介孔碳原位担载催化剂制备与表征研究

论文摘要

介孔碳材料具有较大的比表面积、有序结构以及孔径均一可调等特点在纳米科学领域受到了广泛的关注。介孔碳基纳米复合物材料集合了主体材料的化学稳定性和客体材料的催化活性,因此强化介孔碳材料载体与催化剂之间的相互作用对于进一步研究复合物的稳定性和催化活性具有重要意义。本论文采用硬模板法,以苯胺为碳源,过硫酸铵为聚合引发剂,通过液相浸渍的方法原位合成出介孔碳材料担载硫化镉和介孔碳材料担载铁纳米粒子的复合材料;同时对生物质作碳源制备不同孔径介孔碳进行初探研究。所得到的复合物经X-射线粉末衍射、N2等温吸附线、热重分析、透射电镜和扫描电镜等技术对纳米复合物的微观结构和形貌进行系统的表征。结果如下:1.以SBA-15为模板,采用液相浸渍的方法将氯化镉引入复合材料的前驱体溶液中,过硫酸铵既做聚合引发剂又提供硫源,原位制备出CdS/CMK-3复合物。结果表明:氯化镉加入量不同的介孔碳基复合物均具有类似CMK-3介孔碳的二维六方结构,其比表面积在295.4-137.3m2/g之间,孔径分布集中在3.7nm。2.以SBA-15为模板,将二茂铁溶解在苯胺中,过硫酸铵引发聚合,原位生成Fe/CMK-3复合物。结果表明复合材料反相复制了SBA-15的介孔结构,比表面积和孔体积随着Fe担载量的增大有所降低。3.初步研究了以二氧化硅球为模板,木质素为碳源制备孔径可调的介孔碳材料。结果表明温度和加料次数对二氧化硅球粒径大小具有调控作用,并考察了模板处理方式对介孔碳材料孔径的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 介孔碳材料的制备方法
• 1.1.1 软模板法
• 1.1.2 硬模板法
• 1.1.3 催化-活化法
• 1.1.4 有机凝胶碳化法
• 1.1.5 混合共聚物碳化法
• 1.2 介孔碳材料的功能化
• 1.2.1 后修饰法改性介孔碳材料
• 1.2.2 直接合成法修饰介孔碳材料
• 1.3 CdS/C 和Fe/C 复合纳米材料研究进展
• 1.3.1 CdS/C 复合纳米材料
• 1.3.2 Fe/C 复合纳米材料
• 1.4 课题的选择意义及研究内容
• 第2章 CdS/CMK-3 复合材料的原位合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 药品及仪器测试条件
• 2.2.2 CdS/CMK-3 复合材料的原位制备
• 2.2.3 CdS/CMK-3 复合材料的结构表征
• 2.3 小结
• 第3章 Fe/CMK-3 复合材料的原位合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 药品及仪器测试条件
• 3.2.2 Fe/CMK-3 复合材料的原位制备
• 3.2.3 Fe/CMK-3 复合材料的结构表征
• 3.3 小结
• 第4章 以木质素为碳源制备不同孔径介孔碳材料的初步研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 药品及仪器测试条件
• 4.2.2 以木质素为碳源不同孔径介孔碳材料的制备
• 4.2.3 介孔碳材料的结构表征
• 4.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