介孔分析

介孔沸石的合成及应用进展

宋阳

摘要：介孔沸石最近成为催化材料研究领域的热点课题, 这主要是由于它集合了介孔材料以及微孔沸石的优点。早期的介孔沸石合成方法主要是使用后处理, 包括水热处理、酸处理或者碱处理。近年来模板的使用成为合成介孔沸石的主要方法, 主要包括介孔碳模板、高分子聚合物、有机硅烷以及纳米无机物等。本文就模板法合成介孔沸石的进展及其在催化领域方面的应用进行综述, 并探讨今后介孔沸石的研究发展方向。

关键词：介孔沸石，催化，模板法

1.引言

微孔沸石晶体催化材料(孔径为 0.4~1.2 nm), 特别是硅铝沸石, 因其具备有序的微孔结构、较大的比表面积、较高的热和水热稳定性、骨架酸中心、可交换的阳离子等优异性能而被广泛应用到石油化工方面, 也是工业上应用最多的催化剂之一

[1-5]

。尽管沸石较小的孔径

(0.4~1.2 nm)在很多反应中提供了优异的择形性, 但是在另一方面, 却阻碍了较大分子进入沸石孔道内进行吸附和催化反应, 而且较小的孔径也妨碍了反应物和生成物的扩散和物质传输[1,3]。为了解决这个问题, 科研人员尝试合成孔径更大的催化材料[1,3]。1992 年 Mobil 科研人员报道了有序介孔材料M41S 的合成, 为制备介孔

介孔分子筛材料制备工艺

摘要：介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大表面积和三维孔道结构的新型材料。介孔材料的研究和开发对于理论研究和实际生产都具有重要意义。它具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔径单一分布，且孔径尺寸可在较宽范围变化；介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。 它的诱人之处还在于其在催化，吸附，分离及光，电，磁等许多领域的潜在应用价值。

关键词：介孔材料；分子筛；催化剂

一． 介孔材料合成的基本特征

典型的介孔材料合成可分成以下两个主要阶段： 1. 有机—无机液晶相（介观结构）

其生成是利用具有双亲性质（含有亲水和疏水基团）的表面活性剂有机分子与可聚合无机单体分子或齐聚物（无机源）在一定的合成环境下自组织生成有机物与无机物的液晶织态结构相，而且此结构相具有纳米尺寸的晶格常数。 2. 介孔材料

其的生成是利用高温热处理或其他物理化学方法脱除有机模板剂（表面活性剂），所留下的空间即构成介孔孔道。表面活性剂分为阳离子型、阴离子型和非离子型，其中以阳离子型的季铵盐类表面活性剂最为普遍。例如十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等

介孔分子筛材料制备工艺

摘要：介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大表面积和三维孔道结构的新型材料。介孔材料的研究和开发对于理论研究和实际生产都具有重要意义。它具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔径单一分布，且孔径尺寸可在较宽范围变化；介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。 它的诱人之处还在于其在催化，吸附，分离及光，电，磁等许多领域的潜在应用价值。

关键词：介孔材料；分子筛；催化剂

一． 介孔材料合成的基本特征

典型的介孔材料合成可分成以下两个主要阶段： 1. 有机—无机液晶相（介观结构）

其生成是利用具有双亲性质（含有亲水和疏水基团）的表面活性剂有机分子与可聚合无机单体分子或齐聚物（无机源）在一定的合成环境下自组织生成有机物与无机物的液晶织态结构相，而且此结构相具有纳米尺寸的晶格常数。 2. 介孔材料

其的生成是利用高温热处理或其他物理化学方法脱除有机模板剂（表面活性剂），所留下的空间即构成介孔孔道。表面活性剂分为阳离子型、阴离子型和非离子型，其中以阳离子型的季铵盐类表面活性剂最为普遍。例如十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等

Ion Exchange and Adsorption 2003年8月

离子交换与吸附, 2003, 19(4): 374 ~ 384ION EXCHANGE AND ADSORPTION文章编号：　1001-5493(2003)04-0374-11

