過渡金屬修飾介孔分子篩的制備及其在光催化苯羥基化中的應(yīng)用.pdf

1、介孔分子篩的孔徑大小在2-50nm范圍內(nèi)可調(diào)，由于其窗口傳輸效應(yīng)，在其孔道內(nèi)可以固定大體積的活性組分，有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物擴(kuò)散，故非常適合于催化大分子原料的各種有機(jī)合成反應(yīng)。介孔分子篩家族與經(jīng)典的微孔沸石分子篩相比，它們不僅具有較大的孔徑，而且具有較大的比表面積和有序、規(guī)整的多維孔道結(jié)構(gòu)，使得在很多微孔沸石分子篩難以完成的大分子的吸附、分離、尤其是催化反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。但介孔分子篩材料與傳統(tǒng)的微孔沸石相比也有其局限性，主要表現(xiàn)在：酸性較

2、弱；孔壁處多于無定形狀態(tài)，造成了水熱穩(wěn)定性相對較低。為此，在催化化學(xué)反應(yīng)中單獨(dú)使用介孔分子篩其催化效果并不理想。近年來國內(nèi)外許多學(xué)者將金屬或其氧化物等具有改善催化效果的活性組分引入介孔分子篩的骨架、或采用內(nèi)表面修飾、錨定以及組裝等方法到結(jié)合到介孔分子篩中,形成具有納米尺度的均勻穩(wěn)定的―主客體材料‖。由于其主、客體間的主客體效應(yīng)以及客體材料可能具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)等使得介孔分子篩自身的優(yōu)勢在催化選擇性氧化或聚烯烴裂解等酸催化反應(yīng)

3、等催化領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文旨在研究過渡金屬負(fù)載V-SBA-15后其光催化活性的改變。論文的主要工作及結(jié)果如下：
　　1．鐵系金屬-V-SBA-15的合成及應(yīng)用
　　首先以三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)作為模板劑、正硅酸乙酯(TEOS)作為硅源，在酸性條件下用水熱法合成了介孔分子篩 SBA-15，再加入適當(dāng)?shù)蔫F源和釩源進(jìn)行水熱直接合成鐵系金屬、釩雙金屬取代的SBA-15分子篩。通過XRD、SEM、N2

4、吸附-脫附等技術(shù)表征，證實(shí)了該材料具有高度有序的二維六方結(jié)構(gòu)。在以雙氧水為氧化劑的苯羥基化反應(yīng)中鐵、釩雙金屬取代的SBA-15分子篩表現(xiàn)出很高的催化活性，尤其是鐵/釩等于5時(shí)催化活性達(dá)到最大值。
　　2．ⅡB-V-SBA-15的合成及應(yīng)用
　　采用介孔材料V-SBA-15為載體，制備Cd-V-SBA-15、Zn-V-SBA-15雙金屬取代介孔催化劑。在以過氧化氫為氧化劑的苯羥基化反應(yīng)中雙金屬取代的SBA-15分子篩表現(xiàn)出相抑