纳米介孔分子筛Sm-MCM的合成与表征
介孔分子筛的合成与表征
介孔分子筛的合成与表征摘要本文采用软模板法合成硅模板，然后采用硬模板法合成介孔碳模板，并用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜仪（SEM）、透射电镜仪（TEM）、BET法测定分子筛的介孔结构、晶体结构、表面形貌、粒径分布、孔径分布和比表面积。
实验结果表明软模板法合成的多面体SBA-16、球形SBA-16、棒形SBA-15、球形SBA-15以及SSP均有高度发达的有序孔结构，比表面积大，孔径分布较为均匀。
以这些硅模板合成的碳模板，不仅具有规整的结构而且比表面积远大于硅模板，其中由多面体SBA-16合成的碳模板的比表面积最大，其值为1600 m2/g，而且孔道规整，表明模板法实质就是板变孔道的过程。
关键词：硅模板、碳模板、介孔分子筛表征、模板水热合成法。
AbstractMesoporous silica and mesoporous carbon were synthesized using the template method and characterized by means of techniques such as X-ray diffraction (XRD), BET, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM).The experimental results indicated that the synthesized mesoporous silica and mesoporous carbon possessed well-defined ordered pore structures and mesoporous SBA-16 surface areas above 1600 m2/g.Keywords: silica template , carbon template, mesoporous molecular sieve characterization，templating hydrothermal synthe一、绪论（一）课题背景多孔材料由于具有较高的比表面积，长期以来广泛应用于吸附、催化和分离等领域。
MCM-41介孔分子筛的合成表征及应用的研究
目录目录 (I)摘要 (II)ABSTRACT....................................................................................................................................................... I II 第一章前言.. (1)1.1介孔分子筛的定义及特征 (1)1.2MCM-41介孔分子筛的研究进展 (1)1.3MCM-41分子筛的制备机理 (1)1.4A L-MCM-41制备机理 (3)1.5A L-MCM-41分子筛的表征手段 (4)（１）X射线衍射（XRD） (4)（２）低温氮气吸附-脱附 (4)（３）红外光谱（FT—IR） (5)1.6A L-MCM-41分子筛的应用 (5)1.7选题的意义与目的 (5)第二章实验 (7)2.1实验试剂及仪器 (7)（1）试剂 (7)（2）仪器 (7)2.2A L-MCM-41分子筛的合成 (7)2.3A L-MCM-41分子筛的表征 (8)（1）XRD表征测试条件 (8)（2）N2吸附 (8)2.4A L-MCM-41分子筛的应用 (9)（1）标准曲线的绘制 (9)（2）吸附研究 (9)2.5结果与讨论 (11)（1）Al-MCM-41介孔分子筛的结构表征 (11)（2）Al-MCM-41应用（对重金属吸附）研究 (13)第三章结论与展望 (16)3.1结论 (16)3.2展望 (16)参考文献 (17)致谢 (19)刘权浩摘要MCM-41具有大比表面积、长程有序结构等优点而备受关注，但是由于其酸度的影响，使纯硅MCM-41的催化、吸附等能力受到限制，研究表明引入杂三价离子能得到一个β酸位，从而提高分子筛的性能。
本文以CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）为模板，TEOS（正硅酸乙酯）为硅源，偏铝酸钠为铝源，采用水热晶化法合成Al-MCM-41分子筛，采用XRD 衍射、氮气吸附等测试手段对合成产物进行表征，通过重金属离子吸附测试考察Al-MCM-41分子筛的吸附能力，分析其应用前景，结果表明：Al-MCM-41比纯硅MCM-41分子筛拥有更强的酸性，对重金属离子Cd2+吸附能力有所提高，拥有广泛的应用前景，极具开发价值。
基于介孔分子筛MCM-41的手性固定相合成及结构表征
基于介孔分子筛MCM-41的手性固定相合成及结构表征纪丽【摘要】自1992年问世以来,新型介孔分子筛MCM-41因其在多相催化、吸附与分离以及离子交换等多个领域的潜在应用而成为国内外热点研究课题之一。
本文通过在分子筛MCM-41的空腔内进行表面功能化制备出中间体NH2-MCM-41,然后将其与N-3,5-（二硝基苯甲酰）-亮氨酸进行不同类型有机化学反应成功获得手性分离固定相CSP1和CSP2。
所得MCM-41经过红外、X射线粉末衍射、扫描电镜、氮气吸附-脱附进行表征,而元素分析结果则表明在CSP1和CSP2内部：有机基团进入MCM-41的孔道,并修饰了孔壁。