模板法制备介孔材料的研究进展*

刘 超 成国祥**

天津大学材料科学与工程学院

从微孔到中孔或介孔材料的制备过程中

Ｐ６3/mmc基品种FMS-16

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介孔; 介观结构; 模板; 自组装; 化学剪裁; 溶胶

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介孔碳材料及负载金属催化剂表征

摘要：介孔材料作为纳米材料的一个重要发展,已成为国际科技界普遍关注的新的研究热点.本文综述了以氧化铝、活性炭为载体负载镍基催化剂的研究方法。

1．前言

近几年来，介孔材料作为一种新兴的材料在光化学、催化及分离等领域具有

十分重要的应用，是当今研究的热点之一。

按照国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，孔径在2-50nm范围的多孔材料称为介孔(中孔)材料。按照化学组成，介孔材料可分为硅基和非硅基组成两大类，后者主要包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等，由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景[1]。按照介孔是否有序，介孔材料可分为无定形(无序)介孔材料和有序介孔材料[2]。前者如普通的SiO2气凝胶、微晶玻璃等，孔径范围较大，孔道形状不规则；后者是以表面活性剂形成的超分结构为模板，利用溶胶-凝胶工艺，通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径约在1.5-30nm，孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料，如M41S等。

介孔材料的特点在于其结构和性能介于无定形无机多孔材料(如无定形硅铝酸盐)和具有晶体结构的无机多孔材料(如沸石分子

实验2 介孔氧化硅SBA-15的水热法合成

一、目的要求

1．了解介孔材料的结构特点；

2．掌握软模板法制备介孔材料的反应机理； 3．掌握水热法合成介孔氧化硅SBA-15的方法； 4．了解介孔材料的常规结构表征方法。

二、实验原理 2.1 介孔材料概述

长期以来，多孔材料因其在工业催化、吸附分离、离子交换等许多领域的巨大影响一直吸引着众多研究者的目光。随着时代的发展，多孔材料的应用范围已经扩展到生物、医药、电子、电镀、光学、传感、信息等诸多新兴领域。时至今日，每年关于多孔材料的研究报道数以万计，其中包括新材料的开发，新的合成方法的开拓，以及对材料结构、组成和形貌控制等方面的研究；研究大多致力于提高材料的稳定性、实用性，以期拓宽材料的实际应用范围，使多孔材料可以更为经济环保地应用于工业或者日常生活之中。在多孔材料中，介孔材料因其具有较大孔径、高比表面和优良稳定性等独特的性质而倍受关注。

根据国际纯粹与应用化学学会（IUPAC）的定义，多孔材料可以根据孔径的大小划分为三类：微孔材料(microporous materials, d < 2 nm)，介孔材料(mesoporous materials, 2 nm < d < 50 nm)，大孔材料

第3 1卷第7期2 0 1 4年 7月

应用化学C HI NE S E J O URNAL OF A P P L I E D CHE MI S T RY

Vo 1 . 3 1 I s s . 7 J u l y 2 01 4

后修饰法合成介孔钴金属有机框架及其催化烯烃环氧化沙 莎李军庄长福刘术侠高 爽¨大连 1 1 6 0 2 3 )

(。东北师范大学多酸化学研究所

长春 1 3 0 0 2 4; 中国科学院大连化学物理研究所

摘

要通过后修饰水热合成法制备了新型 c o配位的金属有机框架材料，并采用红外、电感耦合等离子分

析和 N 吸附等技术手段对其进行了表征。在氧气/异丁醛反应体系中，介孔钴金属有机框架对烯烃环氧化反应表现出较高的活性。其中，环辛烯的转化率及环氧环辛烷的选择性分别达到了 9 4%和 9 1%,转化频率( T O F )值为 5 0 9 h一。催化剂循环使用 5次之后，其结构和活性无明显变化。 关键词金属有机框架，后修饰，烯烃环氧化，分子氧文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 0 - 0 5 1 8 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 - 7 9 9 07 - 中图分类号： 0 6 4 3 . 3

