嵌段共聚物合成介孔氧化物催化材料.pdf

1、本論文在總結(jié)當(dāng)前介孔材料的研究現(xiàn)狀和動(dòng)向的基礎(chǔ)上,開(kāi)展在介孔氧化物催化材料的合成和應(yīng)用方面的研究工作。非離子型嵌段共聚物由于其低毒、可生物降解的特點(diǎn),被廣泛用作模板劑合成有序介孔氧化物催化材料。到目前為止,在利用非離子型二嵌段共聚物為模板合成介孔催化材料方面仍鮮有報(bào)道。因此,我們選擇不同二嵌段共聚物為模板劑作為研究主線(xiàn),研究合成介孔氧化物催化材料的方法,并進(jìn)一步考察了所制備介孔催化材料的應(yīng)用性能。 利用不同的非離子型表面活性劑聚

2、乙烯醚.聚丙烯醚二嵌段共聚物(PEO-PPO)作模板劑,在酸性合成體系中制備出介孔二氧化硅材料,用X射線(xiàn)衍射、氮?dú)馕?、掃描電鏡、透射電鏡等技術(shù)表征分析所制備介孔材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),合成的二氧化硅的孔徑大小由共聚物的PEO和PPO鏈長(zhǎng)度比來(lái)控制,可從微孔到介孔尺寸范圍調(diào)變,孔結(jié)構(gòu)由蠕蟲(chóng)狀孔道組成。同時(shí)考察了合成條件對(duì)產(chǎn)物的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)合成產(chǎn)物的孔徑大小隨陽(yáng)離子表面活性劑CTAB的添加量的增加而增大。 采用二嵌段共聚物(P

3、EO-PPO)為模板劑制備出了介孔-大孔結(jié)構(gòu)二氧化鈦材料,考察了老化溫度對(duì)產(chǎn)物孔容、孔徑、比表面積等結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響,同時(shí)考察共聚物的親水部分(PEO)和疏水部分(PPO)的大小和比例對(duì)產(chǎn)物的孔徑大小和孔結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)改變不同的合成條件,可控制制備不同孔徑大小的介孔。大孔二氧化鈦材料。在制備出介孔-大孔二氧化鈦材料的基礎(chǔ)上,考察了其光催化降解有機(jī)染料羅丹明B的催化活性。 TiO2/SiO2光催化材料以鈦酸丁酯為鈦源,正硅酸乙酯為

4、硅源,采用水熱一步合成。表征結(jié)果表明在酸性條件下,鈦酸丁酯的水解比正硅酸乙酯快,造成TiO2分散在樣品的孔道中,隨著TiO2含量的增加,產(chǎn)物的比表面積和孔容都有所降低。光催化測(cè)試結(jié)果表明催化劑的吸附能力和結(jié)晶度是影響光催化活性的重要因素。采用該一步合成法制得的TiO2/SiO2中Ti均勻的分散在整個(gè)復(fù)合氧化物體系中,但是催化反應(yīng)的活性位點(diǎn)卻出現(xiàn)在催化劑的表面,因此有理由相信負(fù)載型的硅鈦復(fù)合氧化物對(duì)于Ti物種的利用率將會(huì)更高并將最終表現(xiàn)出

5、更好的光催化活性,從而更有可能在工業(yè)實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。 在常用的非離子型表面活性劑體系下,通過(guò)優(yōu)化后處理的合成方法制備出較大介孔孔徑SBA-15材料,并進(jìn)一步考察了不同溶液濃度、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)SBA-15介孔材料擴(kuò)孔效果的影響,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)介孔孔徑大小的調(diào)控。同時(shí)通過(guò)一步水熱合成法制備出不同硅鋁比的Al-SBA-15介孔材料,對(duì)不同孔徑和孔容的樣品進(jìn)行溶菌酶的吸附實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明Al-SBA-15介孔材料對(duì)溶菌酶有很好的吸