以聚(N-異丙基丙烯酰胺)作為結(jié)構(gòu)導向劑制備多孔二氧化硅及其在催化反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、作為21世紀最受關(guān)注的材料之一，多孔二氧化硅在催化、分子識別、傳感器、食品添加劑等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。多孔二氧化硅因具有大量尺寸可控的孔道、良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等特性，而受到越來越廣泛的關(guān)注。
　　 本文對多孔二氧化硅的合成及其在催化領(lǐng)域的應(yīng)用進行了一定的研究。本文的主要內(nèi)容有：溫敏性聚合物聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)和聚(N-異丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)(PNIPAM-co-PAA)的合成；以溫敏性聚合

2、物PNIPAM或PNIPAM-co-PAA作為結(jié)構(gòu)導向劑來制備多孔二氧化硅；以PNIPAM-co-PAA為結(jié)構(gòu)導向劑一步原位合成Pd/SiO2催化劑并將其用于催化多種有機反應(yīng)。
　　 本文先通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合和普通自由基聚合分別合成了溫敏性聚合物PNIPAM和PNIPAM-co-PAA，并通過GPC、1H NMR和UV-vis測試了聚合物的分子量及其多分散系數(shù)、共聚物的組成及溫敏性聚合物的低臨界溶解溫度。
　　 然后

3、，在室溫下，以溫敏性聚合物PNIPAM或PNIPAM-co-PAA作為結(jié)構(gòu)導向劑(SDA)誘導Na2SiO3水解來合成多孔二氧化硅。由于聚合物PNIPAM和PNIPAM-co-PAA具有溫敏性，通過改變老化溫度，可以有效調(diào)節(jié)所得多孔二氧化硅的孔尺寸。在本文中，調(diào)節(jié)老化溫度可以使所得多孔二氧化硅的孔徑在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化，即發(fā)生從微孔二氧化硅向微孔介孔復合二氧化硅及介孔二氧化硅的轉(zhuǎn)變。此外，由于結(jié)構(gòu)導向劑PNIPAM和PNIPAM-co-

4、PAA在室溫下溶解于水，可以通過室溫水洗法除去多孔二氧化硅中的溫敏性聚合物結(jié)構(gòu)導向劑。這可以有效地避免使用高溫煅燒或有機溶劑提取法來除去結(jié)構(gòu)導向劑，是一種綠色環(huán)保無污染的方法。本文對該多孔二氧化硅的合成機理進行了探究，同時討論了改變老化溫度和SDA/Na2SiO3的投料比對合成的多孔二氧化硅的影響。本文合成的多孔二氧化硅的比表面積在350～900 m2/g之間，孔容在0.30～1.13cm3/g之間，平均孔徑在1.1～9.0 nm之間。

5、
　　 本文進一步使用具有溫敏性的螯合聚合物PNIPAM-co-PAA作為結(jié)構(gòu)導向劑，通過一步原位合成法制備了不同Pd含量的Pd/SiO2催化劑。由于結(jié)構(gòu)導向劑PNIPAM-co-PAA既具有溫敏性又含有螯合鏈段，為一步合成二氧化硅并實現(xiàn)Pd催化劑的負載提供了可能。采用一步原位合成法合成了Pd含量高達10 wt％的Pd/SiO2催化劑，催化劑中Pd納米粒子的平均粒徑小于4.2nm。我們認為，所得催化劑中的Pd納米粒子多數(shù)位于介孔