若干二氧化硅基多孔材料的制備研究.pdf

1、該文在甲胺和水的蒸汽相中用含硼多孔玻璃粉轉(zhuǎn)晶制備含硼CF-2沸石,并采用多種表征手段對(duì)轉(zhuǎn)晶過程和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究.XRD,<'11>B、<'27>Al、<'29>Si MAS NMR、FT-IR等研究表明,多孔玻璃中硼原子存在三種配位狀態(tài):網(wǎng)絡(luò)四面體配位的硼氧基團(tuán)、網(wǎng)絡(luò)三配位的硼氧基團(tuán)和極少量的非網(wǎng)絡(luò)三配位基團(tuán).隨著向CF-2轉(zhuǎn)晶反應(yīng)的進(jìn)行,網(wǎng)絡(luò)三配位和四面體配位的BO<,4>基團(tuán)逐漸進(jìn)入CF-2沸石骨架,成為有序的四面體BO<,4

2、>基團(tuán).多孔玻璃中的Al只以四面體配位狀態(tài)存在,化學(xué)環(huán)境較復(fù)雜.隨著轉(zhuǎn)晶反應(yīng)的進(jìn)行,Al原子逐漸進(jìn)入沸石骨架,形成排列有序的AlO<,4>四面體基團(tuán).多孔玻璃原粉中存在大量硅羥基(Si-OH),表面Si-OH的數(shù)量隨轉(zhuǎn)晶反應(yīng)的進(jìn)行而減少,網(wǎng)絡(luò)四面體配位的硅原子漸漸進(jìn)入CF-2沸石骨架.焙燒與水熱處理使原有骨架上部分四配位的BO<,4>基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)槿湮坏腂O<,3>基團(tuán),部分Si-O鍵斷裂生成Si-OH,但沒有明顯的骨架脫Al現(xiàn)象.<'1

3、3>C MAS NMR和TG證實(shí)模板劑甲胺分子在反應(yīng)過程中經(jīng)歷了三種狀態(tài):在反應(yīng)初期,甲胺分子與多孔玻璃粉表面羥基處于弱相互作用狀態(tài);隨著反應(yīng)的進(jìn)行,一部分弱相互作用的甲胺分子轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)相互作用的甲胺分子;強(qiáng)相互作用的甲胺分子與硼羥基,鋁羥基,硅羥基共同形成CF-2沸石晶核,晶核長(zhǎng)大成晶體,甲胺分子進(jìn)入沸石孔道內(nèi),此時(shí)存在與多孔玻璃粉表面羥基弱相互作用、強(qiáng)相互作用以及處于沸石孔道內(nèi)的三種甲胺分子;隨著結(jié)晶度進(jìn)一步升高,多孔玻璃表面弱相互作

4、用與強(qiáng)相互作用的甲胺分子依次逐漸消失,最終全部進(jìn)入CF-2沸石孔道內(nèi),孔道內(nèi)有自由狀態(tài)和質(zhì)子化的甲胺分子.該文還采用Sol-gel技術(shù)結(jié)合乳液法合成了多孔二氧化硅空心微球、Ti-Si復(fù)合氧化物空心微球以及Al/Si/Zr三元復(fù)合氧化物空心微球.在含有溶膠體系的O/W/O多重乳液體系中存在三種動(dòng)態(tài)相行為:外溶過程、內(nèi)溶過程以及互溶過程.凝膠化速率較快時(shí),內(nèi)溶行為占主導(dǎo)作用;凝膠速率較慢時(shí),外溶行為占主導(dǎo)作用;凝膠速率過慢時(shí),互溶行為占主導(dǎo)