SBA-15表面改性及其对介孔La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿型催
SBA-15的孔壁碳膜修饰对钴基催化剂结构与催化性能的影响
ｐ ｅ ａ ｅ ｂｙ ｗｅ ｉ ｒ ｇ ａｔ ｎ ｒｐ ｒｄ ａ ｔ ｍｐ ｅ ｎ ｉ ｍ ｅｈ ｄ．Ｔｈｅ ａａｙ ｔ ａ ｐ ｅ ｗｅ ｅ ｈ ｒ ｃｅｉｅ ｂ Ｘ—ａ ｄ ｆｒ ｃｉ ｏ ｔｏ ｃ ｔ ｌｓ ｓ ｍ ｌｓ ｒ ｃ ａ ａ ｔｒｚ ｄ ｙ ｒｙ ｉ ａ ｔｏｎ Ｎ２ ｈ ｉｏｒ ｉ ｎ ｔｍｐ ｒ — ｐ ｙｓｓ ｐｔｏ ｅ ｅ ａ
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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Ｉ ７５ ３
Ｓ Ａ一５ Ｂ １ 的孔壁碳膜 修饰对 钴基催 化 剂结构 与催化性 能 的影 响
含氮活性位点sba-15材料的制备
含氮活性位点sba-15材料的制备
SBA-15 是一种介孔二氧化硅材料，具有高表面积和窄孔径分布。
它通常用作催化剂的载体材料，并已被发现在许多应用中都很有效，包括气体吸附、分子分离和化学反应转化。
制备具有含氮活性位点的SBA-15材料的一种方法是使用表面活性剂模板法合成材料，其中表面活性剂用于控制材料中孔隙的形状和大小。
然后去除表面活性剂，留下具有高表面积的多孔结构。
制备具有含氮活性位点的 SBA-15 材料的具体步骤取决于材料的所需特性和所使用的具体合成方法。
然而，一般来说，SBA-15 材料的合成涉及以下步骤：
起始材料的制备：这通常涉及将二氧化硅源（例如原硅酸四乙酯或硅酸钠）、表面活性剂和溶剂混合在一起以形成均匀混合物。
水解和缩合：然后加热混合物以引发二氧化硅源的水解和缩合，这导致凝胶的形成。
老化：让凝胶老化一段时间（通常为数天）以形成孔隙。
煅烧：然后将凝胶加热到高温（通常在 500°C 左右）以去除表面活性剂和任何其他有机污染物，留下具有高表面积的多孔材料。
氮掺杂：然后可以通过将 SBA-15 材料暴露在高温下的含氮气体（例如氨）中来掺杂氮。
这可以在煅烧之前或之后进行，具体取决于材料的所需特性。
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有序介孔分子筛sba-15的改性研究进展
第４８卷第１２期２０１９年１２月应㊀用㊀化㊀工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.４８Ｎｏ.１２Ｄｅｃ.２０１９收稿日期:２０１９￣０４￣１１㊀㊀修改稿日期:２０１９￣０５￣０９基金项目:宁夏自然科学基金研究项目(ＮＺ１７０９４)作者简介:张志(１９９５－)ꎬ男ꎬ安徽铜陵人ꎬ北方民族大学在读硕士ꎬ师从袁红教授ꎬ研究方向为可再生能源㊁固体酸催化剂的制备ꎮ电话:１９９９５３８５１０２ꎬＥ－ｍａｉｌ:１５５８７３８９０５＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯联系人:袁红ꎬ教授ꎬ硕士生导师ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｙｈｙｘｗ＿ｃｏ＠１６３.ｃｏｍ有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５的改性研究进展张志１ꎬ袁红１ꎬ２(１.北方民族大学化学与化学工程学院ꎬ宁夏银川㊀７５００２１ꎻ２.国家民委化工技术重点实验室ꎬ宁夏银川㊀７５００２１)摘㊀要:综述了有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５材料由于其骨架缺陷少ꎬ导致催化活性较低ꎬ为了扩展其在催化㊁大分子吸附领域的应用ꎬ需要在ＳＢＡ￣１５表面引入活性组分的现状ꎮ从改性机理和方法出发ꎬ并结合了近年来国内外研究现状ꎬＳＢＡ￣１５在金属改性和酸改性领域的应用ꎬ对今后的研究方向做出了展望ꎮ关键词:ＳＢＡ￣１５ꎻ金属改性ꎻ酸改性ꎻ催化ꎻ吸附中图分类号:ＴＱ１２５.１ꎻＴＱ１３１.１ꎻＯ６１３.７２㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７１－３２０６(２０１９)１２－３０３２－０５ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｒｄｅｒｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅＳＢＡ￣１５ＺＨＡＮＧＺｈｉ１ꎬＹＵＡＮＨｏｎｇ１ꎬ２(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮｏｒｔｈＭｉｎｚｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＹｉｎｃｈｕａｎ７５００２１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＳｔａｔｅＥｔｈｎｉｃＣｏｍｍｉｔｔｅｅꎬＹｉｎｃｈｕａｎ７５００２１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｔｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｒｄｅｒｅｄｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅＳＢＡ￣１５ｍａｔｅｒｉａｌｈａｓｌｏｗｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｄｕｅｔｏｉｔｓｓｍａｌｌｓｋｅｌｅｔｏｎｄｅｆｅｃｔｓ.ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃａｔａｌｙｓｉｓａｎｄｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎬｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＳＢＡ￣１５.Ｓｔａｒｔ￣ｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｍｅｔｈｏｄꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓꎬｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳＢＡ￣１５ｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｅｔａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｃｉｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｈａｓｍａｄｅａｐｒｏｓｐｅｃｔｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＳＢＡ￣１５ꎻｍｅｔａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻａｃｉｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻｃａｔａｌｙｓｉｓꎻａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ㊀㊀自１９９２年美孚公司的科研工作者们使用离子表面活性剂在碱性条件下合成Ｍ４１Ｓ系列介孔分子筛材料之后[１￣３]ꎬ介孔材料就成为近年来国内外研究热点之一ꎬ到１９９８年ꎬ赵东元课题组制备出了更大的孔径可调范围㊁孔壁中相互交联着微孔且厚度增加㊁水热稳定性更好ꎬ且具有择型催化的介孔分子筛ＳＢＡ￣１５ꎬ并且在吸附催化等领域具有广泛的应用[４￣５]ꎮ但近年来ꎬ随着对ＳＢＡ￣１５介孔分子筛的研究ꎬ发现ＳＢＡ￣１５作为纯氧化硅材料ꎬ其骨架中的电荷平衡导致了晶格的缺陷ꎬ在催化㊁大分子吸附上应用受到限制ꎬ需要对其进行改性修饰ꎬ引入活性位点[６￣９]ꎮ目前ꎬ对ＳＢＡ￣１５分子筛进行各种改性从而使其具有更好的催化活性是研究的重点ꎮ１㊀改性机理徐如人等[１０]经研究表明:ＳＢＡ￣１５的表面存在孤立㊁孪式以及氢键型羟基ꎬ如图１所示ꎮ其中前两类属于活性羟基ꎬ且氢键型羟基在一定条件下(如加热)可以转换成具有活性的羟基位[１１]ꎮ图１㊀ＳＢＡ￣１５表面羟基存在形式示意图Ｆｉｇ.１㊀ＦｏｒｍｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｈｙｄｒｏｘｙｌｇｒｏｕｐｉｎＳＡＢ￣１５１.１㊀静电作用机理[１２]该机理的本质是利用静电相互作用ꎬ阴阳离子之间可以作用在任何方向上ꎬ介孔ＳＡＢ￣１５分子筛材料的表面具有大量活性羟基ꎬ根据颗粒表面上相反电荷的相互吸引完成包覆改性ꎬ所以改性物质的包覆量在一定条件下取决于活性羟基的数量ꎮ１.２㊀化学键键合作用机理[１３]即利用硅烷偶联剂ＹＳｉＸ３(其中Ｘ通常为甲氧第１２期张志等:有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５的改性研究进展基㊁乙氧基等水解性官能团ꎬＹ为乙烯基㊁氯基㊁氨基等非水解性官能团)水解产生的硅羟基与介孔分子筛ＳＢＡ￣１５表面的丰富羟基形成氢键ꎬ同时进行加热ꎬ产生缩合脱水反应ꎬ通过形成Ｓｉ Ｏ Ｓｉ型共价键而将硅烷偶联剂键合到分子筛表面ꎬ并使硅烷偶联剂定向排列 形成稳定球形颗粒 保证了均匀分散性ꎮ２㊀改性方法按照引入催化活性中心的不同方式ꎬＳＢＡ￣１５的改性方法可分为两大类:即原位共缩合法(也称为一锅法)[１４]和后合成法[１５]ꎬ前者是将杂原子前驱体化合物随原料一起加入ꎬ通过在骨架形成和晶化过程将杂原子嵌入骨架ꎮ后者通过在已经制备好ＳＢＡ￣１５并去除模板剂后ꎬ再对对子筛进行改性ꎮ以上介绍的方法有各自的优缺点ꎬ如下表１ꎬ但都能从不同的方面提高ＳＢＡ￣１５的催化性能ꎮ朱玉镇等[１８]以柠檬酸氧钒配合物为前驱体ꎬ在酸性条件下采用原位共缩合法合成了Ｖ/ＳＢＡ￣１５ꎬ且改性后的材料仍能保持高度有序的介孔结构ꎬ合成的Ｖ/ＳＢＡ￣１５分散度较好ꎬ在催化氧化乙苯制苯乙酮中有较高的催化活性ꎮＴａｌｈａ等[１９]采用后合成法制备了ＳＢＡ￣１５￣Ａｌꎬ成功的将铝原子嵌入到ＳＢＡ￣１５骨架中ꎬ通过表征可以发现铝的引入大大降低了微孔率ꎬ并未改变原有的高度有序性ꎬ且通过酯化实验发现ＳＢＡ￣１５￣Ａｌ具有较强的布朗斯台德酸性质ꎬ催化活性和９０％生物柴油相当ꎮ表１㊀原位共缩合法和后合成法的优缺点比较Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｉｎ￣ｓｉｔｕｃｏ￣ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｐｏｓｔ￣ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ改性方法优点缺点原位共缩合法[１６]过程简单ꎬ金属或官能团进入骨架所得材料有序性和水热稳定性降低后合成法[１７]保证改性后材料的结构有序性和水热稳定性步骤复杂且改性基团容易脱落㊀㊀依据引入组分的不同ꎬ又分为金属改性和酸改性ꎬ下面将分别从金属改性和酸改性两个方面分别进行阐述ꎮ３㊀ＳＢＡ￣１５的改性研究及其应用３.