介孔TiO_2的合成及光催化性能研究

采用P123为模板剂,TiCl4和钛酸异丙酯为混合钛源,合成了介孔TiO2材料,并用焙烧和乙醇回流的方法进行脱模.用BET、TEM、XRD、TG-DTA等手段对TiO2材料进行了表征,考察了它们对水溶性偶氮染料甲基橙的光催化降解性能.结果表明,高温焙烧脱模的样品能形成介孔结构,且380℃焙烧6 h的样品能晶化为锐钛矿相.而乙醇回流48 h脱模的样品,模板剂脱除不彻底,且没有锐钛矿相和介孔结构形成.在对甲基橙的光催化降解中,起关键作用的不是催化剂的孔结构特征,而是其晶态.具有锐钛矿相的介孔TiO2有很高的光催化活性,可与市售的P25光催化剂相媲美.     

磷酸和AlCl3含量对介孔Ti-P-Al材料合成的影响

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂、通过后处理法合成了介孔结构的Ti—P—Al材料．此类材料无需焙烧即呈现出典型的介孔特征。采用多种表征手段如XRD、FTIR以及氮气物理吸附等方法考察了磷酸浓度和AlCl3量对所得介孔材料的影响。实验表明：磷酸浓度影响TiP介孔结构的长程有序性．但对介孔Ti—P—A1l料的影响很小。AlCl3量对所得介孔结构的影响非常明显,AlCl3量小时得不到介孔材料而AlCl3量大时样品的长程有序性下降。AlCl3量也影响介孔材料中的模板剂含量：在MTP0.25Aly系列样品中．当y=0．7时样品中的模板剂基本没被脱除,因而得到的是无孔材料;当y=7时样品中的绝大部分模板剂已被脱除而得到了介孔材料,所得样品原粉的比表面积为284m^2/g、孔容（u）为0．38cm^3／g、孔径（D）为3．98nm;进一步增加AlCl3量至y=14时,样品原粉的比表面积高达324m^2/g,孔容和孔径分别为0．39cm^2/g和3．68nm。     

辅助模板剂对EISA法制备硅基介孔材料的影响

采用EISA法,以PEG为主模板剂,根据辅助模板剂添加情况的不同,分别制备出S-N-A-T,S-NH3,S-TMAOH3种不同的硅基介孔材料.用X线衍射、氮气吸附脱附以及红外光谱等手段对3种材料进行了表征,在此基础上,通过吸附实验对比材料的吸附性能.表征结果显示,添加辅助模板剂后扩孔作用显著,大大改善产物的介孔结构,因此EISA法中添加辅助模板剂非常必要.其中以TMAOH为辅助模板剂合成的样品S-TMAOH介孔短程有序,各参数最佳.吸附研究表明,S-TMAOH对铅离子的吸附性能明显高于S-N-A-T和S-NH3,其吸附量受溶液pH值影响,在pH值为6.0时吸附容量最大.以TMAOH为辅助模板剂,制备的S-TMAOH材料对铅离子具有良好的吸附性和再生性.     

纳米TiO2介孔材料研究进展

纳米TiO2介孔材料特殊的结构及性能使其在光催化、太阳能电池等领域展现出广阔的应用前景.介绍了介孔材料的合成机理,综述了纳米TiO2介孔材料的各种合成方法,包括溶胶凝胶法、水热合成法、常压液相法等.最后介绍了在制备介孔TiO2过程中模板剂的脱除方法,同时就掺杂对纳米TiO2介孔材料性能的影响及其发展前景进行了讨论.     

新型介孔材料的热及水热稳定性

以柠檬酸为成孔剂, 正硅酸乙酯为硅源, 硫酸铝为铝源, 在水热条件下合成一种新型介孔硅铝材料, 并采用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）对样品进行表征. N₂吸附 脱附结果表明, 新型介孔材料在1 173 K的高温条件下焙烧5 h以及在沸水中分别处理48,96,192,288 h后, 样品依然保持较好的介孔结构, 表明样品具有较好的热及水热稳定性.     

孔径可调介孔La-Co-Ce-O系复合氧化物的制备

采用有机模板剂去除法制备介孔La-Co-Ce-O系复合氧化物,研究溶液体系的pH值及模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度对晶态和孔径结构影响;对制备的样品采用XRD测试和N2吸脱附方法表征其晶态结构和孔径结构。研究结果表明:该介孔氧化物具有较高的比表面积(高达160m2/g)和均匀的孔径;当pH值和CTAB浓度变化时,实现介孔La-Co-Ce-O系复合氧化物的孔径在3.0～21.0nm之间可调;制备条件的变化对介孔氧化物样品的晶态结构稍有影响。     

介孔分子筛SBA-15中表面活性剂的回收及再利用研究

三嵌段共聚物P123是合成介孔分子筛SBA-15的常用模板剂,模板剂脱除一般通过焙烧途径.当处理量较大时焙烧容易发生起火,且产生大量温室气体CO2.此外,表面活性剂价格十分昂贵,占整个分子筛成本的70%以上.因此,研究表面活性剂的回收和再利用具有重要的经济和环保价值.本文采用超声萃取法对SBA-15中模板剂P123的室温脱除进行了研究,通过XRD、TG、元素分析、FT-IR、N2吸脱附及TEM等手段研究了各参数对模板剂脱除率和分子筛骨架结构的影响,同时考察了回收模板剂的循环再利用.结果表明:1mol·L~(-1) HCl-C_2H_5OH为萃取剂,室温下模板剂的脱除率为79%,回收的模板剂结构完整;以回收的P123为模板剂进行SBA-15的再合成,可以得到与市售P123几乎一样的效果.同时与回流萃取进行了对比研究,超声萃取能更快更好地脱除模板剂.     

