有序介孔無機材料的合成、表征和催化應用.pdf

1、有序介孔材料因其大的比表面和孔容、較高的穩(wěn)定性、以及孔隙拓撲多樣性和骨架組成的可調(diào)性，自從1992年被發(fā)現(xiàn)以來，一直是材料研究的一個熱點課題。但是由于介孔二氧化硅的水熱穩(wěn)定性弱，骨架化學惰性，為其找尋可行的應用途徑就成為介孔材料研究的當務之急。基于介孔材料的研究現(xiàn)狀和面臨的問題，本博士后研究工作主要著眼于三個方面，力圖在介孔材料的應用研究方向做一些探索：1)調(diào)節(jié)介孔材料的墻壁孔隙，以制備新型拓撲結構的(碳)反相材料，并找尋其在電學方面的

2、應用；2)利用氯化物無機鹽達到自主調(diào)控介孔材料的形貌，為納米器件的研究做準備；3)以介孔材料為載體制備催化劑。 選擇具有三維孔道結構的Ia-3d介孔材料MCM-48和KIT-6，利用微波消解、水蒸氣處理的手段有效地人為控制二氧化硅孔壁上貫穿孔的開放或閉合。接著，以此材料作為硬模板制備得到具有新型拓撲結構的反相碳或金屬氧化物材料。例如，由普通MCM-48只能得到14<,1>32結構的反相材料，經(jīng)微波消解處理的MCM-·48制備得到

3、的是Ia-3d結構的反相碳和Co<,3>O<,4>等介孔材料。另外，在制備MCM-48的碳反相材料的過程中發(fā)現(xiàn)可以在900℃低溫得到大量石墨化結構，其電學性質(zhì)正在測試過程中。 顆粒的形貌控制是納米器件應用的前提之一?？疾炝舜罅拷饘訇栯x子對SBA-15的形貌控制，發(fā)現(xiàn)通過改變陽離子的種類，有效調(diào)控SBA-15六棱柱顆粒各晶面的生長速率，調(diào)節(jié)其軸徑比，得到碟形至棒狀的顆粒。可以由具有特定形貌的SBA-15材料制備形貌完全復制的單質(zhì)、

4、氧化物、硫化物或氮化物等通過正相合成法不能直接得到的材料，如具有六棱柱形貌的介孔碳材料。 催化應用是介孔材料開發(fā)研究的初衷。本文的催化研究工作主要包括兩個課題：1．以SBA-15，KIT-6等介孔材料作為載體，制備含鈦介孔催化劑。以此類催化劑催化烯烴環(huán)氧化得到了很高的轉化率和產(chǎn)率。2．以SBA-15為載體負載Cr<,2>O<,3>等氧化物作為脫氫制笨的催化劑，高壓固定床條件下，笨環(huán)的單程轉化率為7.5[％]，選擇性為80[％]。