁酯和1－羥基亞乙基－1，1－二膦酸(HEDP)為前軀體制備出具有由介孔結(jié)構(gòu)納米棒組成的介孔/大孔分級(jí)結(jié)構(gòu)的氧化鈦－二膦酸鹽(Ti－HEDP)納米結(jié)構(gòu)材料。由于有機(jī)橋聯(lián)膦酸鹽基團(tuán)均勻分散在納米結(jié)構(gòu)/多孔固體材料的骨架中，這些固體材料在光降解染料分子上表現(xiàn)出光催化高活性和在吸附重金屬離子上顯現(xiàn)出選擇性吸附大容量。因此它們?cè)趶U水凈化等實(shí)際應(yīng)用中成為潛在的很有前途的吸附劑和光催化劑。
　　 在pH=3—13范圍之間，以乙基二氨基四(甲

3、基膦酸)鈉鹽和鈦酸正丁酯為原料，無(wú)表面活性劑下合成得到分級(jí)的介孔/大孔四膦酸鈦材料。材料中的大孔結(jié)構(gòu)尺寸在100-300納米，表面層上有蠕蟲(chóng)狀介觀結(jié)構(gòu)，孔墻的核心部位有細(xì)胞狀泡沫結(jié)構(gòu)，同時(shí)有機(jī)膦酸鹽基團(tuán)在固體骨架中保持完整性，使得合成得到的材料不僅在紫外光照射下光催化活性高，還能大量吸收重金屬離子(其優(yōu)先順序?yàn)镃d2+　　 再者，用反轉(zhuǎn)蛋白石方法，以1－羥基亞乙基－1，1－二膦酸為原料合成

4、得到三維有序大孔有機(jī)膦酸鈦材料，以及骨架內(nèi)含有羥基亞乙基的β-環(huán)糊精添加衍生物，觀察到其形貌修飾、催化和吸附性能的提高，顯示出在廢水凈化中作光催化劑和吸附劑的潛在應(yīng)用價(jià)值。
　　 另一種材料，分級(jí)的介孔/大孔結(jié)構(gòu)有機(jī)膦酸鋁(AlPPh)雜合材料，以氨基－三(甲基磷酸)和二(六甲基三氨基)－戊(甲基磷酸)為原料，在三嵌段共聚物F127可有可無(wú)的條件下合成得到。所制備樣品具有介孔(4－5nm)骨架的規(guī)整大孔(500-2000nm)結(jié)

5、構(gòu)。制備的AlPPh材料可以作為多功能吸附劑，用于高效去除重金屬離子(如Cu2+)和吸附蛋白質(zhì)(如溶菌酶)。AlPPh對(duì)金屬離子和溶菌酶吸附能力的不同主要是由無(wú)機(jī)離子和蛋白質(zhì)的性質(zhì)以及吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用力引起的。
　　 另外，我們發(fā)展了一種獨(dú)特的納米制造技術(shù)，通過(guò)提拉含有合適粉狀或者棒狀填充材料的玻璃管，可以大規(guī)模生產(chǎn)平行的金屬微米線和納米線。這種方法結(jié)合先進(jìn)填充材料和纖維提拉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不僅提供了理想的可功能化能力，而且