【正文】 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。 介孔材料按其結(jié)構(gòu)不同科分為六種，其中較為常見(jiàn)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。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。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%。它在以乙酸為介質(zhì)，H2O2為氧化劑的苯乙烯氧化反應(yīng)中，乙酸與H2O2作用生成的微孔過(guò)氧乙酸也有助于苯乙烯氧化反應(yīng)的進(jìn)行，表現(xiàn)出較高的活性和選擇性，而且該反應(yīng)得轉(zhuǎn)化率隨VMSU中釩含量的增加而增加。其次是將木質(zhì)廢棄物燃燒處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量使地球變暖的二氧化碳，而制成木炭則可大大減少其生成，同時(shí)使用后的木炭還可返回土壤中作土壤改良劑。由于材料的介觀結(jié)構(gòu)與主要功能由模板決定，只要選擇合適的模板和基質(zhì)物種及制備工藝（考慮模板和基質(zhì)物種的相互作用關(guān)系及其影響因素），就能控制材料的特性及結(jié)構(gòu)的表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)人工控制材料特性的目的，滿足人們對(duì)特異性材料的需求。本實(shí)驗(yàn)分別以三嵌段共聚物表面活性劑為模板正硅酸乙酯為硅源在不同溫度下合成不同孔徑的氧化硅SBA1540，SBA1570和 SBA1510分子篩，然后以其為模板，蔗糖為炭前軀體，合成具有規(guī)整介孔結(jié)構(gòu)及較窄孔徑分布的介孔炭OMC40，OMC70和OMC100，并通過(guò)對(duì)氮?dú)獾奈叫阅軐?duì)炭材料進(jìn)行了表征，以清楚地了解它們的孔結(jié)構(gòu)及介孔分布，從而得出合成OMC的適宜溫度。 預(yù)期結(jié)果： 采用有序介孔氧化硅SBA15作為硬模板，成功合成出具有不同孔徑尺寸有序介孔碳，且所合成的介孔碳具有豐富的介孔結(jié)構(gòu)和集中的介孔分布。(2)（TEOS，Aldrich），于40℃下攪拌15分鐘，并在40℃靜置24小時(shí)?！∧０宸ê铣蒓MC的特點(diǎn)(1) 模板法合成OMC的條件：第一、主體材料應(yīng)具有聯(lián)結(jié)的孔道；第二、主體材料本身不僅要具有均一的外貌，而且應(yīng)具有很好的熱穩(wěn)定性來(lái)避免合成過(guò)程中使用的高溫（1000℃左右）和后處理（使用HF或NaOH溶去二氧化硅）對(duì)最終介孔炭材料的形貌的影響。1992年首次報(bào)道六方有序孔道MCM41的合成，曾引起國(guó)際上各相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家的極大關(guān)注，隨后合成出的MCM48為立方結(jié)構(gòu)，并以三維的孔系統(tǒng)為特征，與MCM41相比，除共性外還不斷發(fā)現(xiàn)一些特性，如MCM48固定的細(xì)胞色素C在幾個(gè)月內(nèi)還保持氧化還原活性；用MCM48作模板合成孔道有序的介孔碳孔徑為213nm，但用MCM41只能得到微孔碳材料。這種微波輻射合成大大縮短了反應(yīng)時(shí)間，簡(jiǎn)化了操作，在苯的羥基化反應(yīng)中顯示出良好的催化活性。Huo等[24]用TEOS和四丁基正鈦酸酯（TBOT）兩步水解的方法得到了具有立方晶系的TiMCM48。這些分子篩具有三維立體交叉排列的“wormlike”孔道結(jié)構(gòu)，其孔徑分布單一，孔壁較厚，因而有較高的熱穩(wěn)定性。表11列出了不同孔道結(jié)構(gòu)的介孔材料。有序介孔材料是以表面活性劑分子聚集體為模板，通過(guò)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間的界面作用組裝生成的孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則、孔徑介于2～50nm的無(wú)機(jī)多孔材料。因此，尋求新型的有序介孔材料成為國(guó)際上跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。