介孔二氧化钛及有机硅铝的合成初探

论文摘要

半导体光催化降解环境污染物作为一种新型的环境污染物削减技术已经引起了广泛的关注,介孔Ti02凭借其较大的比表面积,均匀的孔径和规整的孔道分布,应用于环境污染治理,可以把染料污染物氧化成二氧化碳和水,具有重要意义。但是传统的Ti02光催化效率低、稳定性差和适用范围窄是制约Ti02光催化技术实用的关键问题。如何提高光催化剂的光谱响应范围和催化效率,开发并制备活性高、适用范围广的高效光催化剂是当前研究的热点和难点。本研究首次利用杯菊粗提物（杯菊浸膏）为模板且不加任何助剂成功制备出了介孔Ti02光催化剂（简称为C-TiO2,下同）,合成出的材料通过XRD、SEM、UV-vis、氮气吸附脱附等手段进行表征,并在太阳光、紫外光以及模拟太阳光照射下与商业化Degussa P25 TiO2光催化降解环境污染物的活性进行对比研究,实验结果表明,在太阳光和模拟太阳光照射下,C-TiO2的光催化活性明显强于商业化的Degussa P25 TiO2,而在紫外光下的光催化降解染料的活性则略低于商业化的Degussa P25 TiO2。并且催化剂在可见光下降解罗丹明B时,罗丹明B的最大吸收波长（λ=553.0nm）发生了明显的蓝移,这是由于罗丹明B在降解过程中发生了逐步脱乙基反应,生成了中间产物罗丹明。以杯菊粗提物为模板制备的介孔Si02催化剂（简称为C-SiO2,下同）只是具有较高的吸附能力,而没有降解燃料的光催化活性。通过TEM和氮气吸附脱附的表征,说明制备的C-SiO2具有较大的比表面积和较为规则的孔道结构,因此具有了较好的染料吸附性能。本文对使用PARR高压反应釜一锅法合成三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯进行了初步研究。考察了三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯的合成条件,如催化剂的选择,反应温度、反应时间、反应压力等对合成的影响。结果显示,三乙氧基硅烷基本不能在高压釜内进行一锅法合成,其产率和转化率都太低,缺乏商业应用价值。正硅酸四乙酯在220℃下,利用铜／氧化铜／氧化亚铜复合催化剂,氮气氛围下时,具有较高的反应转化率。另外,对硅溶胶、异丙醇铝、碘化铝的直接合成也进行了初步的探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 介孔材料和生物模板发展
• 1.2 硅基介孔材料概述
• 1.2.1 硅基介孔材料的研究现状
• 1.2.2 硅基介孔材料的合成
• 1.2.3 硅基介孔材料的表征
• 1.3 介孔二氧化钛光催化概述
• 1.3.1 二氧化钛光催化技术发展的意义
• 1.3.2 二氧化钛光催化技术的应用
• 1.3.3 介孔二氧化钛光催化剂的研究概况
• 1.3.4 介孔材料二氧化钛光催化剂的制备方法
• 1.4 三乙氧基硅烷概述
• 1.4.1 烷氧基硅烷的重要用途
• 1.4.2 三乙氧基硅烷生产方法
• 1.5 选题意义与研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究内容
• 2催化剂的制备及表征'>第二章 C-SiO₂催化剂的制备及表征
• 2的制备'>2.1 C-SiO₂的制备
• 2.1.1 实验内容和方法
• 2的表征'>2.2 C-SiO₂的表征
• 2的光催化性能研究'>2.3 C-SiO₂的光催化性能研究
• 2.3.1 光催化原理
• 2.3.2 主要仪器、试剂
• 2.3.3 实验方法
• 2.4 结果与讨论
• 2的表征结果'>2.4.1 C-SiO₂的表征结果
• 2的光催化活性研究'>2.4.2 C-SiO₂的光催化活性研究
• 2.5 本章小结
• 2催化剂的制备及表征'>第三章 C-TiO₂催化剂的制备及表征
• 2催化剂的制备'>3.1 C-TiO₂催化剂的制备
• 3.1.1 试验内容和方法
• 2催化剂的表征'>3.2 C-TiO₂催化剂的表征
• 2催化剂的光催化性能研究'>3.3 C-TiO₂催化剂的光催化性能研究
• 3.3.1 主要仪器,试剂
• 3.3.2 实验方法
• 3.4 结果与讨论
• 2的表征结果'>3.4.1 C-TiO₂的表征结果
• 2的光催化活性研究'>3.4.2 C-TiO₂的光催化活性研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 乙氧基硅烷的直接法合成
• 4.1 工业硅粉的化学法提纯
• 4.1.1 实验内容
• 4.1.2 实验结果
• 4.2 工业硅粉直接法制备乙氧基硅烷
• 4.2.1 实验内容
• 4.2.2 实验结果
• 4.3 工业硅粉直接法制备硅溶胶
• 4.3.1 硅溶胶简介
• 4.3.2 硅溶胶制备
• 4.4 异丙醇铝的直接法制备初探
• 4.4.1 异丙醇铝的制备
• 4.4.2 实验结果与讨论
• 4.5 碘化铝的实验室制备初探
• 4.5.1 实验背景
• 4.5.2 实验内容
• 第五章 结论及课题研究展望
• 5.1 实验结论
• 5.2 课题研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