多金属氧酸盐/SBA-15介孔杂化材料的稳定性

多金属氧酸盐;SBA-15;杂化材料;热和水热稳定性;溶剂浸取     

二次嫁接法合成多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料

合成了表面含有SiOH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39[O(SiOH)2] (TBAPW11Si2), 并通过其与纯硅介孔分子筛SBA-15表面SiOH的缩合反应, 将TBAPW11Si2二次嫁接到SBA-15的介孔孔道中, 得到了TBAPW11Si2/SBA-15介孔杂化材料. 表征结果显示, 孔内TBAPW11Si2的Keggin结构保留完整, 并与孔壁共价键联. 样品仍保持六方对称的孔阵结构, 但孔道部分被堵, 孔容、孔径、比表面积下降. 该杂化样品对甲基橙的光催化降解不仅显示高催化活性, 而且由于键联的多金属氧酸盐在水溶液中的抗浸取能力强, 催化剂的使用寿命大大延长.     

多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料的制备与表征

采用嵌段共聚物模板P123和缺位Keggin结构的多金属氧酸盐K₈SiW₁₁O₃₉•12H₂O, 由溶胶-凝胶法合成了具有类六方结构的SiW₁₁/SBA-15杂化介孔分子筛材料, 并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV/DRS)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)、低温N₂吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征. 结果表明, 杂化材料中不仅规整均一的类六方介孔结构得以保持, 而且多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整(含量达25%左右), 并共价键联于介孔材料的孔道内部. 稳定性实验表明, 杂化材料中多金属氧酸盐在水中的流失率远低于一般浸渍法制备的样品.     

PW_(11)/SBA-15介孔杂化材料的直接合成与表征

采用三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)和缺位Keggin型多金属氧酸盐Na7PW11O39(PW11)为无机前驱体,由共缩合法一步合成了PW11/SBA-15介孔杂化材料.通过红外(IR)光谱、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)、X射线衍射(XRD)、低温N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对杂化材料和合成过程进行了表征.结果表明:杂化材料中不仅多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整,且共价键联于介孔孔道内部,而且样品基本具有规整有序的六方介孔结构.TEOS预水解时间的长短对有序结构的构筑有明显影响,随预水解时间延长,样品的介观有序性增加.这是因为多金属氧酸盐对模板剂P123有盐析作用,其作用大小与多金属氧酸盐前驱物的溶解度有关.     

多金属氧酸盐/TiO2介孔杂化材料的合成及光催化性能研究

采用蒸发诱导自组装法合成了介孔TiO2,并将表面含有Si-OH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39-[O(SiOH)2](TBAPW11Si2)嫁接到乙醇回流脱模的介孔TiO2上,合成了TBAPW11Si2/TiO2介孔杂化材料.采用IR、XRD、N2吸附-脱附、TEM、ICP-AES对样品的结构和组成进行了表征.结果表明,TBAPW11Si2与TiO2之间的共价键联是通过表面Si-OH和Ti-OH间的缩合进行的;TiO2表面足够的Ti-OH基团和一定温度的焙烧是这一缩合的必要条件.与TiO2载体相比,嫁接了TBAPW11Si2的杂化样品,锐钛矿相的结晶度略有增加;但表面积、孔容和孔径均有所减小,且随TBAPW11Si2负载量的增加而降低.光催化降解甲基橙的结果显示,杂化样品表现出比载体TiO2高得多的催化活性,甚至与高结晶度的商品光催化剂P25相当,显示出多金属氧酸盐-TiO2协同作用的优越性.     

共价键联的PW11/TiO2介孔杂化材料的合成及其光催化性能

采用二次嫁接的方法,将Keggin结构的缺位钨磷酸盐PW11嫁接到介孔TiO2的表面,得到PW11/TiO2杂化样品。采用IR、低温N2吸附、XRD、TEM和ICP-AES等对样品的结构、PW11负载量以及键联机理进行了表征和研究,对样品光催化降解甲基橙的性能进行了考察。 结果显示,用蒸发诱导自组装法合成的TiO2,焙烧前结构松散,可部分水解并与PW11反应,生成PW11Ti物种,后者与TiO2骨架缩合,从而实现PW11的键联嫁接。 与纯TiO2相比,杂化样品中锐钛矿相的结晶度稍有降低,孔径、孔容减小,但是对甲基橙的光催化降解活性却明显增加,显然这是PW11和TiO2间发生了“协同效应”所致。     

多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料的合成——无机前驱的配比和老化温度的影响

用嵌段共聚物P123为模板剂, 正硅酸乙酯(TEOS)和缺位结构的多金属氧酸盐SiW₁₁为无机前驱体, 由溶胶-凝胶法合成了具有六方结构和SiW₁₁共价键联的介孔分子筛杂化材料SiW₁₁/SBA-15, 着重考察了无机前驱的配比和老化温度对杂化材料结构及SiW₁₁负载量的影响. 研究结果表明, 随SiW₁₁用量的增大, 其负载量增高, 但很快趋于饱和; 且用量越大对模板组装的干扰也越大, 导致孔结构的有序性下降. 高温老化有利于介孔结构的形成和孔阵列有序性的增加, 但导致已反应的SiW₁₁水解脱落, 不利于其键联.     

