负载金属型有序介孔氧化铝的制备及性能研究

论文摘要

有序介孔氧化铝为一种新型的纳米材料。具有比表面积大、孔径分布窄、孔道结构规整、表面酸性强等突出特点。此新型材料在许多领域已得到广泛应用。本论文采用直接沉淀法及硬模板法两种方法合成具有高比表面积、较窄孔径分布的有序介孔氧化铝，并对制备的有序介孔氧化铝进行改性研究，采用TEM、比表面仪、X射线衍射仪等表征手段对产品进行表征，考察制备样品的比表面积、孔径大小及分布和样品孔道的有序性。创新性的对有序介孔氧化铝进行有机金属配合物改性，并作为催化剂应用到环己烯环氧化反应当中，验证不同条件下制备催化剂的催化活性。以无机铝盐作为铝源，采用适宜的表面活性剂为模板剂，通过直接沉淀法制备出具有高比表面积、孔径分布窄的有序介孔氧化铝。通过改变模板剂用量、沉淀剂滴加速度、老化时间来探讨影响介孔氧化铝合成的因素。以正硅酸乙酯作为硅源，制备出具有规整六方孔型结构的SBA-15分子筛。以SBA-15作为模板剂合成介孔碳（CMK-3），再以具有规整结构的介孔碳作为硬模板剂制备有序介孔氧化铝。对有序介孔氧化铝进行改性研究。主要考察了无机金属盐、有机金属配合物两种改性物对有序介孔氧化铝的改性，通过改性使得有序介孔氧化铝的物理化学性质得以改善。本论文创新性的将有机金属配合物改性有序介孔氧化铝催化剂应用到分子氧氧化环己烯制环氧环己烷反应当中，探讨不同条件对反应结果的影响，验证合成催化剂的催化活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 小尺寸效应
• 1.1.2 表面效应
• 1.1.3 量子尺寸效应
• 1.1.4 宏观量子隧道效应
• 1.2 有序介孔材料简介及其研究现状
• 1.2.1 有序介孔材料合成机理
• 1.2.2 有序介孔材料的应用研究
• 1.3 有序介孔氧化铝合成以及研究现状
• 1.3.1 有序介孔氧化铝合成研究
• 1.3.2 有序介孔氧化铝合成机理分析
• 1.3.3 有序介孔氧化铝的研究现状
• 1.3.4 有序介孔氧化铝表征及结构特性
• 1.4 研究意义及目的
• 1.5 目前研究存在问题及发展方向
• 1.6 研究内容
• 第2章 无机铝源合成有序介孔氧化铝
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验装置及流程图
• 2.2 有序介孔氧化铝的表征分析
• 2.2.1 氮等温吸附-脱附分析有序介孔氧化铝结构
• 2.2.2 X 射线衍射分析有序介孔氧化铝结构
• 2.2.3 透射电镜分析有序介孔氧化铝结构
• 2.3 无机铝源合成有序介孔氧化铝的影响因素研究
• 2.3.1 模板剂用量对制备有序介孔氧化铝的影响
• 2.3.2 沉淀剂滴加速度对制备有序介孔氧化铝的影响
• 2.3.3 老化时间对制备有序介孔氧化铝的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 采用硬模板法合成有序介孔氧化铝
• 3.1 实验流程
• 3.2 SBA-15 的合成
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验装置图及流程图
• 3.2.4 以单一模板剂合成 SBA-15 的实验结果及表征分析
• 3.3 以 SBA-15 为模板剂，采用真空浸渍法制备介孔碳 CMK-3
• 3.3.1 实验药品
• 3.3.2 实验仪器
• 3.3.3 实验装置图及流程图
• 3.3.4 合成 CMK-3 的氮等温吸附-脱附表征分析
• 3.3.5 X 射线衍射分析介孔碳结构
• 3.3.6 透射电镜分析介孔碳结构
• 3.4 以规整结构介孔碳作为硬模板剂初步尝试制备介孔氧化铝
• 3.4.1 实验药品
• 3.4.2 实验仪器
• 3.4.3 实验流程
• 3.4.4 合成介孔氧化铝的实验结果及氮等温吸附-脱附表征分析
• 3.4.5 X 射线衍射分析介孔氧化铝结构
• 3.4.6 透射电镜分析介孔氧化铝结构
• 3.4.7 透射电镜能谱分析（EDS）
• 3.5 本章小结
• 第4章 有序介孔氧化铝的改性研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验药品
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 实验装置
• 4.1.4 介孔氧化铝红外图谱
• 4.2 介孔氧化铝无机金属盐改性研究
• 4.2.1 实验流程
• 4.2.2 磷钼酸改性介孔氧化铝
• 4.2.3 硝酸镍改性介孔氧化铝
• 4.2.4 硝酸铜改性介孔氧化铝
• 4.3 有机金属配合物（希夫碱）改性
• 4.3.1 实验流程
• 4.3.2 合成过程中所涉及反应
• 4.3.3 样品表征
• 4.4 本章小结
• 第5章 改性有序介孔氧化铝催化性能研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验试剂
• 5.1.2 实验仪器
• 5.1.3 实验装置及流程
• 5.2 催化剂制备及表征
• 5.2.1 合成有序介孔氧化铝及工业氧化铝氮等温吸附-脱附表征：
• 5.2.2 合成有序介孔氧化铝及工业氧化铝氮等温吸附-脱附表征：
• 5.2.3 改性普通工业氧化铝的傅里叶变换红外光谱表征：
• 5.3 催化剂反应性能评价（环己烯催化氧化反应）
• 5.3.1 不同有机金属配合物配体对反应的影响
• 5.3.2 不同反应时间对反应的影响
• 5.3.3 不同氧气流量对反应的影响
• 5.3.4 不同配合物负载量对反应的影响
• 5.3.5 催化剂寿命
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