不同方法合成的ZrMCM -41介孔分子筛的物化性能

以硅酸钠为硅前驱物,硫酸锆为锆源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,分别通过微波辐射法和水热法进行ZrMCM -41介孔分子筛的合成.采用X射线粉末衍射、红外光谱、透射电子显微镜和比表面积孔径测定等测试手段对样品进行表征,同时研究了合成的ZrMCM -41介孔分子筛的稳定性.结果表明:采用两种不同方法所合成的样品都具有典型的MCM -41介孔分子筛结构,比表面积分别为891.96和830.35 m2/g,平均孔径为2.56和2.47 nm;所合成的ZrMCM -41介孔分子筛,经750 ℃焙烧3 h或经100 ℃水热处理6 d 后,仍然具有介孔结构,但介孔有序性变差.     

介孔结构硫化锌的制备与表征

以中性表面活性剂十二胺(DDA)为模板剂,采用温和湿化学法在常压、弱碱性条件下合成出无序虫洞状介孔硫化锌,并利用X射线衍射分析(XRD),透射电子显微分析(TEM),环境扫描电镜分析(SEM),FT-IR光谱分析,低温N2吸附-脱附分析和紫外可见吸收光谱分析对所得样品的结构进行了表征.结果表明,弱碱性条件下可以合成介孔硫化锌,但以溶剂萃取法脱除部分模板剂后,不能得到高的比表面积.     

介孔TiO2在乙腈介质中的合成及其表征

介孔TiO2的合成一般以乙醇为溶剂,采用溶剂蒸发诱导自组装法(EISA)进行.本文以乙腈为溶剂,以三嵌段高聚物表面活性剂EO20 PO70 EO20(P123)为模板剂,四氯化钛和钛酸丁酯为混合钛源,合成了介孔TiO2材料.比较了乙醇和乙腈溶剂中所得样品的结构,发现乙腈作溶剂,样品的介孔结构与乙醇作溶剂时相似,但晶化程...     

SO_4~(2-)/ZrO_2介孔氧化物的合成及表征

以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板剂,乙二胺为碱介质,水热法合成ZrO2介孔材料。焙烧之后,在不同浓度的硫酸溶液中浸渍反应,得到SO42-/ZrO2介孔氧化物。研究结果表明,当n(Zr)︰n(SDS)︰n(H2NCH2CH2NH2)︰n(H2O)=1.0︰1.0︰1.6︰200,反应温度为60℃时,所合成的介孔氧化物在0.5 mol.L-1 H2SO4溶液中浸渍3.5 h,550℃焙烧2 h,产物的酸量为1.905 4 mmol.g-1。     

铁掺杂纳米二氧化钛介孔材料的合成、结构与性能

以TiCl4、FeCl3·6H2O和NH3·H2O等为原料,以有机大分子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)为模板和结构导向剂,采用水热法制备出铁掺杂纳米TiO2介孔材料.X射线衍射分析结果表明,产品为锐钛矿结构.透射电镜观察发现样品为球形,粒径约为10～15 nm,颗粒之间显示出无序孔道.N2吸附-脱附等温线形状为Langmuir Ⅳ型,是典型的介孔结构吸附-脱附等温线,其最可几孔径为20 nm.利用该纳米TiO2介孔材料作为光催化剂对有机染料进行了吸附和降解实验,发现介孔材料比非介孔材料对染料具有更强的吸附性和降解效果,在日光照射60 min后对藏蓝染料的降解率达到了100%.     

囊泡状介孔二氧化硅的制备及吸附性能

分别采用磷酸(H3PO4)和硝酸(HNO3)为催化剂,以椰油基甘油酸钠(YCS)为模板,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,制备了三维六方相和囊泡相的介孔二氧化硅(SiO2).并将样品分别在550℃、700℃和850℃下焙烧,利用X射线衍射(XRD)、高倍扫描电镜(HRSEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、氮气吸附和微电泳法对所得样品进行表征,得出焙烧温度对样品的介孔孔径、比表面积的影响关系.还研究两种结构的介孔SiO2对漆酶的吸附等温线.讨论了介孔SiO2的等电点、表面积、孔体积等参数对漆酶在介孔SiO2表面的吸附等温线和吸附动力学的影响.     