其后Stucky及其合作者[57]把該機(jī)理擴(kuò)大到SI+、S+XI+以及SM+I途徑。與靜電匹配途徑相比，經(jīng)S0I0（中性表面活性劑及中性無(wú)機(jī)離子）途徑合成的介孔分子篩具有較厚的孔壁，進(jìn)而提高了產(chǎn)物介孔骨架結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性及水熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，交換時(shí)間9小時(shí)、交換溫度120℃、活化溫度200℃是制備HMSV催化劑的最佳條件。從孔結(jié)構(gòu)和形態(tài)的控制角度考慮多是從合成樹(shù)脂、合成纖維出發(fā)，如吸脫附速度快的活性炭纖維，較多中孔結(jié)構(gòu)的醫(yī)用碳吸附劑，有特殊透過(guò)性能的多孔炭膜以及燃料電池用的多孔炭板等。的小角范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的類晶體結(jié)構(gòu)介于納米尺度，較普通晶體大得多。 有序介孔炭的發(fā)展前景及研究意義有序介孔材料是一類新型的納米結(jié)構(gòu)材料[3839]，其特點(diǎn)是孔道大小均勻、排列有序、孔徑可以在2～10nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而將分子篩的規(guī)則孔徑從微孔拓展到介孔領(lǐng)域，同時(shí)具有高的比表面積和墻厚，以及較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，載吸附、分離、催化等方面以及光、電、磁等領(lǐng)域[40]具有廣闊的應(yīng)用前景。（蔗糖，硫酸和水的質(zhì)量比與首次浸漬時(shí)相同）擴(kuò)散進(jìn)入部分炭化樣品的孔隙中，再分別在100℃和160℃部分炭化后，然后置入管式爐中，在N2保護(hù)下900℃高溫炭化。洗滌后的樣品在550℃下焙燒2小時(shí)除去模板劑，所得樣品標(biāo)記為SBA1540。碳前驅(qū)體的填充路徑有兩種：液相浸漬和化學(xué)氣相沉積。模板技術(shù)在分子篩合成研究中一直占有非常重要的地位。有序介孔材料作為一種多孔納米結(jié)構(gòu)材料已發(fā)現(xiàn)了多種介孔結(jié)構(gòu)，其主要特征為：①長(zhǎng)程即介觀水平結(jié)構(gòu)有序；②孔徑分布窄，孔徑大小可以調(diào)節(jié)；③經(jīng)過(guò)優(yōu)化合成條件或后處理，可具有很好的熱穩(wěn)定性和一定的水熱穩(wěn)定性；比表面積大，可高達(dá)1000m2/g；顆粒具有規(guī)則外形，且可在微米尺度內(nèi)保持高度的孔道有序性。在以TBHP為氧化劑的環(huán)己烯小環(huán)氧化反應(yīng)中，1小時(shí)后轉(zhuǎn)化率達(dá)50%，TBHP的選擇性為95%，但此類催化劑易失活。并且其中的模板劑可通過(guò)焙燒或溶劑萃取脫除，且焙燒溫度要比MCM41低得多。SBA11SBA2,7,12,FDU1三維交叉孔道立方四方SBA16,MCM48,FDU5,HUM7CKM1,HUM1二維交叉孔道三方(斜方)無(wú) 按照其化學(xué)組成分介孔材料可分為硅基和非硅基兩大類[3]。ZSM型沸石在烴類的催化降凝、異構(gòu)化、歧化、芳構(gòu)化等方面的廣泛應(yīng)用，以及隨之而來(lái)的其它各種類型微孔分子篩的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，給眾多的石油催化工藝注入了新的活力。因此，急需解決超大分子篩或者介孔材料的制備問(wèn)題。 按合成技術(shù)分介孔材料按合成技術(shù)可以分為三類。與M41S的合成相比，Hou等合成方法的最大特點(diǎn)是強(qiáng)酸性介質(zhì)、低溫（室溫可合成）、晶化時(shí)間短和相對(duì)較低的表面活性劑也成功地用于這類材料的合成。周四清等[27]以十二烷基胺（DDA）為模板劑，TEOS為硅源，VOCl2為釩源成功地合成了骨架型，VHMS，并考察了7個(gè)不同的Si/V摩爾比19為最佳配比，反應(yīng)溫度為室溫。近年來(lái),隨著用途的不同其原料向完全相反的兩個(gè)方向發(fā)展。其中涉及So