%Since its discovery in 1992,new mesoporous molecular sieve,MCM-41,has been the subject of wide investigations owing to their potential applications in a range of heterogeneous catalysis,adsorption and separation,ion exchange,and so on.In this paper,surface functionalization was carried out in the cavity of MCM-41 to prepare the intermediate NH2-MCM-41,which further underwent different organic reactions with N-N-（3,5-dinitrobenzoyl）-leucine to afford two new chiral stationary phases CSP1 and CSP2.The resultant MCM-41 are well characterized by infrared（IR）,X-ray powder diffraction（XRD）,scanning electron micrographs（SEM）,nitrogen adsorption/desorption.And the element analysis（EA） results demonstrated that organic groups have been introduced into the channel of CSP1 and CSP2 to modify its surface successfully.【期刊名称】《武汉纺织大学学报》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】4页(P26-29)【关键词】介孔分子筛;表面功能化;手性固定相【作者】纪丽【作者单位】武汉纺织大学化学与化工学院,湖北武汉430200【正文语种】中文【中图分类】O621.31992年，Mobil Oil Company 的研究人员用表面活性剂液晶模板法合成出了结晶硅酸盐/硅铝酸盐介孔分子筛系列材料M41S，该材料包括六方状的MCM-41、立方状的MCM-48和层状的MCM-50等，其孔道呈规则排列，孔径在1.5-10.0 nm范围内可连续调节，具有巨大的比表面积（1000 m2/g）和良好的水热稳定性。
纳米MCM—41分子筛微球的制备及结构表征
纳米MCM—41分子筛微球的制备及结构表征摘要：以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛。
利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响。
结果显示：当反应温度在20～80℃时，合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形，随着温度的升高，球形颗粒的直径逐渐增大，当温度升高到110℃时，MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌；当老化时间为0～15h时，纳米MCM-41分子筛的单分散度较好，但随着老化时间的增加，粒径也在增加，同时颗粒团聚也比较严重。
通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析，得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件。
关键词：纳米球形；MCM-41；形貌；反应温度0引言文献已经报道了用表面活性剂为模板剂合成球形MCM-41分子筛的方法[12-13]。
但是从吉布斯自由能（△G）方面来探究反应温度和老化时间对MCM-41分子筛形貌和粒径大小影响的文献还未见报道。
文献中合成的球形MCM-41分子筛的粒径从微米级到毫米级，较大的粒径就限制了它们的使用范围。
因此，合成纳米级的MCM-41分子筛是必要的，纳米级的MCM-41分子筛，具有小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子尺寸效应[14]，这使得纳米球形MCM-41分子筛有着更广阔应用前景[15]。
这些应用都要求纳米级的MCM-41分子筛具有较高的分散度[16-17]。
但是，无论是常规粒径的MCM-41分子筛，还是纳米级的MCM-41分子筛[18]，都存在团聚的问题。
因此，合成分散性较好的纳米MCM-41分子筛微球具有重要的科学意义和应用价值。
MCM-41分子筛是通过表面活性剂自组装技术形成的[1]，它的形貌、孔径及粒径受反应温度、pH 值，阳离子表面活性剂等因素的影响。
本研究中以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，正硅酸四乙酯为硅源，通过调节不同的反应温度、老化时间合成MCM-41分子筛。
【论文】MCM-22MCM-41复合分子筛的合成与表征
摘 要MCM-22分子筛是一种常用的烃类转化反应微孔催化剂，MCM-41分子筛是一种新型、孔径可调的介孔材料。
本文在前人实验基础上继续探索研究复合MCM-22/MCM-41微孔－介孔复合分子筛的合成方法。
采用纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛，主要考察了纳米组装法晶化条件，即第一次晶化时间、第二次晶化时间、pH值、模版剂等因素对合成产物的影响，确定较好的条件以得到重复性好的MCM-22/ MCM-41复合分子筛。
微孔-介孔MCM-22/MCM-41复合分子最佳的合成条件如下：原料的老化时间为7h；第一步控制合成MCM-22纳米簇微孔相的晶化时间为5.5d，晶化温度为150℃；第二步合成MCM-41介孔相的晶化时间为3.5d，晶化温度为105℃ pH值为10.5，加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）模板剂用量为2g。
通过XRD和SEM的表征结果可以看出，合成产物在XRD的大角度衍射图中出现了MCM-22特征衍射峰，小角度衍射图中出现MCM-41的特征衍射峰，SEM图中发现MCM-22纳米簇前趋体和短程有序的MCM-22/MCM-41复合分子筛，表明短程有序MCM-22/MCM-41复合分子筛已经形成。
