介孔分子篩的制備及納米ZnO團(tuán)簇的組裝.pdf

1、有序介孔分子篩M41S系列是近年來(lái)出現(xiàn)的嶄新的材料體系，揭開了分子篩科學(xué)的新紀(jì)元。作為一種新型功能材料，其顯著的特點(diǎn)是具有規(guī)則排列、大小均勻、高度有序的孔道結(jié)構(gòu)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(xué)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。 超臨界流體(SCF)具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，兼有良好的氣體擴(kuò)散性和液體溶解性，可作為流動(dòng)相進(jìn)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(wú)毒、無(wú)污染、低反應(yīng)活性等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)藥、分離純化、高分子合成、材料制備等多項(xiàng)領(lǐng)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(guò)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(dǎo)體團(tuán)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(jìn)一步組裝納米團(tuán)簇作準(zhǔn)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(duì)介孔材料的內(nèi)外表面分別進(jìn)行選擇性功能化改性，使外表面的自由羥基鈍化，進(jìn)而保證負(fù)載化反應(yīng)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(lái)的

4、結(jié)構(gòu)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(jī)官能團(tuán)。同時(shí)萃取出的模板劑可以回收重復(fù)利用。 (4)經(jīng)過(guò)選擇性改性、超臨界萃取得到的介孔材料，利用化學(xué)方法吸附Zn<'2+>，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料。分別經(jīng)過(guò)高溫煅燒和03氧化兩種方法除掉有機(jī)成分，在介孔材料孔道中合成半導(dǎo)體ZnO團(tuán)簇。通過(guò)制備貴金屬氧化物證明利用O<,3>制備氧化物團(tuán)簇的方法能實(shí)現(xiàn)低溫操作，阻止高溫離子遷移，確保生成的團(tuán)簇均勻的分布在介孔孔道內(nèi)而不出