MgO/SBA-15固体碱介孔材料的研制

结合浸渍和微波辐射技术，分别采用浸渍、浸渍-微波、微波辐射等方法将醋酸镁高分散在SBA-15上而成为MgO改性介孔固体碱材料。结果显示：使用不同负载方法以及含铝SBA-15为载体，均能使MgO均匀分散;负载量达到20%时，XRD法仍未检测到样品上有MgO的晶相。实验表明负载的MgO在载体上形成了多层重叠结构，产生较多的中强碱位，而在介孔分子筛中引入Al原子则有利于碱位的形成。     

多金属氧酸盐簇-聚合物杂化功能材料的研究进展

随着高新科技的快速发展与日益更替,兼有无机材料多功能性和聚合物可加工性的杂化材料具有重要的应用前景。本文论述并回顾了将多金属氧酸盐簇(Polyoxometalates)与聚合物通过共价键连接制备多金属氧酸盐簇-聚合物杂化物(Polyoxometalate-Polymer Hybrids)的研究现状。依据所制备杂化物中聚合物链的构型进行分类,综述了近年来该领域的研究进展,并重点介绍了本课题组在过去几年里的研究成果。     

SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究进展

介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景,成为目前众多研究领域的一个研究热点。本文结合我们自己的工作和国内外相关研究,较全面地阐述了近年来几种SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究状况,并展望了今后其研究、发展方向和应用前景。     

介孔SBA-15的形貌控制合成及负载染料后其光学性能研究

采用水热-组装法、溶剂挥发法等材料合成方法制备了不同形貌(粉末棒状、单块、薄膜)负载染料的介孔SBA-15复合材料, 并开展光学性质研究. 通过TEM, XRD, N₂吸附-脱附表征证明所合成的各种形貌SBA-15材料均具有规则有序介孔结构, 组装染料后复合材料的形貌及结构保持完整|Uv-vis, PL表征表明染料在SBA-15孔道中呈单分散状态, 负载染料后的复合材料具有发光特性.     

片/板状短孔道SBA-15的控制合成及应用

有序介孔材料家族中,SBA-15因具有较大的孔径尺寸、规则可调的孔道结构以及卓越的机械和水热稳定性而备受关注。最近,片/板状短孔道SBA-15由于更有利于分子快速扩散和质量传递成为介孔材料研究领域的热点。目前合成片/板状短孔道SBA-15的主要方法有有机物辅助、金属离子诱导及多重模板剂协同效应。根据不同类别添加剂的作用机制,本文综述了片/板状短孔道SBA-15的控制合成方法及其在催化、吸附和生物分子固定等不同领域的最新进展,并对其应用前景进行了展望。     

FexOy/SBA-15介孔分子筛的合成以及性能研究

在酸性溶液中利用溶胶凝胶-pH值控制两步法直接合成Fe_xO_y/SBA-15介孔分子筛，同时利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、小角度X射线衍射(Low-angle XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对制备的各种SBA-15介孔分子筛进行结构以及性能的测试、表征。结果显示Fe_xO_y均匀地分散在SBA-15的骨架中，而且会对SBA-15介孔分子筛起钉轧作用。而后着重研究了Fe_xO_y的加入对SBA-15介孔分子筛的热稳定性、催化特性以及磁学性能的影响。Fe_xO_y的引入可以增加制备的SBA-15介孔分子筛的热稳定性;Fe_xO_y的引入可以改善SBA-15介孔分子筛的催化活性，得到了开口的、石墨化程度较好的纳米碳管。Fe_xO_y的引入使SBA-15介孔分子筛具有明显的铁磁性。     

苯基改性的中孔分子筛SBA-15的合成及其磺化

 在酸性条件下用正硅酸乙酯(TEOS)和苯基三乙氧基硅(PTES)直接缩合制备了苯基改性的中孔分子筛Ph-SBA-15,并用紫外光谱、红外光谱、X射线衍射、透射电镜和核磁共振等对改性后的样品进行了表征. 结果表明,在300 ℃下焙烧后,模板剂被脱除,而苯基可完整保留,苯基改性的SBA-15分子筛具有有序结构. 进一步用氯磺酸磺化改性后,可得到苯磺酸化的分子筛,其酸度可达4.19 mmol/g.