关键词： MCM-22/MCM-41复合分子筛；纳米组装法；条件考察；合成表征AbstractThe MCM-22 zeolite is a kind of widely used porous catalyst in hydrocarbon transfer reaction. The MCM-41 molecular sieve is a new type mesoporous molecular sieve with adjustable pore diameter.The synthesis method of MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve was exploered. The MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve is prepared by nano-assembly method. The influence of pH, crystallization time and template agent are investigated, in order to improve the reproducibility of the synthesis method MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve.In the synthesis process of MCM-22/MCM-41，The optimal synthesis conditions of MCM-22/MCM-41 are as follows：the aging time of raw is 7h, the first step of crystallization time for MCM-22 is 5.5d, the second step of crystallization time for MCM-41 is 3.5d, the PH is 10.5,the amount of CTAB is 2 g, The second step of the crystallization temperature for MCM-41 is 105 ℃.The XRD characterization of the molecular sieve shows that the synthetic product presents characteristic diffraction peaks of MCM-41 and MCM-22 in the small-angle and wide-angle XRD diffraction patterns. The nano-cluster precursor of MCM-22 and the short range order MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve are found in SEM photograph. Result shows that short-range order MCM-22/MCM-41 composite has been prepared.Key words: MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve; nano-assembly method; Characterization目 录第一章 前言 (1)1.1 研究背景与研究意义 (1)1.2.1 分子筛的结构与合成机理 (2)1.2.2 MCM-22分子筛的研究现状 (4)1.2.3 MCM-41分子筛的研究现状 (6)1.2.4 MCM-22/MCM-41复合分子筛的研究现状 (8)1.2.4.1原位合成法 (8)1.2.4.1.1单模板合成法 (8)1.2.4.1.2 双模板合成法 (9)1.2.4.2 后合成法 (9)1.2.4.2.1纳米组装法 (9)1.2.4.2.2 包埋法 (10)1.3 研究的主要内容 (10)第二章 实验材料与方法 (12)2.1 实验药品与仪器 (12)2.1.1 实验药品 (12)2.1.2 实验仪器 (12)2.2 纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛 (12)2.3 X射线衍射（XRD）实验、相对结晶度 (13)第三章 实验结果与讨论 (15)3.1 第一步晶化时间对分子筛合成的影响 (15)3.2 第二步晶化时间对分子筛合成的影响 (17)3.3第二步晶化时的PH值对分子筛合成的影响 (19)3.4 模版剂加入量对结晶度的影响 (20)3.5 实验重复性 (22)3.6 SEM图分析 (23)第四章结论 (27)4.1 结论 (27)参考文献 (28)致 谢 (30)声 明 (31)第一章 前 言1.1 研究背景与研究意义众所周知，催化剂是炼油和石油化工技术的核心。
al mcm-41介孔分子筛的合成及表征
al mcm-41介孔分子筛的合成及表征
栗子
MCM-41是一种广泛应用的介孔分子筛，是空间改良的有序合成的有机-无机复合材料。
它
制备的孔结构序列可提供更容易的处理渠道，使生物分离、吸附吸收和催化反应在孔径调
控上取得非常有效的效果。
因此，它在一系列表面特性和催化活性方面保持着重要的地位。
MCM-41的合成需要有机-无机复合材料和介明碱类改性剂。
首先在金属氢氧化物有机-无机复合材料中溶解一段核心组份，然后在它们中加入改性剂，用振动坩埚加热，在一定条件
下形成合成分子筛。
MCM-41的表征通常包括反射和透射电子显微镜，X射线衍射，X射线荧光分析，汞渗入，
能谱，BET吸附衡量等技术。
此外，它可以表示孔径、比表面积、孔容积，以及比表面积
的分布和孔深的吸附能力。