１㊀金属改性及其应用对于金属改性ＳＢＡ￣１５的研究报道一直是大家关注的热点ꎬ本节侧重于非贵金属㊁贵金属㊁双金属改性ＳＢＡ￣１５应用方面的论述ꎮ３.１.１㊀非贵金属改性㊀对于钴基催化剂在费托反应中的研究[２０￣２３]已经有相当长的一段时间了ꎬ自有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５问世以来ꎬ国内外很多研究费托反应的课题组将目光转向了这个具有大比表面积㊁孔径可调的有序介孔分子筛上ꎬ研究人员结合之前的研究ꎬ对ＳＢＡ￣１５负载钴进行了大量的实验ꎮＷａｎｇ等[２４]在不同条件下制备了孔径在３.６~１２ｎｍ的ＳＢＡ￣１５介孔分子筛材料ꎬ通过对比实验来研究孔径大小对钴负载量的影响ꎮ实验结果显示ꎬ当ＳＢＡ￣１５孔径较小(ɤ３.６ｎｍ)时ꎬ钴难以进入其孔道内ꎻ当采用孔径在５.５ｎｍ负载有机钴Ｃｏ(ＣＨ３ＣＯＯ)２/(ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３)２Ｃｏ作为钴前体时ꎬ钴的负载量能达到２０％ꎬＸ射线衍射没有四氧化三钴衍射峰ꎬ可见钴进入了ＳＢＡ￣１５孔道内ꎬ且具有较好的分散性ꎮ将制好的２０％Ｃｏ/ＳＢＡ￣１５催化剂于２.０ＭＰａ的压力和５２３Ｋ的温度下用于费托反应中ꎬ发现其活性低于传统载体ꎬ推测原因可能为所制得的样品还原性较低ꎬ从而导致活性不高ꎮＧｈａｍｐｓｏｎ等[２５]针对孔径大小对于钴的还原性影响做了研究ꎬ经过相关表征的出结论ꎬ当孔径较大(>５ｎｍ)时才会出现钴的还原性有明显提高ꎬ在费托反应中的催化性能明显提高ꎮ因此ꎬ选择合适介孔ＳＢＡ￣１５的孔径大小是提高Ｃｏ/ＳＢＡ￣１５在费托反应中催化活性的关键ꎮＬｉｕ等[２６]采用沉积￣沉淀(ＤＰ)法制备了用于氨分解生产无ＣＯｘ和氢气的Ｎｉ/ＳＢＡ￣１５催化剂ꎬ对氨裂解制无氧氢具有较高的活性和稳定性ꎮＳＢＡ￣１５的孔结构通过ＤＰ制备工艺保留下来ꎬ然后煅烧还原ꎬ但ＤＰ时间对其组织性能有显著影响ꎮ由于其镍粒径小ꎬ分散性好ꎬ烧结强度高ꎬ因此具有较高的催化性能和稳定性ꎬＮｉ/ＳＢＡ￣１５催化剂的氨转化率在８７３Ｋ以上达到９６％ꎬ在分解氨生产无ＣＯｘ上具有很大的应用价值ꎮＲｅｎ等[２７]采用氨气/水蒸气预处理法制备了利用浸渍法ＳＢＡ￣１５负载Ｎｉ型催化剂ꎬ并通过萘加氢反应对催化剂活性进行了研究ꎬ与未预处理的催化剂相比ꎬ预处理的催化剂具有明显的活性ꎬ萘转化率经预处理后转化率提高到了约１００％ꎮ预处理过程中ＮＨ４ＮＯ３的形成有助于减少ＮＯ２/Ｏ２的生成ꎬ从而增强ＮｉＯ的弥散ꎬ被认为是ＮｉＯ弥散增加和氨/水蒸气预处理催化剂活性增强的主要原因ꎮ故选择合适孔径的ＳＢＡ￣１５以及用氨气/水蒸气预处理对制备在费托反应中具有高催化活性的Ｃｏ/ＳＢＡ￣１５有较大帮助ꎮ含铁介孔材料具有独特的催化性能ꎬ在烷烃氧化㊁Ｎ２Ｏ分解㊁烃类或氨氧化存在下ＮＯ和Ｎ２Ｏ选择性催化还原等方面表现出独特的催化行为[２８]ꎬ因此具有特殊的研究价值ꎮ然而ꎬ这些含铁的ＳＢＡ￣１５材料基本上是通过后合成路线制备的ꎮ将金属离子直接引入到ＳＢＡ￣１５的框架中是一项非常具有挑战性的工作ꎬ因为在强酸性介质中形成金属 Ｏ Ｓｉ键是非常困难的ꎬ而强酸性介质通常对ＳＢＡ￣１５的３３０３应用化工第４８卷合成是必不可少的ꎮＬｅｏｎａｒｄｏ[２９]和同事报道了用Ｆｅ(ＮＯ３)３㊁乙醇溶液浸渍ＳＢＡ￣１５的初湿性法制备了Ｆｅ￣ＳＢＡ￣１５ꎬ其在费托合成中表现出良好的活性ꎮＳｕｎ等[３０]首次报道了在自生酸性环境(即不使用无机酸)ꎬ前体在不需要无机酸的自生弱酸性环境中进行水解和缩合ꎮ采用不同的Ｆｅ/Ｓｉ比例和不同时期的正硅酸四乙酯(ＴＥＯＳ)预水解来修饰Ｆｅ￣ＳＢＡ￣１５的结构和结构ꎬ研究了铁源(硝酸铁㊁氯化铁㊁硫酸铁)对Ｆｅ￣ＳＢＡ￣１５性质的影响ꎬ经表征可知所得的Ｆｅ￣ＳＢＡ￣１５材料被证明拥有Ｂｒøｎｓｔｅｄ和Ｌｅｗｉｓ酸性位点ꎬ所得的Ｆｅ￣ＳＢＡ￣１５具有良好的热稳定性和水热稳定性ꎬ同时ꎬＡｌ￣ＳＢＡ￣１５[３１]和Ｃｒ￣ＳＢＡ￣１５[３２]也可以通过相同的合成方法制备ꎮＡｚｚｏｕｚ等[３３]通过在介孔通道中加入Ｆｅ０纳米粒子(Ｆｅ(０)￣Ｎｐｓ)ꎬ合成了ＳＢＡ￣１５￣Ｆｅꎮ透射电镜和Ｘ射线衍射结果表明ꎬ细小的纳米粒子(ＮＰｓ)的分散主要发生在ＳＢＡ￣１５通道内ꎬ结构致密程度较轻ꎬ与此同时ꎬ在氢吸附试验和阻抗测量的支持下ꎬ对氢的亲和力和电导率都有了显著的提高ꎬ实验结果为ＳＢＡ￣１５作为潜在的储氢吸附剂和氢传感器载体开辟了新的前景ꎮ但由于用铁来代替贵金属来设计这种材料是一种新事物ꎬ因为由于铁对空气和水的高反应性ꎬ想要这些技术得到进一步发展ꎬ应该解决这个问题ꎮ３.１.２㊀贵金属改性㊀Ｗａｎｇ等[３４]以金属前体Ｈ２ＰｔＣｌ６６Ｈ２Ｏ㊁Ｐｄ(Ｃ２Ｈ３Ｏ２)２㊁ＲｕＣｌ３３Ｈ２Ｏ为载体ꎬ采用湿法浸渍法制备负载型贵金属催化剂Ｍ￣ＳＢＡ￣１５ꎬＰｔ/ＳＢＡ￣１５催化剂在二苯并呋喃(ＤＢＦ)进行的加氢脱氧(ＨＤＯ)反应中表现出优于Ｐｄ和Ｒｕ/ＳＢＡ￣１５的ＨＹＤ活性ꎬＴＯＦ值(１１９６ｈ－１)和初始反应速率均较高ꎬ但Ｒｕ催化剂在含氧中间体脱氧过程中表现较好ꎬ可以获得更多的碳氢化合物ꎮ近些年关于金改性ＳＢＡ￣１５介孔分子筛的报道也比较多ꎬ之前关于Ａｕ￣ＳＢＡ￣１５型材料报道的大多数方法都是在介孔材料的孔道内合成纳米金颗粒[３５]ꎬ而Ｍａｎｔｒｉ等[３６]研究出了一种合成硅内壁中含有金纳米颗粒的ＳＢＡ￣１５型有序介孔材料的新方法ꎬ通过在三嵌段共聚物存在下使用氯金酸与缩合硅酸盐氧化聚合苯胺来合成含有金纳米结构的非常高表面积的Ａｕ￣ＳＢＡ￣１５型材料ꎬ根据Ｘ射线衍射(ＸＲＤ)ꎬ去除模板导致在二氧化硅壁内形成金纳米结构而未影响其周期性多孔结构ꎬ这些材料的表面积和孔隙体积非常大ꎬ这是由存在于硅胶内壁内的金纳米颗粒形成的微孔造成的ꎬ本质上是在内壁内形成了微孔ꎮ３.