两亲分子液晶模板法合成稀土介孔功能材料

论文摘要

本文主要研究了基于两亲超分子模板体系有序化稀土掺杂氧化硅立方介孔材料的合成与表征,并对纯稀土介孔氧化物的合成进行了初步的探讨。 采用了一种低浓度下的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）超分子模板法,对稀土（Ln:La,Ce,Nb,Y）修饰的立方介孔氧化硅复合材料进行了系列研究。在碱性条件下,通过水热法完成了一系列不同Ln/Si比的高品质立方相稀土修饰的氧化硅介孔材料（La-MCM-48,Ce（Ⅲ）-MCM-48,Ce（Ⅳ）-MCM-48,Nd-MCM-48,Y-MCM-48）的合成,并进行了相应的结构表征。实验结果表明,在合成稀土杂原子掺杂的MCM-48时,有利的表面活性剂/硅基物质的量比为0.2474:1。XRD和TEM测试表明当nLn/nsi<0.05时可以获得典型的长程有序介孔立方结构相。随着nLn/nSi比的增加,晶胞参数的增大和红外吸收光谱（FTIR）的变化为稀土原子进入介孔分子筛骨架中提供了有力证据。N2吸附—脱附实验给出了各种材料BET表面积,对于La-MCM-48,Ce（Ⅲ）-MCM-48,Ce（Ⅳ）-MCM-48,Nd-MCM-48,Y-MCM-48分别为1149.55m2/g、1287.67m2/g、1227.72m2/g、1195.51m2/g、1179.61m2/g,其平均孔径分别为3.3nm、4.2nm、3.7nm、3.6nm、3.4nm。紫外—可见漫反射光谱（UV-vis）给出了稀土原子与氧配位的情况。X射线光电子能谱（XPS）表征了各种稀土原子在立方介孔分子筛骨架中的存在价态。 采用一种具有有机配合物前驱体辅助效应的表面活性剂十二烷基羧酸盐作为模板剂,合成了具有立方介孔结构相的氧化镧。实验表明,十二烷基羧酸盐(CH3（CH2）10COO-)兼有配合剂和模板剂的双重作用。X射线衍射分析表明由这种方法在一定初始混合物配比条件下可合成出一种具有立方Ia3d结构的有序介孔镧基—表面活性剂复合相。N2吸附实验进一步表明样品具有典型的介孔特征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 两亲分子有序组合体
• 1.2 超分子模板法合成有序化介孔材料
• 1.3 稀土介孔功能材料
• 1.4 本课题的研究目的和内容
• 参考文献
• 第二章 稀土掺杂介孔氧化硅的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 样品表征
• 2.2.3 样品合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 模板剂的选择和模板剂浓度的优化
• 2.3.2 Ln-MCM-48的介孔结构
• 2.3.3 Ln-MCM-48的显微结构
• Ln/n_Si比对产物介孔结构的影响'>2.3.4 n_Ln/n_Si比对产物介孔结构的影响
• 2吸附-脱附等温线分析'>2.3.5 N₂吸附-脱附等温线分析
• 2.3.6 红外光谱（FTIR）分析
• 2.3.7 紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）分析
• 2.3.8 X射线光电子能谱（XPS）分析
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 立方介孔相氧化镧的合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 样品表征
• 3.2.3 样品合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 模板剂的选择
• 3.3.2 模板剂脱除方法的选择
• 3.3.3 样品的介孔结构
• 2吸附-脱附等温线分析'>3.3.4 N₂吸附-脱附等温线分析
• 3.4 结论
• 3.5 后期工作展望
• 参考文献
• 第四章 六方介孔氧化硅 MCM-41的合成与表征
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂
• 4.1.2 样品表征
• 4.1.3 样品合成
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 模板剂的选择和模板剂浓度的优化
• 4.2.2 样品的介孔结构
• 4.3 结论
• 参考文献
• 论文发表情况
• 致谢