MCM-41对于路易斯安那法求其扩散参数以及热性质等有重要的应用。
此外，它还被广泛应用于分离、吸附吸收和催化反应。
通过对其制备条件进行恰当改变，可以改变孔结构，这
样可以得到更好的性能和表现。
总之，MCM-41的合成和表征在其应用上非常重要，可以有效的改善特定应用的效率和性能。
介孔分子筛MCM-41的合成及其合成机理研究
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介孔分子筛 "#"$%& 的合成机理研究进展 自从以 898:!. 为代表的介孔材料 首 次 报 道 以 来， 人们对这种有机无机离子在分子水平
上的组装结合方式产生了浓厚的 兴 趣， 并提出了众多模型来解释介孔分子筛的合成 $ 虽然在 介孔分子筛的合成以及相应机理的解释上仍存在 某 些 差 异， 但介孔分子筛的合成过程均需使 用具有自组装能力的体积较大的表面活性剂分 子形 成 的 胶 团 作 为 模 板， 介孔分子筛结构的形 成过程都经历了模板剂胶束作用 下 的 超 分 子 组 装 过 程 $ 对 于 该 过 程 中 介 孔 结 构 形 成 的 机 理， 目前提出的主要有三种： 液晶模板机理、 协同作用机理和电荷匹配机理 $ ;U. 液晶模板机理 （ TIV?IO 9E@L>FK ,50PKF>IR3 856#FRIL0， 简称 T9,8）
介孔分子筛 !"!#$% 的合成 及其合成机理研究
张一平
（浙江教育学院 理工学院， 浙江 杭州 D$""$!）
摘
要： 文章综述了国内外对介孔分子筛 E3EF?$ 合 成的最 新研究， 以及合 成机
理研究的新进展， 包括液晶模板机理、 协同作用机理和电荷匹配机理 C 关键词： 介孔分子筛； 合成； 合成机理 E3EF?$ ； 中图分类号： &#D$ ! 前 言 文献标识码： * 文章编号： （!""#） $#B$ > #=B? "$ > """# > "#
图! "#!$ 系列介孔分子筛示意图
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"&"’#! 的六角相孔道
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介孔分子筛 "&"’#! 的合成研究进展 将表面活性剂和无机硅源混合溶液置于反应釜中水热晶化一段时间， 过滤、 洗涤、 干燥， 再
介孔分子筛MCM-41的合成、表征与催化性能
１ ＭＣ Ｍ一４ 介孔分子 筛 的合成 １
１ １ 水 热法合 成 Ｍ Ｍ一４ 介孔 分子筛 ． Ｃ １
Ｂ ｃ 等 ｎ １９ 年 首次采 用水 热法 合成 出 ＭＣ ４ 介 孔分 子筛 。所 用的模 板 剂为 Ｃ Ｈ Ｃ ３３ Ｂ （ ｅｋ ９ ２ Ｍ一 １ ２ Ｈ ）Ｎ ｒｎ＝８ （ ， ９ １ ，２ １ ，６ ，硅源 为 Ｎ ２ ｉ３ ，０ １ ，４ １ ） ａＳ ，晶化 温度 为 １０—１０ Ｏ ０ ５ ％，晶化时 间为 １ ０ 。晶化后 所 得 固体在 Ｎ 保 护 —１ｄ ２ 下 于 ５０ ４ ％焙 烧 １ ，然后 在空气 中 ５０ ｈ ４ ％焙 烧 ６ ，即得 Ｍ Ｍ一４ 介 孔 分 子筛 ，孔 径 为 １５—１ｎ ｈ Ｃ １ ． ０ｍ。模 板剂 （ Ｈ ）Ｎ ｒ ｎ的改变 可以调变 孔径大 小 ，在此 基 础上人 们 又进 行 了有关 介 孔 分子 筛 的合成 工 作 。Ｔ Ｃ ３ Ｂ 中 ａ ｎｖ 采用 中性模板 剂进行 了介孔 分子筛 的合成 ，证实 了介孔 分子筛 的 合成是 在 中性原 始 胺胶束 （ ｏ ｅ 等ｎ Ｓ ）和 中性 无机前 驱物 （ｏ Ｉ）氢 键的相 互作用 基础上形 成 的。通过 Ｓ Ｉ 途 径也进行 了氧化 铝等其 它介孔 氧化 物 的合 ０ｏ 成 。周春 晖等ｎ 研究 硅 源对全硅 Ｍ Ｍ一 １ Ｃ ４ 结构 的影响表 明 ，采 用不 同 的硅源 ，硅 酸钠 和正 硅酸 乙 酯均 可得
［ 摘
２２１） １０ ３
要 ］具有大孔径和大 比表面的 Ｍ Ｍ一 １ Ｃ ４ 介孔分子筛在工业催 化中显示 了独特的催化性能 ，研究
它 的催 化性 能具 有 替 代 一 些 大 分子 反 应 的均 相 催 化 剂 的实 际应 用 价 值 。 本 文 对 ＭＣ Ｍ一４ 介 孔 分 子 筛 １ 的 合成 、改 性 、表 征 与催 化 性 能进 行 了扼 要 的评 述 。
纳米多孔材料的合成与表征
纳米多孔材料的合成与表征引言：纳米多孔材料（nanoporous materials）是一类孔隙结构尺寸在纳米尺度的材料。
它们由微米尺度的粒子组装而成，具有高度的孔隙性和表面积。
纳米多孔材料广泛应用于催化、吸附、分离等领域，对于提高能源转化效率、减少环境污染具有重要意义。
本文将主要探讨纳米多孔材料的合成方法和表征手段。
一、合成方法1. 模板法模板法是一种常用的合成纳米多孔材料的方法。
该方法通过选择介质或模板，使材料在形成过程中形成孔洞结构。
一种常见的模板法是硬模板法，使用具有一定孔洞结构的材料作为模板，例如毛细管和胶体晶体等。
另一种是软模板法，通过在合成过程中引入表面活性剂或聚合物等来调控孔洞结构。
2. 气相法气相法合成纳米多孔材料主要包括气相沉积和氧化法。
气相沉积通过在合成条件下使气体分子在材料表面沉积形成纳米多孔结构。
而氧化法则是通过控制氧气流量、温度和反应时间等条件，在材料表面氧化形成孔洞结构。
3. 溶剂法溶剂法合成纳米多孔材料主要包括溶胶-凝胶法和水热法。
溶胶-凝胶法通过将溶胶物质在溶剂中溶胀，形成凝胶体系，然后通过烘干和煅烧等步骤形成纳米多孔材料。
水热法则是通过在高温高压条件下，在溶剂中加热反应形成纳米多孔结构。
二、表征手段1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种对纳米多孔材料形貌进行观察和分析的重要手段。
通过扫描电子束与材料表面相互作用，可以得到纳米多孔材料的表面形貌和微观结构信息。
SEM图像能够直观地观察到纳米多孔材料的孔洞分布、形态和大小等特征。
