磺酸功能化3DOM材料的制備與催化性能研究.pdf

1、自1997年Imhof和Vevel等分別用微乳法和膠晶模板法成功地制備出三維有序大孔(3DOM)材料以來(lái)，3DOM材料引起了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛興趣。3DOM材料孔徑尺寸均一、孔結(jié)構(gòu)在三維空間內(nèi)有序排列，孔徑尺寸都在50 nm以上，甚至可達(dá)若干μ m，大孔之間有小孔相通，形成良好的籠狀孔道系統(tǒng)。所以這類(lèi)材料不僅有利于物質(zhì)分子的快速傳輸，又擁有很大的比表面積，提高了催化劑活性中心與物質(zhì)分子的相互作用機(jī)會(huì)，而且孔壁組分易于優(yōu)化組合，可以根據(jù)功

2、能的需要，選擇多種材質(zhì)，進(jìn)行化學(xué)改性，調(diào)控孔內(nèi)化學(xué)環(huán)境。這些特性使得這類(lèi)材料在催化劑、膜分離、高性能吸附劑等方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。因此，3DOM材料的功能化是個(gè)極具前景的研究領(lǐng)域。 近年來(lái)隨環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，人們對(duì)工業(yè)上廣為使用的液體酸催化劑引起的污染問(wèn)題極為重視，大力研究各種解決途徑，其中發(fā)展固體酸催化劑以替代液態(tài)無(wú)機(jī)酸是其中重要而有效的方法。將磺酸負(fù)載在3DOM材料，開(kāi)發(fā)具有磺酸酸性和3DOM材料相結(jié)合的功能化3DOM材料

3、，以替代傳統(tǒng)的液體酸催化劑有重要的科學(xué)和實(shí)際意義。 采用模板法，用正硅酸乙酯和3-巰丙基-三甲氧基硅烷的混合溶膠，在聚苯乙烯膠晶間隙中原位轉(zhuǎn)化，除去模板后，用雙氧水將巰基氧化成磺酸基，制備得到大孔規(guī)整排列的磺酸功能化3DOM材料。樣品用SEM，EDS，F(xiàn)T-IR，Raman等方法進(jìn)行了測(cè)試表征。結(jié)果表明，所得到材料的三維大孔結(jié)構(gòu)規(guī)整性十分好，大孔孔徑大約250 nm，并由大約80 nm的小孔相連；磺酸基很好地嵌入孔壁基質(zhì)中，吡啶