宽光谱响应的介孔rGO/TiO2空心块体制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBT)、氧化石墨烯(GO)为原料,酵母菌为空腔模板剂,柠檬酸为水解抑制剂和介孔模板剂,采用溶胶-凝胶法原位合成介孔GO/TiO₂空心块体材料(GO/TiO₂),通过紫外灯辐照还原得到rGO/TiO₂.利用XRD、SEM、BET、PL表征手段对样品进行分析,研究酵母菌的引入对rGO/TiO₂降解盐酸四环素性能的影响.结果表明:样品为介孔空心块体结构,其比表面积为50.66 m²/g,以4.3 nm的介孔为主;酵母菌的加入可抑制催化剂光生电子-空穴对的复合,并拓宽其光谱响应范围,提高光催化性能;当酵母菌质量分数为5%时,rGO/TiO₂的催化性能达到最佳水平,在可见光及紫外光条件下,盐酸四环素的降解率分别达到84.97%、96.96%.     

新型介孔钛硅分子筛的合成和表征

采用廉价的柠檬酸作为成孔剂,通过简单的制备方法合成出一系列新型介孔钛硅分子筛材料.考察柠檬酸的加入量对样品孔结构以及其它方面的影响.并对制备的样品采用X-射线粉末衍射(XRD)、红外(FT-IR)、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)和紫外-可见(Uv-vis)等手段对其进行表征.从表征结果来看,该系列材料具有较高的BET比表面积,BJH孔径随着成孔剂柠檬酸量的增加而逐渐增大.焙烧后的样品在225 nm具有归属于四配位钛的紫外吸收,证明钛已经被引入到介孔分子筛骨架中,该系列材料可能在大分子氧化反应方面存在着潜在的应用价值.     

模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响

分别以三嵌段聚合物F127、P123以及P123/F127作为模板剂,酚醛树脂为有机碳源,采用溶剂挥发自组装法制备有序介孔碳材料。采用XRD,TEM和N2吸/脱附等手段对有序介孔碳进行表征,研究F127、P123及P123/F127复合模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响。结果表明,使用单一模板剂时,F127较P123更易产生有序六方介孔结构;使用P123/F127复合模板剂,介孔碳有较好的二维六方有序性,介孔孔容和比表面积较单独使用F127作模板分别提高了50%与31%;当m(P123)/m(F127)=1/3时,所得介孔碳BET比表面积为498.5 m2/g,介孔孔容和比表面积分别为0.173 cm3/g和167m2/g,平均孔径为3.41 nm。     

非水体系合成蜂窝状金属氧化物介孔材料

以无水金属氯化物为前驱体,CH2=CHCH2O(C2H4O)12H为模板剂,在无水乙醇体系中合成出三维蜂窝状金属氧化物介孔材料.利用XRD、BET、TEM等手段对其进行了表征.经过400℃焙烧除去表面活性剂后,得到高质量的蜂窝状金属氧化物介孔分子筛.热稳定性好、比表面积高、孔壁晶化较好的蜂窝状金属氧化物介孔材料在催化、吸附与分离、传感器等领域有着潜在的应用价值.     

介孔TiO2的合成与表征

采用模板导向自组装法,以P123为模板剂合成了介孔TiO2材料,考察了使用混合钛源和单一钛源、以及混合钛源中原料配比和单一钛源中体系酸度的不同对介孔产物结构的影响.用N2吸-脱附等温线、TEM、XRD等对样品的结构进行了表征.结果表明,混和钛源中原料配比的改变,对其结构、形貌影响不大;而用单一钛源时,体系酸度的改变,对其结构、形貌影响较大.     

有序介孔金属氧化物的合成及其光催化性能表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCH(CH3)2)4]、正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、钽酸乙酯[Ta(OC2H5)5]、铌酸乙酯[Nb(OC2H5)5]为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成了80TiO2.20SiO2和TaNbO5复合介孔分子筛.XRD表征结果表明,新合成样品的介观结构皆具有高的有序度;550℃焙烧去除模板剂后,仍保持良好的有序度.在焙烧过程中80TiO2.20SiO2骨架内有锐钛矿纳米晶粒产生,而TaNbO5仍保持无定形相.在紫外光照射下,介孔80TiO2.20SiO2和TaNbO5对分解H2S气体皆表现出高的光催化活性.介孔80TiO2.20SiO2分解H2S的活性是无孔80TiO2.20SiO2的近16倍.     

用复合模板剂制备介孔氧化铝

以非离子表面活性剂P123为模板剂,水杨酸和均苯四甲酸酐为辅助模板剂,异丙醇铝为铝源,采用溶胶-凝胶法制备介孔氧化铝,并用XRD、HRTEM和N2吸附-脱附等手段对产物结构进行表征.实验结果表明,辅助模板剂的适量添加可增大氧化铝的比表面积,当n(均苯四甲酸酐)∶n(水杨酸)∶n(Al)=0.25∶0.05∶1时,合成的样品经过400,800℃煅烧,可制得比表面积为470,253 m2·g-1的介孔氧化铝;样品在900℃煅烧后依然保持γ-Al2O3晶相结构.