介孔分子篩的制備及納米ZnO團簇的組裝.pdf

1、有序介孔分子篩M41S系列是近年來出現(xiàn)的嶄新的材料體系，揭開了分子篩科學的新紀元。作為一種新型功能材料，其顯著的特點是具有規(guī)則排列、大小均勻、高度有序的孔道結構和極高的比表面積，在大分子的吸附、分離、催化，尤其是納米材料的組裝化學領域都有著廣泛的應用前景。 超臨界流體(SCF)具有獨特的物理化學性質(zhì)，兼有良好的氣體擴散性和液體溶解性，可作為流動相進行介孔材料模板劑的萃取。其中超臨界CO<,2>(sc-CO<,2>)憑借其低的臨界

2、溫度31.08℃、適中的臨界壓力7.38MPa、低成本、無毒、無污染、低反應活性等優(yōu)點，在生物醫(yī)藥、分離純化、高分子合成、材料制備等多項領域得到廣泛發(fā)展。 本論文主要合成出高質(zhì)量的有序介孔材料，通過選擇性功能化改性材料的表面，利用超臨界CO<,2>萃取材料中的模板劑，最后在得到的介孔材料的孔道內(nèi)組裝納米ZnO半導體團簇材料： (1)以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，正硅酸乙酯為硅源，按照一定的比例在堿性條件下水熱合成MCM

3、-41、MCM-48介孔材料，探索具體的合成條件，制各出高質(zhì)量的介孔材料，為進一步組裝納米團簇作準備。 (2)以苯基三甲氧基硅烷、乙二胺基硅烷偶聯(lián)劑作為表面改性劑，對介孔材料的內(nèi)外表面分別進行選擇性功能化改性，使外表面的自由羥基鈍化，進而保證負載化反應發(fā)生在介孔材料的內(nèi)表面。 (3)采用甲醇/二氯甲烷改性的sc-CO<,2>萃取介孔材料中的模板劑，找到最佳萃取條件。相比于高溫煅燒除模的方法，該法萃取出的介孔材料保持原來的

4、結構不變，具有很高的有序度和大的孔徑，不破壞外表面偶聯(lián)上的有機官能團。同時萃取出的模板劑可以回收重復利用。 (4)經(jīng)過選擇性改性、超臨界萃取得到的介孔材料，利用化學方法吸附Zn<'2+>，形成有機-無機復合材料。分別經(jīng)過高溫煅燒和03氧化兩種方法除掉有機成分，在介孔材料孔道中合成半導體ZnO團簇。通過制備貴金屬氧化物證明利用O<,3>制備氧化物團簇的方法能實現(xiàn)低溫操作，阻止高溫離子遷移，確保生成的團簇均勻的分布在介孔孔道內(nèi)而不出