１.３㊀双金属改性㊀由前面的介绍可以知道金属渗入是提高有序介孔ＳＢＡ￣１５性能的有效方法ꎬ但之前被研究大多集中在单金属的引入ꎬ虽然关于双金属修饰改性ＳＢＡ￣１５方面的探索还比较少ꎬ但是双金属共同修饰ＳＢＡ￣１５表面时ꎬ会发现比单金属修饰时更好的催化性能ꎮＺｈｅｎｇ等[３７]开发了一系列用于纤维素转化的双金属催化剂ꎬ包括在不同载体上负载的Ｒｕ￣Ｗ㊁Ｎｉ￣Ｗ㊁Ｉｒ￣Ｗ和Ｐｔ￣Ｗꎮ结果表明ꎬＮｉ￣Ｗ/ＳＢＡ￣１５催化剂的最大产率为７５.４％ꎮ罗资琴等[３８￣３９]以ＳｂＣｌ３为锑源ꎬ在Ｖ￣ＳＢＡ￣１５的基础上采用嫁接法制备了Ｓｂ￣Ｖ￣ＳＢＡ￣１５有序介孔分子筛ꎮ经过表征可以知道所制得的样品孔径和比表面积小幅减小ꎬ也表明了由于锑的引入而导致五氧化二钒在ＳＢＡ￣１５孔道里的分散性更好ꎮ研究了其在苯乙烯氧化制备苯甲醛中的催化应用ꎬ利用锑的引入能够抑制苯甲醛进一步氧化成苯甲酸ꎬ提高了反应的选择性ꎬ研究表明ꎬ当ｎ(Ｓｉ)/ｎ(Ｖ)＝２５ꎬｎ(Ｓｂ)/ｎ(Ｖ)＝０.８时ꎬ催化剂的活性㊁选择性最好ꎮ同时再重复使用四次后ꎬ转化率和选择性变化不明显ꎬ体现了Ｓｂ￣Ｖ￣ＳＢＡ￣１５的稳定性ꎮＭａｌｇｏｒｚａｔａ等[４０]首次报道了未改性的有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５上吸附水溶液中的银和铂离子ꎬ制备了一系列不同Ｐｔ/Ａｇ比的双金属铂㊁银/ＳＢＡ￣１５材料ꎬ通过光声光谱法证明了ＳＢＡ￣１５表面成功结合了Ｐｔ㊁Ａｇ双金属ꎬ由Ｘ射线衍射和透射分析可以知道双金属的引入并没有破坏原有有序介孔ＳＢＡ￣１５的有序孔结构ꎮ３.２㊀酸改性及应用在现代化工生产中ꎬ酸催化剂应用十分广泛ꎬ尤其是具有高效催化性能的均相液体酸催化剂ꎬ但随着近年来对于环保的重视ꎬ液体酸因其具有腐蚀设备㊁回收困难㊁可重复性差等缺陷而不再成为首选ꎬ研究者们逐渐把目光转向了绿色可回收型的非均相固体酸催化剂ꎮＳＢＡ￣１５作为纯硅分子筛材料ꎬ其较大且可调的孔径对于有大分子参与的有机反应可以提供较大的扩散空间ꎬ从而让反应更充分ꎬ但由于本身缺乏酸性位点而在催化工业受到限制ꎬ因此可以对ＳＢＡ￣１５进行酸改性ꎮ根据不同反应所需可以采用不同的方式进行酸改性ꎬ包括直接使其负载酸性集团以及负载具有Ｂ/Ｌ酸性的单金属㊁金属氧化物或固体酸ꎬ再根据需要进行后处理ꎮ３.２.１㊀酸性官能团( ＳＯ３Ｈ)改性㊀介孔分子筛ＳＢＡ￣１５中大孔径㊁丰富的硅羟基( Ｓｉ ＯＨ)为其在利用表面官能团制备有机￣无机型材料提供特有的优势ꎮ而采用有机硅烷偶联剂水解产生( Ｓｉ ＯＨ)与介孔分子筛表面硅羟基反应生成(Ｓｉ Ｏ Ｓｉ)ꎮ袁兴东用硅烷偶联剂(３￣巯丙基三甲氧基硅烷)作为有机接枝剂ꎬ双氧水作为氧化剂分别采用原位共缩合法[１６]和后合成嫁接法[１７]分别制备了ＳＢＡ￣１５￣ＳＯ３Ｈ介孔分子筛ꎬ经过红外和核磁表征证４３０３第１２期张志等:有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５的改性研究进展明合成的催化剂中含有磺酸基团ꎬＸ射线衍射㊁氮气吸脱附㊁透射表征表明合成的催化剂具有大比表面积㊁孔径㊁孔容ꎬ与未经修饰的ＳＢＡ￣１５对比发现未破坏原有的孔结构ꎬ但通过一步法制备的ＳＢＡ￣１５￣ＳＯ３Ｈ未能保持分子筛的介孔有序性ꎮ通过酯化实验对比可以知道共缩合法所制得的催化剂具有操作简单㊁水热稳定性更高㊁催化活性更高等优点ꎮＭａｈｕｙａ等[４１]以３￣巯丙基三乙氧基硅烷(ＭＰＴＥＳ)为前驱体ꎬ通过氧化转化制备了酸性改性材料ꎮ采用Ｘ射线衍射法和Ｎ２物理吸附法测定了催化剂的中间相和孔隙率ꎬ表明在制备过程中没有孔结构坍塌ꎮ研究发现ꎬＳＢＡ￣１５￣ＳＯ３Ｈ材料是三乙酸与甲醇酯交换反应的活性催化剂ꎬ当在７０ħ下反应１８ｈ后转换率达到６５％ꎬ对催化剂进行４次重复性实验发现其具有较好的重复利用性ꎮＳｈｅｒｒｙ等[４２]用三巯丙基三甲氧基硅烷为改性剂ꎬ通过直接合成法合成了ＳＢＡ￣１５￣ＳＯ３Ｈꎬ在催化甘油三酯的酯交换时ꎬ反应２５ｈ转化率达到８５％ꎮ３.２.２㊀负载有序介孔固体超强酸ＳＯ２－４/ＺｒＯ２㊀有序介孔固体超强酸ＳＯ２－４/ＺｒＯ２表面含有较强的Ｌ酸位点[４３]ꎮ因此ꎬ硫酸化氧化锆粉末在具有大比表面积的ＳＢＡ￣１５上分散应能大大提高介孔催化剂的酸性和物理性能ꎮＭｏｈｄ等[４４￣４５]使用尿素水解法用不同硫酸化氧化锆负载量下(５％ꎬ１５％和２０％)ꎬ在ＳＢＡ￣１５上负载硫酸化氧化锆ꎬ采用多种表征技术研究了负载硫酸化氧化锆对ＳＢＡ￣１５催化剂理化性能的影响ꎮ结果表明ꎬ较大的比表面积并不是决定催化剂活性的主要因素ꎬ尤其是在涉及该大分子的反应中ꎮ同时研究发现ꎬ反应受催化剂上活性位点的数量以及孔径的影响ꎬ反应温度的升高和催化剂负载的增加提高了棕榈酸的转化率ꎬ但由于孔隙特性限制了较大体积分子的扩散ꎬ不能获得较高的收率ꎻ最终的数据表明在１７０ħ下ꎬ负载１５％氧化锆制备的ＳＺ/ＳＢＡ￣１５其表面酸度最高㊁活性最高㊁催化转化率８８％ꎬ单核苷收率４４％ꎻ此外ꎬＳＺ/ＳＢＡ￣１５催化剂可以重复使用４次ꎬ而不会显著丧失催化活性ꎮＡｂｄｕｌｌａｈ等[４６]研究了月桂酸在不同条件下通过硫酸型氧化锆负载ＳＢＡ￣１５上的选择性转化ꎬ采用不同的表征技术对制备的催化剂进行了结构表征ꎬ表明成功地将硫酸化氧化锆与有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５相结合ꎬ同时保留了有序介孔结构ꎻ在负载１６％氧化锆ＳＺ/ＳＢＡ￣１５催化剂和回流时间为３ｈ条件下共反应６ｈꎬ收率最高达７９.