【正文】 ，而且該反應(yīng)得轉(zhuǎn)化率隨VMSU中釩含量的增加而增加。將合適的極性添加劑如叔戊醇引入膠團(tuán)的兩親區(qū)域，在很大程度上 增大了憎水中心的體積，進(jìn)而使膠團(tuán)向降低表面曲率的方向轉(zhuǎn)變（如從球型膠粒轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻睿┙榭孜锵嘁惨虼擞蒘BA2轉(zhuǎn)變?yōu)镸CM41。用叔丁基過(guò)氧化氫（TBHP）氧化降冰片，5小時(shí)后H2O2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到30%，環(huán)氧化物的選擇性為90%。與M41S相比，在酸性體系合成的MCM41及MCM48等產(chǎn)物中，表面活性劑與鹽酸摩爾比為1:1，而前者產(chǎn)物中卻沒(méi)有明顯的鹵素存在。其中以長(zhǎng)鏈烷基伯胺為模板劑在室溫下合成出了介孔全硅分子篩HMS系列，而以聚氧乙烯基醚類非離子型表面活性劑為模板劑則得到MSU系列分子篩。介孔材料可分為無(wú)定形（無(wú)序)介孔材料和有序介孔材料。 介孔材料按其結(jié)構(gòu)不同科分為六種，其中較為常見的有：MCM41，其空間群為D6m；立方相的MCM48，空間群為Ia3d；層狀穩(wěn)定的MCM50。如重質(zhì)油的催化裂化、大分子物質(zhì)的吸附分離、大環(huán)狀配合物的固載等。 化學(xué)工程學(xué)院新產(chǎn)品開發(fā)訓(xùn)練報(bào)告201012課題名稱： 有序介孔碳的合成 課題類型： 設(shè)計(jì)/論文 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名： （使用說(shuō)明：設(shè)計(jì)/論文請(qǐng)選一使用，左側(cè)裝訂）15 / 16第一部分 文獻(xiàn)綜述 介孔材料的定義及研究背景根據(jù)國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的定義，多孔材料(porous material) 可分為微孔材料、介孔材料和大孔材料。盡管如此，由于在眾多的催化加工過(guò)程中，常常還會(huì)遇到一些較大分子的加工問(wèn)題。除此之外，近年來(lái)還陸續(xù)開發(fā)了適用于各種不同應(yīng)用目的的多孔炭材料新品種，除作為吸附、分離材料外，作為催化材料、電子能源材料、生物工程材料的應(yīng)用也陸續(xù)得到研究和開發(fā)。由于它們一般存在可變價(jià)態(tài)，展示出硅基介孔材料所不能及的應(yīng)用前景，但其熱穩(wěn)定性較差，煅燒時(shí)容易造成介孔結(jié)構(gòu)塌陷，合成機(jī)理也不完善，因此對(duì)它的研究不如硅基介孔材料活躍。第二類是由Pinnavaia課題組[1014]提出的兩個(gè)中立途徑，以中性伯胺或非離子型表面活性劑與中性低聚硅前驅(qū)體采用基于氫鍵作用的S0I0/N0I0自組裝過(guò)程合成的介孔分子篩。1994年Huo等[20]合成M41S時(shí)，用完全相同的陽(yáng)離子表面活性劑作為模板劑，在強(qiáng)酸性（如HCl）室溫條件下合成出介孔MCM41分子篩，同時(shí)用端基較大的表面活性劑如十六烷基三乙基溴化胺等做模板劑，在類似的條件下合成出MCM48。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H2O2的轉(zhuǎn)化率和選擇性均有所提高，但對(duì)環(huán)氧化物的選擇性則有所降低。通過(guò)改變兩側(cè)或中間烷基鏈的長(zhǎng)度和性質(zhì)能明顯調(diào)節(jié)產(chǎn)物的介孔結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)用作助溶劑的非極性分子如三甲基苯的引入能滲透膠團(tuán)中心的憎水部分使膠團(tuán)膨脹，晶胞增大，進(jìn)而擴(kuò)大了產(chǎn)物的孔徑。張小明等[29]以十八烷基、聚氧乙烯醚為模板劑，以二氧化硅為硅源成功合成了VMSU層狀介孔分子篩。表12 至今已考察過(guò)制取多孔炭材料的原料制備多孔炭材料的原料甘蔗渣糖蜜泥煤油煙廢橡膠、廢輪胎甜菜渣 鋸屑煙煤煙道炭黑廢紙咖啡豆木材無(wú)煙煤黃血鹽殘?jiān)铣蓸渲?