功能化介孔材料的合成及其吸附性能研究.pdf

1、人類社會(huì)的進(jìn)步與材料科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，尤其是近幾十年中，出現(xiàn)了許多具有特殊性能的新材料，介孔材料就是其中一種。最早在1992年由Mobil公司成功合成了以MCM-41為代表的M41S系列硅基介孔材料，后來(lái)，人們又根據(jù)選擇不同的表面活性劑，無(wú)機(jī)物種以及使用不同的組裝路線成功制備出了各種硅基介孔材料，如SBA-15、MSU、PMOs等。有序介孔材料雖然目前尚未獲得大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，但它所具有的孔道大小均勻、排列有序、一定的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)

2、穩(wěn)定性和孔徑可在2-50nm的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)等特性，使其在化學(xué)工業(yè)、信息技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。
　　隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，尤其是水資源的短缺和污染，人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題也越來(lái)越關(guān)注和重視，對(duì)水質(zhì)的要求也越來(lái)越高。但一些傳統(tǒng)的水處理方法和工藝由于其本身存在的缺陷己經(jīng)難以達(dá)到人們所需要的水質(zhì)要求，吸附法是處理污染廢水的有效手段之一。
　　本論文合成了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化介孔材料，包括苯基官能化的PMOs和孔徑可調(diào)節(jié)

3、苯基官能化SBA-15，且評(píng)價(jià)了苯基官能化PMOs的吸附性能及研究了孔徑調(diào)節(jié)苯基官能化SBA-15吸附萘的能力。
　　本論文共分為四章內(nèi)容：
　　第一章：文獻(xiàn)綜述系統(tǒng)地介紹了有序介孔材料的分類、合成方法、機(jī)理、改性、孔徑調(diào)節(jié)、應(yīng)用及其表征方法。
　　第二章：采用一步法直接縮合制備了孔道中同時(shí)含有乙烷橋鍵和苯基的雙功能化有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化介孔材料(Ph-PMOs)。用紅外光譜(FT-IR)、小角X-射線衍射(SAXRD)、透

4、射電鏡(TEM)、熱重分析(TGA)和氮?dú)馕?脫附對(duì)樣品進(jìn)行了表征。并考察了其作為吸附材料對(duì)多環(huán)芳烴(萘、菲和蒽)的吸附效果。
　　第三章：采用一步法合成了不同孔徑的苯基(Ph-)官能化SBA-15新型介孔材料。并用紅外光譜(FT-IR)、小角X-射線衍射(SAXRD)、透射電鏡(TEM)、熱重分析(TGA)和氮?dú)馕?脫附等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。
　　第四章：以所制備的不同孔徑苯基官能化SBA-15作吸附材料，研究其

5、吸附萘的能力。考察了溫度及溶液初始濃度對(duì)介孔材料吸附萘的影響。
　　以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)和正硅酸乙酯(TEOS)為混合硅源前驅(qū)物，苯基三甲氧基硅烷(PTMS)為偶聯(lián)劑，聚乙氧基-聚丙氧基-聚乙氧基三嵌段共聚物(P123)為模板劑，采用一步法在酸性條件下直接合成了苯基官能化乙烷橋鍵有序介孔材料(Ph-PMOs)，并用紅外光譜(FT-IR)、小角X-射線衍射(SAXRD)、透射電鏡(TEM)、熱重分析(TGA)

6、和氮?dú)馕?脫附等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明，制備的樣品具有有序的六方孔結(jié)構(gòu)、較高的熱穩(wěn)定性以及較大的比表面積、孔容和孔徑，對(duì)多環(huán)芳烴的吸附能力強(qiáng)。
　　采用共縮聚法(一步法)在酸性條件下以聚乙氧基-聚丙氧基-聚乙氧基三嵌段共聚物(P123)為模板劑，添加擴(kuò)孔劑1,3,5-三甲苯(TMB)合成不同孔徑的苯基(Ph-)官能化新型介孔材料。并用紅外光譜(FT-IR)、小角X射線衍射(SAXRD)、透射電鏡(TEM)、熱重分

7、析(TGA)和氮?dú)馕?脫附等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明，制備的樣品隨著擴(kuò)孔劑TMB的投加量的增加，孔徑，孔容也隨著增大，不僅保持了較高的有序性，而且還具有較強(qiáng)的疏水性、較高的熱穩(wěn)定性，為將該材料作為優(yōu)良的環(huán)境污染物吸附劑奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　本文以孔徑調(diào)節(jié)苯基官能化的Ph-SBA-15有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料作吸附劑，考察其對(duì)有機(jī)污染物萘(NT)的吸附性能。采用吸光光度法，分別考察了溫度和溶液的初始濃度兩個(gè)因素對(duì)吸附萘的