１％ꎮ月桂酸的转化率为９４.９％ꎬ对月桂酸甘油酯的选择性约为８３.４％ꎮＣｈａｎｇ等[４７]利用水蒸气诱导水解的方法在有序介孔ＳＢＡ￣１５上负载了硫酸化氧化锆ꎬ表征结果表明负载后的材料仍保留有序介孔结构ꎬ通过对比负载前后两种材料催化油酸和甲醇的酯化反应中发现负载后的催化活性明显提高ꎬ且重复３次后仍有７０％酸性位点保留ꎮ４ 总结与展望有序介孔分子筛ＳＢＡ￣１５分子筛具有大的比表面积和规整的孔结构ꎬ通过金属改性和酸改性对ＳＢＡ￣１５进行修饰ꎬ合成出了活性较高的催化新材料ꎬ在一定程度上改善了ＳＢＡ￣１５ꎮ但还有一些问题需要在今后经过研究并解决ꎬ如:用金属改性ＳＢＡ￣１５时ꎬ采用浸渍法时需要注意ＳＢＡ￣１５的孔径大小ꎬ在合适的孔径上引入适量的金属才能发挥最好的催化活性ꎬ且需要制得的材料孔径可调ꎬ能够让活性组分在孔道内充分扩散ꎻ沉淀沉积法的应用范围较小ꎻ利用接枝改性修饰ＳＢＡ￣１５时ꎬ虽然可以得到活性高的材料ꎬ但是存在活性基团易脱落㊁接枝试剂在分子筛表面难以完全除去㊁直接法难以保持有序介孔结构ꎮ因此ꎬ通过研究选择合适的改性方法找到合适的负载量从而提高活性组分在大比表面上的分散度和还原性能是未来需要重点关注的ꎮ参考文献:[１]㊀ＥｖｅｒｅｔｔＤＨ.ＩＵＰＡＣｍａｎｕａｌｏｆｓｙｍｂｏｌｓａｎｄｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＪＰｕｒｅＡｐｐｌＣｈｅｍꎬ１９７２ꎬ３１:５７８￣６３８. 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[３１]ＬｉｎＳꎬＳｈｉＬꎬＺｈａｎｇＨꎬｅｔａｌ.Ｔｕｎｉｎｇｔｈｅｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｌｕｇ￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＡｌ￣ＳＢＡ￣１５ｂｙｐｏｓｔ￣ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｓｅ￣ｌｅｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒＣ１６ｏｌｅｆｉｎｉｎｅｔｈｙｌｅｎｅｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ＆ＭｅｓｏｐｏｒｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１４ꎬ１８４(２):１５１￣１６１.[３２]ＱｉａｎＸＵꎬＤｏｎｇＺＹꎬＰａｎＤＨꎬｅｔａｌ.ＯｐｔｉｍａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｈｉｇｈｌｙｏｒｄｅｒｅｄＣｒ/ＳＢＡ￣１５ａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｙｃｌｏ￣ｈｅｘａｎｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０１６ꎬ３６(２):５５￣５８.[３３]ＢｏｕａｚｉｚｉＮꎬＯｕａｒｇｌｉＲꎬＮｏｕｓｉｒＳꎬｅｔａｌ.ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳＢＡ￣１５ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｉｒｏｎｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｈｙｄｒｏｇｅｎａｄｓｏｒｂｅｎｔｓａｎｄｓｅｎｓｏｒｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍ￣ｉｓｔｒｙｏｆＳｏｌｉｄｓꎬ２０１５ꎬ７７:１７２￣１７７.[３４]ＷａｎｇＬꎬＬｉＣꎬＪｉｎＳꎬｅｔａｌ.Ｈｙｄｒｏｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎｏｆｄｉｂｅｎｚｏ￣ｆｕｒａｎｏｖｅｒＳＢＡ￣１５ＳｕｐｐｏｒｔｅｄＰｔꎬＰｄꎬａｎｄＲｕｃａｔａｌｙｓｔｓ[Ｊ].ＣａｔａｌｙｓｉｓＬｅｔｔｅｒｓꎬ２０１４ꎬ１４４(５):８０９￣８１６. [３５]ＬｉｕＰａｎｇｈｕｎｇꎬＣｈａｎｇＹｅｎｐｏꎬＰｈａｎＴｉｎｇｈａｏꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｓｉｚｅｏｆｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄＡｕｉｎＡｕ/ＳＢＡ￣１５ａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＭａｔｅｒＳｃｉａｎｄＥｎｇＣꎬ２００６ꎬ２６(５/６/７):１０１７￣１０２２.[３６]ＭａｎｔｒｉＫꎬＳｅｌｖａｋａｎｎａｎＰꎬＴａｒｄｉｏＪꎬｅｔａｌ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｖｅｒｙｈｉｇｈｓｕｒｆａｃｅａｒｅａＡｕ￣ＳＢＡ￣１５ｍａｔｅｒｉａｌｓｂｙｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｏｆｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｓｉｌｉｃａｐｏｒｅｗａｌｌｓ[Ｊ].ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅｓＡ:ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｓｐｅｃｔｓꎬ２０１３ꎬ４２９:１４９￣１５８.[３７]ＺｈｅｎｇＭＹꎬＷａｎｇＡＱꎬＰａｎｇＮＦꎬｅｔａｌ.Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌ￣ｔｕｎｇｓｔｅｎｂｉｍｅｔａｌｌｉｃｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｎｔｏｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ[Ｊ].ＣｈｅｍＳｕｓＣｈｅｍꎬ２０１０(３):６３￣６６.[３８]罗资琴ꎬ李东旭ꎬ肖东红.锑钒双金属改性ＳＢＡ￣１５催化苯乙烯制苯甲醛[Ｊ].精细石油化工ꎬ２０１７ꎬ３４(１):１７￣２０.[３９]尹文祥ꎬ沈健.柠檬酸氧钒配合物改性ＳＢＡ￣１５对苯乙烯催化氧化的研究[Ｊ].辽宁石油化工大学学报ꎬ２０１３ꎬ３３(１):１２￣１５.(下转第３０４１页)６３０３第１２期杨双春等:废弃钻井液无害化处理技术研究进展石油大学ꎬ２０１５:５￣１４.[３]崔之健ꎬ梅宏ꎬ韩新芳ꎬ等.ＸＧ￣泥浆固化剂在井场的实际应用[Ｊ].新疆石油学院学报ꎬ１９９９ꎬ１１(２):２６￣２９. [４]黄鸣宇.废弃钻井液固化处理技术研究[Ｄ].大庆:东北石油大学ꎬ２０１１.[５]王丽ꎬ董娅玮ꎬ王文科.废弃钻井液固化处理技术研究[Ｊ].应用化工ꎬ２０１５ꎬ４４(１２):２１８６￣２１８８ꎬ２１９２. 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介孔分子筛SBA_15的功能化改性及酶固定化研究
2通过共缩聚法将木瓜蛋白酶与 1 ， 二
常用的酶的固定化方法分为： 物理方法 （ 如吸
Salis 等［33］研究利用功能化的介孔载体材料通 过化学吸附法固定漆酶， 发现固定化过程达到平衡 的时间约为 100 min， 该类载体固定化酶的酶活力最
［34 ］ 大达 217 kU / g。 Gao 等 将皱褶假丝酵母脂肪酶
附法﹑包埋法等 ） 和化学方法 （ 如交联法﹑共价结 合法） 。物理方法是利用分子筛表面的弱酸性硅羟 基 （ —SiOH ） 与酶分子的氨基通过氢键等作用而将 酶分子固定于载体表面。 化学方法是将酶分子通 过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上 ， 或 连接到无机载体上而制成不溶性的酶的方法 。 如 图 1 所示， 生物酶在介孔材料上的固定化方法主要 有四种： 吸附法， 共价键合法， 交联法， 包埋法
上含有大量具有化学活性的自由硅羟基， 可以通过化学修饰引入功能化基团来改善 SBA—15 的表面微环境及其与生物酶分 实现生物酶和载体材料的共价结合， 进而提高固定化生物酶的催化活性， 具有很高的实用价值， 得到了长足发 子的亲合作用， 展。综述了近年来 介 孔 分 子 筛 SBA—15 的 功 能 化 改 性 及 其 酶 固 定 化 的 研 究 进 展， 着 重 介 绍 了—NH2 和—COOH 功 能 化 SBA—15 在固定化生物酶上的研究现状， 并展望了其发展前景。 关键词 酶 介孔分子筛 SBA—15 TQ110. 6 ； 固定化 A 功能化 催化作用 中图法分类号 文献标志码
［51 ］
。 对介孔氧
化硅孔道表面进行氨基化易带正电荷， 有利于阴离 子的固定化， 而氨基作为碱性有机官能团， 本身适 合于酶类等蛋白质分子的固定 Na 等
［57 ］ ［55 ， 56 ］
本科毕业论文答辩——SBA—15介孔分子筛的改性及其催化性能研究
考察了酯化和烷基化反应表明：酯化反应需要的催化剂 酸性强于烷基化的； RE-Al/SBA-15是一种好的中等强度 酸催化剂； La-Al/SBA-15是一种叔丁醇与苯酚的烷基化 反应的良好催化剂。
谢谢！
改性 物质
金属：K、Al、Ti、Cu、Ni、La、Ce等； 金属氧化物：TiO2、CuO 、CeO2等； 有机基团：烷基、烷氧基、氨基、苯基等； 酸：-SO3H、H3PW12O40等。
固体酸催化反应； 氧化还原催化； 光催化； 手性催化。
2. 1 合成
SBA-15 RE-Al/SBA-15
2.2 表征分析
但RE-Al/SBA-15在 25ppm处 另有一核磁共振峰，且共振峰 都较宽，说明稀土(La、Ce)负 载添加对Al的配位状态造成一 定的改变。
2.2 表征分析
NH3-TPD谱图
RE-Al/SBA-15出 现两个明 显的脱附峰。说明存在弱 酸位和中强酸中心位，具 有中等酸强度。
与Al/SBA-15的相比，其脱 附峰向高处漂移，这说明 添加稀土负载添加有利于 更强的酸中心位生成，但 酸量有明显的下降。
② 酯化反应所需催化剂的酸性 强于烷基化的，因此酯化反 应的产率较低；而烷基化反 应对酸度要求较低，中等强 度即可，同时，中等强度也 利于提高反应的选择性。
Ce-Al/SBA-15的Py-IR谱图
4. 结论
采用直接水热法合成了SBA-15，在SBA-15的基础上采 用浸渍法成功合成了RE-Al/SBA-15；
SBA-15分子筛
