介孔氧化硅的合成及其在固載酸催化劑中的應(yīng)用.pdf

1、本文分別以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、雙子型Gemini表面活性劑雙十六烷基四甲基溴化乙二銨（G16-2-16）為模板劑，水熱法合成了MCM-41型介孔氧化硅材料，并以合成的介孔氧化硅為載體，引入SO42-/ZrO2制得了固體超強(qiáng)酸催化劑，然后以八甲基環(huán)四硅氧烷開環(huán)聚合反應(yīng)作應(yīng)用對(duì)象，對(duì)固體超強(qiáng)酸催化劑的催化活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。詳細(xì)工作如下：
　　 1.以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑

2、、正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，在弱堿性條件下水熱法合成了MCM-41型介孔氧化硅MS-1。使用紅外光譜（IR）、X射線衍射（XRD）和透射電鏡（TEM）等測(cè)試手段對(duì)介孔MS-1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并通過XRD結(jié)果研究了凝膠組成、底物的摩爾比、晶化時(shí)間以及焙燒溫度對(duì)MCM-41型介孔材料MS-1結(jié)構(gòu)的影響。
　　 （1） XRD和TEM等測(cè)試手段對(duì)介孔MS-1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明新合成的介孔氧化硅MS-1為無定形態(tài)，具有清晰的二

3、維六方結(jié)構(gòu)及較高的水熱穩(wěn)定性。
　　 （2） IR、XR-D以及元素分析的結(jié)果表明模板劑表面活性劑組分確實(shí)存在于焙燒前的介孔二氧化硅中而且可以通過用煅燒的方法去除。焙燒后介孔MS-1的結(jié)構(gòu)有序性遭受到一定的破壞。
　　 （3） XRD表征結(jié)果表明介孔MS-1的最佳合成條件為：w（NH3）/w（TEOS）=7、n（CTAB）/n（TEOS）=0.15、晶化時(shí)間為24h、焙燒溫度650℃時(shí)，合成出的介孔氧化硅MS-1有序性較

4、高。
　　 2.利用水熱法，采用陽離子Gemini表面活性劑雙十六烷基四甲基溴化乙二銨（G16-2.16）為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，正硅酸乙酯為硅源，在弱堿性體系中合成了MCM-41型介孔氧化硅MS-2，使用小角X射線衍射（SAXRD）、高分辨率透射電鏡（HRTEM）、N2吸附-脫附分析和熱重-微分熱重法（TG-DTG）等技術(shù)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，分析了不同模板劑濃度對(duì)材料結(jié)構(gòu)有序度的影響。研究表明：
　　 （1）新合成的MC

5、M-41型介孔氧化硅MS-2具有較高的比表面積（906.71㎡/g）、較大的孔徑（3.1nm）、孔容（0.93cm3/g）以及比較高的有序度，并呈現(xiàn)二維六角結(jié)構(gòu)。
　　 （2）在G16-2-16和TEOS的摩爾比n（G16-2-16）/n（TEOS）為0.1的條件下，合成的介孔氧化硅MS-2的有序性最高。
　　 3.以MS-2為載體，硝酸鋯為鋯源，利用等體積浸漬法制備了三種不同鋯含量的固體酸催化劑SZM，使用IR、自動(dòng)吸

6、附比表面積儀和XRD對(duì)固體酸催化劑進(jìn)行了表征。以八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）開環(huán)聚合反應(yīng)作應(yīng)用對(duì)象考察了焙燒溫度、焙燒時(shí)間、浸漬液（NH4）2SO4濃度和浸漬時(shí)間等制備條件對(duì)催化劑SZM-30催化活性的影響，并分析了固體酸催化劑SZM的催化效率與D4開環(huán)反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑用量的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 （1）隨固體酸負(fù)載量的增加，IR譜461cm-1附近的酸特征峰強(qiáng)度增加；比表面積測(cè)試結(jié)果表明固體酸的比表面積和孔容隨負(fù)載量的增