2. 透射电子显微镜（TEM）TEM可以提供纳米多孔材料的高分辨率显微图像，能够观察到孔洞的具体形态以及纳米尺度的结构特征。
通过TEM还可以对孔洞的分布和孔隙率等进行定量分析。
3. 比表面积与孔隙体积测定纳米多孔材料的应用性能与其比表面积和孔隙体积密切相关，因此测定纳米多孔材料的比表面积和孔隙体积是很重要的。
常用的方法包括氮气吸附法和乙烷脱附法等。
介孔MCM-48分子筛膜的制备与应用研究的开题报告
介孔MCM-48分子筛膜的制备与应用研究的开题报告一、研究背景分子筛膜是一种具有特殊孔径和结构的纳米级过滤材料，在水处理、气体分离、催化剂载体等领域具有广泛应用。
传统的分子筛膜主要是基于ZSM-5、MFI、FAU等微孔结构的分子筛材料制备而成，但这类分子筛膜存在孔径小和通量低的缺陷，无法满足现代工业对高效、高通量分离材料的需求。
近年来，随着介孔材料的发展和研究，一些具有介孔结构的分子筛材料被制备出来，如MCM-41、MCM-48等介孔分子筛材料。
这些介孔分子筛材料具有孔径较大、分子扩散速度快、通量高等优点，被认为是一种非常有前景的分子筛膜材料。
MCM-48介孔分子筛是一种以硅氧网格为基础结构，具有连续、均匀的三维介孔结构的分子筛材料，具有孔径可调、分子扩散速度快、表面积大等优点。
近年来，MCM-48介孔分子筛在气体分离、催化剂载体、环境治理等领域得到了广泛的研究和应用。
其中，MCM-48分子筛膜是一种能够通过分子筛材料制备出来的薄膜材料，具有分子筛材料的优点，同时还具有厚度可调、结构可控等特点。
因此，MCM-48分子筛膜在高通量分子分离、有机气体分离和低温催化等方面都具有潜在的应用前景。
二、研究目的本研究旨在制备MCM-48介孔分子筛膜，并通过对其结构、性能进行表征和测试，研究其在分子分离、有机气体分离和催化剂载体等方面的应用。
具体研究内容包括：（1）制备MCM-48介孔分子筛膜的方法探究；（2）对制备出的MCM-48分子筛膜进行物化性质表征和分析；（3）对MCM-48分子筛膜在分子分离、有机气体分离和催化剂载体等方面的应用进行评估和研究。
三、研究内容1.制备MCM-48介孔分子筛膜的方法探究本研究将采用模板法和溶胶-凝胶法等方法制备MCM-48介孔分子筛膜。
通过调节制备条件和配比等参数，实现对MCM-48分子筛膜厚度、孔径大小和结构等的调控和优化。
2.对制备出的MCM-48分子筛膜进行物化性质表征和分析本研究将采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM、FT-IR等手段对制备出的MCM-48分子筛膜进行表征和分析，了解其结构、形貌、孔径大小、比表面积以及化学成分等物化性质。
纳米HMS介孔分子筛的合成与表征的开题报告
纳米HMS介孔分子筛的合成与表征的开题报告一、研究背景及意义纳米介孔分子筛作为一种具有优异的物理化学性质和广泛应用的催化和吸附材料，受到了广泛关注。
其中，介孔分子筛的制备及其研究成为当前化学领域中的热点方向之一。
纳米HMS介孔分子筛是一种具有三维六方晶系的大孔径介孔分子筛，它的孔径为3.5-7.0 nm，孔容为0.28 cm^3/g，壳层厚度为2.8 nm左右，在吸附、分离、催化、储能等领域具有广泛的应用前景。
在实际应用中，纳米HMS介孔分子筛的各种性质和应用效果取决于其制备方法和表征手段等因素。
因此，对纳米HMS介孔分子筛的制备和表征进行深入的研究和探索，对于掌握其性质及应用具有重要意义。
二、研究内容本文将围绕纳米HMS介孔分子筛的制备和表征展开研究。
具体分为以下几个方面：1. 纳米HMS介孔分子筛的制备方法研究：通过文献调研和实验操作，研究纳米HMS介孔分子筛的制备方法，如：原位合成、后处理法等，对其制备方法进行总结、比较及优缺点的分析。
2. 纳米HMS介孔分子筛的结构表征研究：对纳米HMS介孔分子筛的结构、形貌等进行表征，包括：XRD、TEM、N2吸附/脱附等。
探索表征方法的适用性和差异性。
3. 纳米HMS介孔分子筛的性能研究：针对不同制备方法和表征手段所获得的不同纳米HMS介孔分子筛样品的性能进行评价，包括：吸附性能、催化性能等，探究结构与性能的关系。
三、研究目标1. 深入了解纳米HMS介孔分子筛的制备方法和表征手段及其性能。
2. 探究纳米HMS介孔分子筛不同制备方法和表征手段对其性质和应用的影响。
3. 提出针对纳米HMS介孔分子筛制备和应用的改进和优化建议。
四、研究方法与技术路线1. 文献调研：通过检索相关文献、专利等资料，梳理纳米HMS介孔分子筛的制备方法及常用表征手段。
2. 实验制备：根据文献报道，实验研究并比较不同的纳米HMS介孔分子筛制备方法。
3. 实验表征：采用XRD、TEM、N2吸附/脱附等表征手段对样品的结构、形貌等性能进行表征。
介孔分子筛MSUX 合成条件对结构及热稳定性影响的XRD 研究
2006 年12月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Dec. 2006文章编号：1003-9015(2006)06-0938-07介孔分子筛MSU-X合成条件对结构及热稳定性影响的XRD研究林世军, 周春晖, 盛小飞, 李小年, 李杰, 葛忠华(浙江工业大学化工与材料学院催化新材料研究所, 浙江杭州310032)摘要：以十八烷基聚氧乙烯醚(C18EO10)为模板剂，以正硅酸乙酯(TEOS)和硅酸钠分别为硅源，研究了不同pH值、反应温度、反应时间、原料比等条件下，合成的全硅MSU-X型介孔分子筛产物的结构变化规律，并通过焙烧和水热处理，考察了MSU-X介孔材料的结构稳定性。
实验采用粉末多晶X射线衍射技术，分析了合成条件对MSU-X介孔分子筛结构和稳定性的影响。
结果表明：以正硅酸乙酯为硅源，原料摩尔比为TEOS:C18EO10:H2O＝1:0.225:150，凝胶pH值为2，晶化温度为55℃，晶化时间48 h，相应的MSU-X材料具有较好的热稳定性和水热稳定性。