S B A-15分子筛-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSBA-15分子筛改性方法进展摘要：介孔分子筛SBA-15在分离、催化及纳米组装等方面具有很大的应用价值,可是由于存在化学反应活性不高等内在的缺点,大大限制了它的实际应用范围。
为实现介孔分子筛SBA-15的潜在应用价值,依靠化学改性来提高它的化学反应活性。
按照SBA-15负载组分的不同，SBA-15改性方法可分为：金属改性方法，酸改性方法，氧化物改性方法及其他改性方法。
关键词：SBA-15分子筛改性方法Abstract:Mesoporous molecular sieve SBA-15 in separation, catalysis and nano-assembly has great application value.However, because of its shortcomings,for example its chemical reactivity , its practical application is limited.To realise the potential application of SBA-15,we can increase its chemical reactivity through chemical modification . The modifided methods include modified method of metal,acid modification,Oxide modification and other methods.Keywords: Mesoporous molecular sieve SBA-15 modificationSBA-15具有较大的孔径（最大可达30 nm），较厚的孔壁（壁厚可达6.4 nm），因而具有较好的（水）热稳定性，在催化、分离、生物及纳米材料等领域都有广阔的应用前景，但由于它是纯氧化硅介孔材料，没有催化活性，需要负载活性组分。
改性介孔二氧化硅SBA-15及其衍生物
改性介孔二氧化硅SBA-15及其衍生物对U(VI)的吸附行为研究铀是核工业的重要组成部分，在核燃料和核废料中广泛存在。
其作为一种重要的并且具有较高自然放射性的元素，铀在人体内的积累会对人的健康造成严重的影响。
因此，我们需要研究从放射性铀废液中分离并去除铀的有效方法。
在众多方法中中吸附法因其简单，迅速，可重复性高等优点被广范研究。
本文使用SBA-15以及通过嫁接法以SBA-15为基质合成的SBA-15-RATP，SBA-15-2,4-二羟基苯甲醛，SBA-15-3,4-二羟基苯甲醛作为吸附剂，用静态吸附法研究了溶液中的pH值、吸附时间、固液比、离子强度、温度、U(VI)浓度对铀吸附的影响。
本文以SBA-15和SBA-15的衍生物SBA-15-RATP、SBA-15-2,4二羟基苯甲醛、SBA-15-3,4二羟基苯甲醛作为吸附剂，使用静态吸附法的研究方法研究了溶液中的pH值、固液比、离子强度、U(VI)浓度、吸附时间、温度对铀酰吸附作用的影响，并使用动力学模型（假一级动力学模型和假二级动力学模型）和热力学模型（朗格缪尔吸附模型和弗兰德里奇吸附模型）进行了拟合，计算出相应的动力学和热力学参数。
本文的实验结果如下：经过有机修饰后的SBA-15对U(VI)的吸附能力远好于有机修饰前。
经过有机修饰前后的SBA-15对U(VI)的吸附行为受pH值变化影响都很明显，并且在吸附过程中形成的化合物都是内圈配合物。
吸附动力学的研究说明，这四种吸附剂对U(VI)的吸附过程都符合假二级动力学模型。
固液比的增大提供了更多U(VI)的吸附位点，因此吸附率也随之增大。
离子强度较小时，随离子强度增大吸附率降低，但是随离子强度继续增大，吸附率几乎不受影响。
1.1我国能源现状及核能发展的未来展望1.1.1我国能源现状中国地大物博,能源资源丰富,据2006年中国统计年鉴的数据，全国主要能源的基础储量为:石油248972.1万t、天然气28185.4亿m3、煤炭3326.4亿t;但若以“人均拥有量”来衡量,中国却是资源贫瘠国,2006年人均石油储量1.9t,人均天然气储量2168m3,人均煤炭储量256t,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%,中国的人均资源储量远远低于世界水平。
功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究
功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究功能化有序介孔材料SBA-15的控制合成及其应用研究引言：功能化有序介孔材料SBA-15是一种具有颇高研究及应用价值的材料，其独特的孔道结构和表面性质赋予其出色的催化、吸附、分离等功能。
本文旨在介绍SBA-15的合成方法及其在催化和吸附领域的应用研究。
一、SBA-15的合成方法：SBA-15是一种有序排列的介孔材料，其合成方法主要有两种：硅胶模板法和硅胺法。
硅胶模板法是最常用的一种方法，首先选择一种适当的模板剂，像十六烷基胺（CTAB）或PEG等，然后加入硅源和酸性条件下的溶剂，通过水热反应形成SBA-15的有序孔道结构；硅胺法则是根据正硅酸乙酯和硫酸的反应生成一种硅胺中间体，而后再通过水热反应形成SBA-15。
两种方法都可以得到有序孔道的SBA-15材料，但前者更为常用。
二、SBA-15的表征与功能化方法：SBA-15的结构可以通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸脱附（BET）等手段进行表征。