D0I: 1

第3 1卷第7期2 0 1 4年 7月

应用化学C HI NE S E J O URNAL OF A P P L I E D CHE MI S T RY

Vo 1 . 3 1 I s s . 7 J u l y 2 01 4

后修饰法合成介孔钴金属有机框架及其催化烯烃环氧化沙 莎李军庄长福刘术侠高 爽¨大连 1 1 6 0 2 3 )

(。东北师范大学多酸化学研究所

长春 1 3 0 0 2 4; 中国科学院大连化学物理研究所

摘

要通过后修饰水热合成法制备了新型 c o配位的金属有机框架材料，并采用红外、电感耦合等离子分

析和 N 吸附等技术手段对其进行了表征。在氧气/异丁醛反应体系中，介孔钴金属有机框架对烯烃环氧化反应表现出较高的活性。其中，环辛烯的转化率及环氧环辛烷的选择性分别达到了 9 4%和 9 1%,转化频率( T O F )值为 5 0 9 h一。催化剂循环使用 5次之后，其结构和活性无明显变化。 关键词金属有机框架，后修饰，烯烃环氧化，分子氧文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 0 - 0 5 1 8 ( 2 0 1 4 ) 0 7 0 - 7 9 9 07 - 中图分类号： 0 6 4 3 . 3

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硕士学位论文稻壳灰制备有序介孑Ｌ氧化硅及吸附性能研究作者：肖凯明指导教师：张晋华副教授南京理工大学２０１３年３月ＩＩＩＩｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌＩＩＩＩＩＵＩＵＩＭ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＹ２２７６７７０ＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＲｉｃｅｈｕｓｋａｓｈａｓｓｉｌｉｃａｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｏｒｄｅｒｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＢｙＫａｉｍｉｎｇＸｉａｏｅｃｌＪｍｕａＵａＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｖｒｅｂｙｐｕｐｒｏｆ．ｆｉｎｈｐｒｏＬ＇３９ｎａｈＺｚａａｎｊｌ２，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒｃｈ，２０１３声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：盘拯！＆Ⅻｆ；年弓月沙日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部

ｏｌ．４３Ｎｏ．８Ｖ

·４·

化工新型材料第４３卷第８期２０１５年８月

ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　

介孔ＳｉＯ２接枝改性及应用研究进展

２

刘方方１　陈英杰１，　赵敏南１　曹　培１　周国伟１＊

（山东省高校轻工精细化学品重点实验室，齐鲁工业大学化学与制药工程学院，济南２１．５０３５３；

）临沂市产品质量监督检验所，临沂２２．７６０００

在药物输送、酶固定和催化等领域有广泛的应用。由于Ｍ使其应用受到限摘　要　介孔ＳｉＯＳＮ）ＳＮ极易团聚，Ｍ２（

制。接枝改性能有效地改善这一缺点，接枝改性包括小分子改性和聚合物改性。主要介绍了原子转移自由基聚合方法（对ＭＳＮ的接枝改性，ＴＲＰ）ＴＲＰ方法可以控制聚合物链的长度。详细介绍了接枝改性后的ＭＳＮ在作为催化剂载ＡＡ体、作模板制备纳米粒子、药物控释和废水处理等方面应用的现状。

关键词　介孔Ｓ改性，聚合物接枝，ｉＯ２，

ｒｏｒｅｓｓｏｎｒａｆｔｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｏｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａＰ　　　　　　　ｇｇｐｐｐｇ　

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ＬｉｕＦａｎｆａｎｈｅｎＹｉｎｉｅｈａｏＭｉｎｎａｎａｏＰｅｉｈｏｕＧｕｏｗｅｉ　Ｚ　Ｃ　　　　　　Ｚ　　ｇｇ　Ｃｇｊ

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