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《有序介孔材料合成、結(jié)構(gòu)及其功能化研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要有序納米介孔材料具有規(guī)則連續(xù)可調(diào)的納米級孔道結(jié)構(gòu)，具有量子限制效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)，以及介電限域效應(yīng)，在石油化工、生物催化、光催化、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥分離、微型電磁裝置、光致發(fā)光材料、電極材料、信息儲存等領(lǐng)域存在誘人的應(yīng)用前景，引起國際物理學(xué)、化學(xué)及材料學(xué)界的高度關(guān)注，成為跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。有序介孔材料MCM．41作為新興的納米結(jié)構(gòu)材料，自1992年首次合成以來一直成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。化學(xué)修飾作為一種功能化手段已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，利用化學(xué)修飾對MCM．41進(jìn)行功能化，改善介孔分子篩的性能，已受到越來越多研究人員的關(guān)
2、注。本論文選擇具有規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)，化學(xué)、熱穩(wěn)定性優(yōu)良的介孔氧化硅分子篩MCM一41為研究對象，對孔道進(jìn)行有機(jī)．無機(jī)修飾，并對其光學(xué)性能進(jìn)行了研究。同時(shí)還嘗試了介孔氧化硅材料在分離方面應(yīng)用的研究。本論文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1．采用水熱合成方法在酸性條件下合成MCM．41材料。結(jié)果表明合成試樣孔徑尺寸單一，六方孔道排列，具有良好的長程有序結(jié)構(gòu)，孔徑為2．1nm，為典型的有序介孔結(jié)構(gòu)。并通過二次水熱處理和添加有機(jī)輔助劑1，3，5-三甲苯(TMB)對合成MCM-4l的孔徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。2．通過浸漬法對合成MCM．41材料進(jìn)行氧化錳納米團(tuán)簇裝載，并研究裝載對有序介孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)
3、果表明氧化錳納米團(tuán)簇通過離子交換進(jìn)入MCM．41有序孔道中，由于納米團(tuán)簇的存在，降低了孔道排列的周期完整性。此外對不同孔徑MCM-41進(jìn)行納米團(tuán)簇裝載試驗(yàn)表明：隨著孔道中氧化錳裝載量的增加，吸收光譜吸收邊發(fā)生紅移，350nm激發(fā)熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。3．以合成有序介孔材料MCM．4l為主體材料，通過浸漬法及后續(xù)熱處理工藝，在孔道中組裝氧化銪的團(tuán)簇粒子，并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過XRD、HRl’EM、XPS及N2吸附表明氧化銪的團(tuán)簇粒子已經(jīng)成功組裝到MCM．41有序孔道中。通過對不同孔徑有序介孔材料的氧化銪團(tuán)簇粒子的組裝，表明隨著孔道中組裝量的增加，613nm附近光致發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，發(fā)
4、光帶寬化(激發(fā)光源為361nm)；但是其熒光性仍然很弱。4．通過硅烷化修飾，把介孔表面的羥基替換成具有活性的胺基，更加有利于Eu配合物(Eu(DBM)3}phen)組裝進(jìn)MCM．41介孔孔道，但武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文是Eu配合物組裝降低了MCM．41介孔材料的長程有序度。Eu配合物組裝進(jìn)MCM一41后，發(fā)現(xiàn)Eu的熒光純度變高，同時(shí)其發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)比在MCM一41中鑲嵌Eu203粒子而得到的介孔復(fù)合材料的發(fā)光性能強(qiáng)。通過對不同rflE。／ms。配比的組裝實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合材料的發(fā)光強(qiáng)度隨著Eu摻入量的增加而增加，但是當(dāng)rJflE。／msi大于1后，其發(fā)光強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。5．采用合成的
5、氧化硅一有機(jī)介孔粉末材料作原料，制備出以氧化硅多孔材料用作分離膜的支撐體。SEM分析和氣孔率測試結(jié)果表明多孔支撐體具有大量狹窄的開口貫通氣孔，孔徑分布均勻且在1Ixm以下，其開口氣孔率可達(dá)62．5％。使用已除去有機(jī)成分的介孔分子篩為膜材料，用s01．gel涂覆工藝在氧化硅多孔支撐體上制備了介孔分子篩復(fù)合膜。SEM分析表明介孔分子篩顆粒成層狀覆蓋在多孔支撐體上，所制各的介孔分離膜保留了MCM．41材料的孔結(jié)構(gòu)特征及孔徑分布。用介孔分離膜進(jìn)行了空氣分離的嘗試，發(fā)現(xiàn)分離膜對02／N2具有一定的分離效果，兩者的分離系數(shù)a02／N2可達(dá)O．73。探討了介孔分離膜對空氣分離的機(jī)理，認(rèn)
6、為其對空氣分離是努森擴(kuò)散和壓力擴(kuò)散共同作用的結(jié)果。關(guān)鍵詞：有序介孔氧化硅，裝載，硅烷化修飾，氣體分離，光致發(fā)光II武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTInrecentyears，periodicmesoporousmaterialswithuniforlnporediametersandhighspecificsurfaceareahavebeenwidelyusedascatalysts，catalystsupports，chemicalsensors，electricalandopticaldevices，andshape／sizeselectiveadsorbe
7、ntsforenvironmentallyhazardouschemicals，Althoughthesynthesisandapplicationoforderedmicroporoussolids(suchaszeolites)havebeenwellestablished，numerousattemptstoobtaingeometricallyregularmesoporousmaterialswereunsuccessfuluntilintheearly1990s．Orderedmes∞oroussilicaMCM一
