功能性介孔材料的合成及其在催化中的應(yīng)用.pdf

1、介孔材料具有均一且在納米尺寸上連續(xù)可調(diào)的孔徑、較大的比表面積和孔體積、豐富多樣的有序介觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成、可控的形貌(如膜，片，球等)、表面可進(jìn)行基團(tuán)官能化等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在大分子催化、生物大分子吸附和分離、化學(xué)傳感器、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)以及納米材料的合成等領(lǐng)域展現(xiàn)出較傳統(tǒng)沸石分子篩無可比擬的優(yōu)越性和廣闊的應(yīng)用前景。至今，雖然科學(xué)家們已經(jīng)能夠在微觀、介觀和宏觀上對介孔材料的進(jìn)行控制合成，得到了一系列具有不同介觀結(jié)構(gòu)、孔徑大小、化學(xué)組成和

2、宏觀形貌的介孔材料，但其研究仍然充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，特別是在一些具有特定功能的介孔材料的合成與應(yīng)用。本論文主要按照以下兩個(gè)思路進(jìn)行選題研究：1)探索新的合成方法，合成新的功能性介孔材料；2)探索功能性介孔材料的一些應(yīng)用，特別是催化領(lǐng)域。
　　在第一章中，我們綜述了介孔材料的合成與應(yīng)用，從合成方法、合成機(jī)理、控制合成以及應(yīng)用等方面對介孔材料的發(fā)展進(jìn)行了回顧
　　在第二章中，我們進(jìn)行了介孔氧化硅材料作為催化劑載體的應(yīng)用研究。分為兩

3、個(gè)部分，一是SBA-15負(fù)載多吡啶鉑(Ⅱ)配合物，并用于烯烴光敏氧化反應(yīng)，多吡啶鉑(Ⅱ)配合物經(jīng)過負(fù)載后，穩(wěn)定性大大提高，可以被重復(fù)使用10次以上而活性保持，由于介孔孔道的富集效應(yīng)，使得光敏反應(yīng)的活性很高。二是SBA-15負(fù)載鎢酸鈉催化劑，用于液液兩相的醇氧化反應(yīng)，可以在無有機(jī)共溶劑和相轉(zhuǎn)移催化劑的條件下獲得了高的反應(yīng)活性和選擇性，且可以重復(fù)使用8次以上。
　　在第三章中，我們提出了一種表面活性劑硫酸碳化原位生成碳支撐骨架的方法，

4、以商品化的嵌段聚合物P123，F(xiàn)127和F108為模板，合成了具有高熱穩(wěn)定性和高度晶化的介孔金屬氧化物材料。也分為兩個(gè)部分，一是合成了具有銳鈦礦相的有序介孔氧化鈦材料，所得到的材料具有非常高的比表面積(193 m2/g)和均一的孔徑，光催化效果比商品化的二氧化鈦材料P25更甚一籌。二是合成了有序介孔二氧化鋯材料，同樣具有較高的比表面積(98 m2/g)和均一的孔徑，由于合成過程中加入的硫酸的殘留，得到的介孔二氧化鋯材料具有一個(gè)從弱酸到強(qiáng)

5、酸較寬的酸性強(qiáng)度分布，有望被用于酸催化反應(yīng)。
　　第四章中，我們合成了具有晶化骨架的介孔碳材料和氧化硅材料。第一部分利用二次硬模板的方法，合成了石墨化墻壁的正相介孔碳材料。首先以介孔氧化硅材料SBA-15為硬模板，通過納米澆鑄的方法得到反相的介孔四氧化三鈷材料，然后以反相的介孔四氧化三鈷材料為硬模板，中間相瀝青為碳源，通過納米澆鑄的方法得到正相介孔碳材料。所合成的碳材料石墨化程度非常高，且石墨片層的002晶面與二維六方的100方向