相比之下，以硅酸钠为硅源得到的MSU-X材料，具有更高的短程有序度，孔壁厚、孔径小，稳定性优于以正硅酸乙酯为硅源合成的MSU-X产物，经900℃焙烧2 h或760℃水蒸气处理7 h后仍保持其孔道结构。
关键词：介孔分子筛；水热合成；硅酸钠；正硅酸乙酯；热和水热稳定性；模板剂中图分类号：TQ424.25 文献标识码：AStudy on the Influences of Synthesis Conditions on Structure and Thermal Stability ofMesoporous MSU-X Silicas by X-ray DiffractionLIN Shi-jun, ZHOU Chun-hui, SHENG Xiao-fei, LI Xiao-nian, LI Jie, GE Zhong-hua (Laboratory of Advanced Catalyst Materials, College of Chemical Engineering and Materials Science, ZhejiangUniversity of Technology, Hangzhou 310032, China)Abstract: The silica MSU-X type mesoporous molecular sieves were synthesized by using the polyoxyethylene stearyl ether (C18EO10) as template, the tetraethyl orthosilicate (TEOS) and sodium silicates as silica source, respectively. By the help of powder X-ray diffraction, the effects of the synthesis conditions, such as the reaction temperature and time, the pH value and the molar ratio of reactants, on the structure and the thermal stability of the synthesized MSU-X mesoporous molecular sieves were studied. The results show that, when the TEOS is used as silica source and under the reaction conditions of the molar ratio TEOS: C 18EO10:H2O=1:0.225:150, pH=2, crystallization temperature=55℃ and crystallization time=2h, the synthesized silica MSU-X mesoporous molecular sieve with good thermal stability and hydrothermal stability can be obtained. And when the sodium silicate solution is used as silica source, the synthesized silica MSU-X mesoporous molecular sieve will possess thicker pore walls and smaller pore sizes, and hence its pore structure can be retained even after calcination at 900℃for 2 h or treated by water vapor at 760℃. Therefore its thermal stability is better than that of the one prepared by using TEOS as silica source.Key words: mesoporous molecular sieve; hydrothermal synthesis; sodium silicates; tetraethyl orthosilicate;thermal stability and hydrothermal stability; template1引言近十多年来，介孔分子筛作为一种新型纳米孔道结构的催化和功能材料，受到催化、吸附分离、无收稿日期：2005-05-15；修订日期：2005-12-04。
MCM-48分子筛的合成、表征及对VB12的吸附研究的开题报告
MCM-48分子筛的合成、表征及对VB12的吸附研究的开
题报告
一、选题背景
VB12（维生素B12）是一种重要的营养物质，它对人体的体质健康和免疫能力都有非常重要的作用。
因此，研究如何高效地吸附VB12在应用中具有非常重要的意义。
而MCM-48分子筛是一种孔径较大、内部结构有序、表面性能可控的分子筛材料，具有良好的形状选择性和分子识别性能，因此被广泛应用于分离、催化、吸附等领域。
本研究旨在通过合成MCM-48分子筛并对其进行表征，研究其对VB12的吸附性能，为其在生物医药、食品工业等领域中的应用提供参考。
二、研究方法
1. 合成MCM-48分子筛：以硅酸钠Na2SiO3、硝酸铝Al（NO3）3、十二烷基三甲基溴化铵（CTAB）和离子交换水为原料，通过水热法合成MCM-48分子筛。
2. 表征MCM-48分子筛：利用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、透射电子显微镜（TEM）等技术对合成的MCM-48分子筛进行表征，分析其晶体结构、孔径大小、比表面积等性质。
3. 研究VB12在MCM-48分子筛上的吸附性能：通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术对吸附前后的MCM-48分子筛进行表征，进一步研究VB12在MCM-48分子筛上的吸附机理。
