介孔二氧化硅的合成、負載及催化性能研究.pdf

1、介孔二氧化硅具有高比表面積、高孔容積、孔道的納米尺度在2～50nm范圍內(nèi)均勻可調(diào)、良好的熱穩(wěn)定性和孔道內(nèi)含有豐富的硅羥基等特點，成為催化、催化劑負載、吸附分離和其它新材料等方面關注的焦點。介孔二氧化硅的合成條件和自身的結(jié)構特點使其較容易摻雜、負載上各種金屬和金屬氧化物。為提高催化劑的催化活性和選擇性，人們往往希望催化劑或載體具有特殊的孔道，希望起催化作用的金屬或金屬氧化物能有較高的分散度。與其它無機載體或高分子載體相比，介孔二氧化硅能更

2、好地滿足人們今天對催化劑的這種綠色化要求。 尋找經(jīng)濟可行的介孔二氧化硅的合成方法，是當今介孔材料研究的主要方向：制備粒徑較大的介孔二氧化硅材料，以滿足作為催化劑或催化劑載體的這種材料在反應后處理及催化劑再生上的要求，是人們追求的目標。本論文通過一種新的介孔二氧化硅的合成方法--誘導聚合膠體團聚(Polymerization-induced colloid aggregation，簡稱PICA法)法，對大粒徑介孔二氧化硅的合成作了

3、有益的嘗試，并利用制得的介孔二氧化硅進行了WO<,3>與TiO<,2>的負載及復合催化劑的催化氧化性能研究。 本論文主要包括以下幾個方面： 一、誘導聚合膠體團聚(PICA)法合成介孔二氧化硅 以硅酸鈉為硅源，通過PICA法合成了平均粒徑為1.1μm的介孔二氧化硅，討論了硅酸鈉溶液的濃度、pH值、甲醛與尿素的濃度、反應溫度、攪拌時間等因素對合成過程的影響，得到了合成的最佳工藝條件為：硅酸鈉濃度20％，pH=1.0，

4、無水乙醇15 mL，甲醛/尿素(mol比)=2，攪拌4 min，常溫靜置陳化4 hr，復合微球550℃焙燒6 hr。通過XRD、氮氣脫吸附、TEM和HRTEM等手段對介孔二氧化硅進行了表征，證實通過PICA法制得的介孔二氧化硅有序性好，孔徑較大、孔壁較厚、孔徑分布均勻。 二、WO<,3>/SiO<,2>催化劑的合成及對油酸的催化氧化性能研究 以H<,2>WO<,4>為鎢源，以PICA法合成的介孔二氧化硅為載體，通過負載法

5、合成了WO<,3>/SiO<,2>催化劑，催化劑的小角XRD與HRTEM證實，合成所得WO<,3>/SiO<,2>具有典型的介孔孔道結(jié)構，從高角度的XRD可以看出，活性組分氧化鎢以無定形態(tài)的形式均勻地分布在二氧化硅表面上及介孔中；在WO<,3>/SiO<,2>催化劑對油酸的催化氧化過程中，催化劑中的Si/W、催化劑用量、雙氧水的用量與加入方式、反應時間等都會對壬二酸的收率產(chǎn)生影響。通過實驗得到的最佳工藝條件為：油酸20g、叔丁醇50ml

6、、WO<,3>/介孔二氧化硅催化劑0.5g、30％雙氧水35g，加熱回流，通氧氣反應36小時。 三、TiO<,2>/SiO<,2>催化劑的合成、表征及催化性能研究 以鈦酸四丁酯為鈦源，以PICA法合成的介孔二氧化硅為載體，通過負載法合成了TiO<,2>/SiO<,2>催化劑，XRD分析表明，TiO<,2>以無定型及銳鈦型鈦的形式存在于介孔二氧化硅的表面及孔道中，HRTEM顯示合適的TiO<,2>負載量應在40％以下；通過