纖維椰子殼竹 石油瀝青活性污泥 樹皮果核血液油母頁(yè)巖畜產(chǎn)廢棄物木質(zhì)素核桃、栗子殼褐煤石油焦酒廠廢棄物樹皮棉子殼海藻硫酸渣皮革廠廢棄物建筑廢材玉米芯和莖石墨油炭 紙漿廠廢渣都市垃圾稻麥殼、桿骨 煤焦油瀝青水產(chǎn)工場(chǎng)廢物廢活性炭最近加璐等總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外利用不同原料來(lái)制取各種活性炭的基本情況[32]，表明活性炭原料的開發(fā)研究比較活躍。其原因是制造木炭時(shí)只需炭化而不必活化，且原料除闊葉樹外也可用間伐的針葉樹及建筑、包裝廢材，故價(jià)格比活性炭便宜。1992年，Mobil[33]科學(xué)家們的研究工作使超分子模板技術(shù)步入它的黃金階段，作為形狀印記（離子印跡、分子印跡、超分子印跡、微生物印跡、宏觀印跡等）的一個(gè)重要組成部分，模板法制備介孔分子篩得以蓬勃發(fā)展。利用模板技術(shù)制備具有孔徑均一、分布規(guī)整的晶體可以用作納米反應(yīng)器，太陽(yáng)能收集器，定量控制裝置以及用作X射線或者中子的微聚焦鏡。如Ryoo[34]等在合成CMK1介孔炭時(shí)，以蔗糖為碳前驅(qū)體，分子篩MCM48為模板，將MCM48首先浸入到蔗糖的硫酸溶液中，為了獲得完全的碳前驅(qū)體填充，須對(duì)MCM48進(jìn)行反復(fù)浸漬—干燥—433K熱處理，然后將干燥產(chǎn)物在低壓或惰性氣體保護(hù)下加熱到1100℃炭化，這時(shí)蔗糖在硫酸的催化作用下轉(zhuǎn)化為炭，最后通過(guò)氫氧化鈉/乙醇稀溶液或質(zhì)量分?jǐn)?shù)48%HF溶液在100℃下溶解脫除模板獲得最終產(chǎn)物,所得的樣品具有明顯的小角X射線衍射峰，說(shuō)明材料具有有序的介觀排列。而以蔗糖為炭前驅(qū)體，介孔氧化硅SBA15為模板制備介孔炭的相關(guān)研究報(bào)道尚少。 有序介孔炭的合成以蔗糖為炭前驅(qū)體使其進(jìn)入SBA15的孔道內(nèi)，經(jīng)炭化后用氫氟酸洗去硅模板，最終得到類似模板反結(jié)構(gòu)的介孔炭材料。采用上述相同的方法，以介孔氧化硅SBA1540和SBA1570為模板合成的有序介孔炭樣品，分別標(biāo)記為OMC40和OMC70。將最終的糊狀混合物分別在100℃和160℃部分炭化6小時(shí)。(3)繼續(xù)在40℃下陳化24小時(shí)。它的特點(diǎn)是模板孔道中的炭量易控制，填充效果好，能阻止微孔的形成。(2) 模板法合成的OMC的結(jié)構(gòu)正好與主體材料結(jié)構(gòu)相反，因此主體材料的壁厚決定OMC的孔徑大小，OMC的孔徑一般在10nm以下。介孔分子篩的結(jié)構(gòu)和性能介于無(wú)機(jī)分子篩（如沸石分子篩）之間。介孔分子篩的穩(wěn)定性是影響應(yīng)用的主要因素，而合成分子篩的過(guò)程參數(shù)，模板劑種類均對(duì)它們的穩(wěn)定性有非常重要的影響。一是為制造應(yīng)用量大面廣，性能一般但價(jià)格低廉的制品，著眼于利用低品位煤炭(泥煤或褐煤)、木材邊角廢料、竹材、紙漿廢液、廢焦、廢橡膠輪胎及廢塑料,各種廢棄的農(nóng)副產(chǎn)品等。郭建新等[31]以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，以S+XI+（氧離子表面活性劑、鹵素或金屬陽(yáng)離子及陽(yáng)性無(wú)機(jī)離子）組配途徑成功地合成了VMCM41，在苯乙烯催化反應(yīng)中，苯甲醛的選擇性高達(dá)81%。苯乙烯環(huán)氧化反應(yīng)（反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時(shí)間7小時(shí)）時(shí)，苯乙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)19%，%。實(shí)驗(yàn)表明，在較大烯烴體積含量的環(huán)氧化反應(yīng)中，TiMCM48的活性高于TiMCM41，這可能是由于前者互有三維孔道結(jié)構(gòu)，H2O2和TBHP兩種氧化劑均有利于反式異構(gòu)體的環(huán)