三、研究意义
本研究将探索一种高效地吸附VB12的方法，并为分离、提纯和富集VB12提供可行性的方案，同时也为MCM-48分子筛的应用提供研究支持和扩展空间。
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纳米介孔分子筛Sm-MCM的合成与表征1尹伟广东教育学院化学系，广州 510310E-mail: yinwei@摘要：利用有机相——水相界面共沉淀溶胶支持自组装方法制备了颗粒大小约为10~15nm稀土嵌入纳米介孔分子筛Sm-MCM (1:10)。
其BET比表面积、孔容和孔径分别为621m2·g-1，1.25cm3·g-1和8.0nm。
稀土掺杂能改善纳米分子筛的尺寸。
29Si-MAS NMR分析测试出样品的波谱峰-44, -58, -67, -76, -89, -107, -110 ppm，分别对应七个不同化学环境q0, q1, q2, q3, Q2, Q3, Q4 [(SiO)4-n Si–(O–Sm–)n (n = 4, 3, 2 , 1), (SiO)4-m Si–(OH)m (m= 2, 1, 0)]。
表明稀土元素已嵌入分子筛的骨架。
不同的样品的巨大比表面积和大的孔容比表明分子筛为典型的介孔结构，也说明这些介孔物质材料在800 o C的高温下有非常好的热稳定性。
把硅胶基质介孔分子筛的红外吸收峰970 cm-1归属为硅羟基的扭曲振动。
Sm-MCM的发射光谱归属于Sm3+离子的4L17/2→6H n/2(n=11, 13, 15)跃迁发射。
关键词：Sm-MCM 纳米介孔分子筛29Si-MAS NMR HRTEM 发光1. 引言自从1992年美孚公司科学家发现介孔分子筛以来 [1], 多种多样的分子筛 [2-8], 包括化学表面修饰 [9-11], 金属氧化物[12-14], 金属嵌入介孔分子筛骨架结构材料[15-18]等已被报道。
尤其是金属嵌入介孔分子筛，由于其具有巨大和潜在的工业催化和环境保护应用价值引起了科学家们的高度重视。
然而，怎样表征金属嵌入到分子筛Si-O骨架是最具有挑战性的课题之一。
在文献[15, 17, 19]中29Si的魔角自旋核磁共振（29Si-MAS NMR）波谱中仅显示Q4，Q3 [(SiO)4-m Si–(OH)m (m=0, 1)] 二个峰。
如果在29Si-MAS NMR波谱中能显示金属掺杂后的硅原子的不同化学环境，说明金属原子成功嵌入介孔分子筛骨架，否则金属嵌入介孔分子筛骨架的过程可能是失败的或者只有极少量金属原子上了分子筛骨架。
红外光谱常用来表征金属嵌入介孔分子筛骨架。
吸收峰(970 cm-1)被归属于金属嵌入介孔分子筛骨架的Si-O-M 的振动吸收[20-23]。
发光的纳米级介孔材料是介孔分子筛的重要组成部分，由于其拥有巨大的比表面积和大的孔容，因而在纳米发光器件、催化、超分子组装[24-26]等方面具有潜在的应用价值。
介孔分子筛主要有水热法（hydrothermal synthesis） [1, 19]，室温晶化法（room-temperature crystallization）[27],热处理法（thermal-treatment）,微波法合成(microwave radiation synthesis)[28~31]和在室温下，利用溶胶支持自组装法（sol-gel-assisted self-assembly）合成具有发光性能稀土嵌入的纳米介孔材料 [32]。
1本课题得到广东教育学院教授博士专项资金项目资助。
- 1 -2. 实验部分2.1合成方法溶胶支持自组装法合成稀土掺杂介孔分子筛步骤如下：5.0mmol Sm2O3粉末在加热的条件下溶于适量的浓硝酸中，加热赶尽过量的硝酸。
反应产物溶于50mL的无水乙醇后并和22.5mL（Si%=28.4%）正硅酸乙酯混合均匀，得一有机相溶液。
4.5g三甲基十六烷基溴化铵(模板剂)溶于365ml1.4×10-2 mol・L-1 NH3-NH4NO3缓冲溶液（pH: 9.5）中，得一水相溶液。
小心把有机相溶液倾倒在水相溶液的上面，可以观察到白色沉淀在缓慢产生，水解反应二相界面进行。
在室温下，静置48h，直到水解反应完全。
将所得固体产物进行抽滤，用甲醇洗涤，再将准合成的产物放置马弗炉中，于800 o C灼烧5h除去模板剂。
冷却后称量，得6g 白色微晶粉末样品。
抽滤的滤液用NaOH溶液去检定Sm3+离子，没有明显的沉淀生产，说明稀土离子水解完全。
按反应物的量定量计算可知：在最终产物中，Sm原子与Si原子的个数比为1:10，把这一目标产物命名为Sm-MCM (1:10)，类似合成纯硅胶基质介孔分子筛MCM-41。
(CH3)3Si-MCM为MCM-41的三甲基硅烷基化学修饰后样品（所有样品皆为白色）。
2.2实验仪器与表征样品的粉末X衍射（XRD）测试在日本理学Rigaku D/max-3A型X衍射仪上进行（CuK α辐射）；透射电镜分析在JEOL JEM-2010电子显微镜（HRTEM）及Philip TEM-430电子显微镜上完成；能谱（EDS）是在扫描电镜与X-射线能谱联用仪HITACH S-520 OXFORD ISIS-300上测定；红外光谱分析在Nicolet R250红外光谱光谱仪上完成（KBr盐片）；荧光光谱是在SPEX FL-2T2荧光分光光度计上测定，以450W 氙灯作为激发光源，仪器波长精度优于0.5nm；用Micromertics ASAP 2010型自动物理吸附仪在液氮温度下测定材料N2吸附-脱附等温线，样品的29Si 核磁共振波谱（29Si-MAS NMR）在79.454MHz射频条件下，由Unity-400 NMR仪测定获得。
3. 结果与讨论3.1分子筛的HRTEM分析HRTEM图显示样品Sm-MCM (1:10)为纳米尺寸的介孔分子筛，其大小均匀，颗粒尺寸约为10~15nm，孔径约为6~8nm，孔壁厚度大约4~7nm（Fig. 1）。
稀土掺杂能进一步改善纳米分子筛的尺寸的大小。
3.2分子筛的XRD分析Sm-MCM (1:10) 的低角度XRD图没有显衍射峰，表明其为非晶相，在Sm-MCM (1:10)高角衍射区（Fig. 2C）未出现Sm2O3的特征衍射峰说明分子筛中不含晶体相的Sm2O3。
MCM-41的低角度XRD图显示可分辩的衍射峰（Fig. 2），其各自的晶面距为6.700, 4.729, 4.335, 3.770, 3.590nm（Table 1）。
这二组晶面距呈现出如下比例关系1/√9׃1/√16和1/√3׃1/√4׃1/√5׃1/√6׃1/√8׃1/√9, 按立方相处理[12, 32]为如下晶面相对应：(110), (200), (210), (211), (220)。
可以类似处理分子筛(CH3)3Si−MCM的数据（Table 1）。
根据立方相晶面距和- 2 -衍射指标之间的定量关系式：d = a / [h2+k2+l2]1/2可以求出各d100的值。
因此MCM-41和(CH3)3Si−MCM-41的d100值列入表1。
图1 介孔分子筛Sm-MCM (1:10)的HRTEM图（右为局部光学放大图）Fig. 1 HRTEM images of mesoporous material Sm-MCM (1:10)2θ/(°)图2 分子筛Sm-MCM (1﹕10) (A, C)和MCM-41 (B, D) 的XRD衍射图Fig. 2 Powder X-ray diffraction patterns for mesoporous Sm-MCM (1﹕10) (A, C) and MCM-41 (B, D)表1 介孔分子筛的XRD衍射数据分析Table 1 XRD analysis of mesoporous materialsSample d100 (nm) d-value (nm)d-value ratio* hklMCM-41 9.5 6.700, 4.729, 4.335,3.770, 3.590 1/√2׃1/√4׃1/√5׃1/√6׃1/√8 (110), (200), (210)(211), (220)(CH3)3Si-MCM-41 10.5 6.088, 5.103, 4.370,3.805, 3.448, 3.269 1/√3׃1/√4׃1/√5׃1/√6׃1/√8׃1/√9 (111), (200), (210)(211), (220), (221)*d-values of (100) reflection for samples calculated by formula d = a / [h2+k2+l2]1/2(CH3)3Si−MCM-41的d100值比MCM-41的值大1.0nm。
利用量子化学的标准键长和键角[33]，计算出2×(CH3)3Si−基团的长度约为1.0nm。
说明MCM-41在硅烷化过程中没有改变分子筛的晶型，只是表面有一层硅烷基分子。
反过来也说明用立方晶相来处理衍射数据是可靠的。
- 3 -3.3分子筛的低温N 2-吸附分析Sm-MCM (1:10) 的N 2-吸附等温曲线符合BET 多层吸附模型（Ⅱ）（见Fig. 3a ），这种类型吸附的前半段上升缓慢，呈上凸的形状，等温线的后半段，由于发生了毛细管凝聚现象，吸附量急剧增加，又因为孔径较大，所以不呈显吸附饱和状态，这种吸附曲线符合孔径在5nm 以上的吸附剂的吸附行为[34]。
所以这种分子筛的比表面积、孔容和孔径测量计算按BET 方式进行。
Fig. 3b 指示分子筛最大孔径为9.0nm ，而BET 平均孔径为8.0nm ，也说明孔径分布较均匀。
在Table 2列出了不同处理方法的实验结果中，下述数据为可信数据：Sm-MCM (1:10)的比表面积、孔容和孔径分别是621m 2·g -1，1.25cm 3·g -1和8.0nm (Table 2)。
Sm-MCM (1:10)的大孔径和大孔容导致了样品的比表面积的有较大减少。
样品的巨大比表面积和大的比孔容都表明分子筛为典型的介孔结构，也说明介孔物质材料是热稳定性是非常好。
表2 介孔材料的物理化学性质Table 2 Physicochemical properties of mesoporous materialSample a Wall structure Wall thickness (nm) Pore size (nm)Surface area(m 2 · g -1)Porosity (cm 3 · g -1)Sm-MCM (1:10) amorphous 6.5*8.08.58.0 * (BET) 6.5 (BJH Ads.)6.0 (BJH Des.)621* (BET) 718 (BJH Ads.) 765 (BJH Des.) 1.25* (P/P 0 0.99)1.16 (BJH Ads.) 1.15 (BJH Des.) All samples were prepared using H 2O and ethanol as solvents, calcined at 800℃ for 5h in air. The structure-directing agent was C 16H 33N(CH 3)3Br (see text).* Datum is more authentic.V o l u m e A d s o r b e d c m 3/g S T P Relative Pressure (P/P 0)图3 Sm-MCM (1:10)的低温N 2等温吸附-脱附曲线（a ）和孔径分布曲线（b ）Fig. 3 Nitrogen adsorption-desorption isotherm (a ) and pore-size distribution plot (b ) for Sm-MCM (1:10)3.4分子筛的29Si-MAS NMR 分析样品的29Si-MAS NMR 波谱(Fig. 4, Table 3) 中，化学位移为–110或-111ppm 的峰属于Si-(SiO)4的共振吸收峰(Q 4) [19]。