透射电镜可以观察到其有序排列的孔道结构，X射线衍射则可以确定孔道的直径大小，而氮气吸脱附则可以测定孔道的比表面积和孔容。
功能化方法主要通过表面修饰或改性来赋予SBA-15特定的化学或物理性质，如在其表面引入功能基团，或通过金属离子的交换得到特定催化性能。
三、SBA-15的催化应用：由于SBA-15具有可调控的孔道结构和高比表面积，使其成为催化剂载体的理想材料。
将催化剂负载在SBA-15上可以提高其催化活性和选择性，并且有助于减少副反应的发生。
常见的负载在SBA-15上的催化剂有金属纳米颗粒、金属氧化物和酸性物质等。
以金属纳米颗粒为例，将其负载在SBA-15上可以制备出高效的催化剂，如铂负载SBA-15催化剂可应用于甲醇氧化反应，表现出优异的活性和稳定性。
四、SBA-15的吸附应用：SBA-15由于其大孔道结构和高介孔比表面积，使其成为吸附剂的理想材料。
介孔分子筛SBA15的研究进展
介孔分子筛SBA15的研究进展介孔分子筛SBA15是一种具有规则排列介孔结构的硅铝酸盐材料，由于其独特的孔道结构和良好的吸附性能而备受。
在众多工业领域，SBA15被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离膜等领域。
近年来，随着材料科学和纳米技术的迅速发展，SBA15的研究取得了显著的进展。
本文将介绍SBA15的制备方法、结构特点和应用现状，并展望未来的研究方向。
介孔分子筛SBA15的制备方法主要包括模板法、反模板法、无模板法等。
其中，模板法是最常用的制备方法，通过将硅源、铝源和模板剂混合加热，再经过脱模板和高温焙烧得到SBA15。
反模板法则是将已合成的SBA15作为模板，通过离子交换和热处理得到目标分子筛。
无模板法是通过调控反应条件，直接合成SBA15，但难度较大。
SBA15具有有序的介孔结构，孔径大小可在2-10纳米范围内调节，具有较高的比表面积和孔容。
介孔分子筛SBA15在很多领域都显示出了广泛的应用前景，如催化剂、吸附剂、分离膜等。
在催化剂领域，SBA15作为酸性催化剂，可用于裂化反应、异构化反应、烷基化反应等。
在吸附剂领域，SBA15对某些金属离子和有机物具有较好的吸附性能，可用于水处理、气体分离和有害物质的吸附。
在分离膜领域，SBA15具有较高的透水性和选择性，可用于分离水和有机溶剂。
然而，目前的研究还存在着一些不足之处。
SBA15的制备方法仍需进一步优化，以提高产率和纯度。
SBA15的应用领域还有待进一步拓展，尤其是在光电、储能等新兴领域的应用研究尚处于起步阶段。
对于SBA15的孔道结构和表面性质的研究仍需深入，以更好地理解其性能和应用。
本文采用模板法合成了介孔分子筛SBA15，并通过XRD、N2吸附-脱附等表征方法对其结构和性能进行了详细研究。
同时，利用原位红外光谱和量子化学计算等方法，对SBA15的表面性质和吸附机理进行了深入探讨。
通过调整模板剂的种类和浓度，成功合成了具有有序介孔结构的SBA15分子筛。
介孔材料SBA_15的功能修饰及其对水中铜离子的吸附
第17卷第8期江苏技术师范学院学报JOURNAL OF JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.17,No.8Aug .,20112011年8月0引言重金属离子是最受人们关注的水污染物之一，因为它们对人体健康和生态系统的危害极大。
去除水中重金属的方法包括沉淀法、混凝法、离子交换、反渗透法、电化学法和生物吸附法等。
1997年，Feng [1]和M ercier [2]分别报道利用巯基功能化介孔材料MCM -41吸附水中的汞等重金属离子，去除效果显著。
此后，国内外关于功能化介孔材料吸附重金属离子的研究开始成为热点。
Quintanilla 等[3]将氯基嫁接到SBA-15和M CM -41表面，用于吸附汞离子；Brown 和合作者[4]利用巯基介孔材料从含有Hg 2+、Cd 2+、Pb 2+、Zn 2+、Ni 2+等重金属离子的溶液分离出汞。
Liu 等[5]通过选择吸附实验发现含巯基的SBA-15对铜和汞有较好的选择吸附性。
国内也有学者对改性介孔材料去除重金属离子进行深入研究[6-7]。
以正硅酸乙酯为硅源，三嵌段共聚物P123为模板剂，采用水热法合成高度有序介孔材料SBA-15，利用后嫁接法将巯基和氨基负载到孔道表面，通过吸附实验，对两种功能化介孔材料吸附水中Cu 2+的能力进行比较和分析，旨在探讨和寻找吸附能力强、制备简单、成本低廉的功能化介孔氧化硅材料。
1实验部分1.1主要试剂正硅酸乙酯（TEOS ）；三嵌段共聚物P123(PEO 20PPO 70PEO 20)；3-巯基丙基三甲氧基硅烷(M PTM S )；3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS ）；硫酸铜；双环己酮草酰双腙。
以上试剂均为分析纯。
1.2介孔氧化硅材料的合成和修饰介孔氧化硅SBA-15的合成采用水热法[8-9]：将2.0g 模板剂P123溶于15mL 蒸馏水中，加入60mL 的2mol/L 盐酸，充分搅拌溶解；在40℃下，滴加正硅酸乙酯(TEOS)4.25g ，恒温搅拌24h ；将混浊乳液转移到有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中105℃静置晶化24h ；冷却至室温，洗涤，过滤，干燥；将产物置于马收稿日期：2011-08-07作者简介：顾爱军（1979-），男，江苏泰兴人，硕士，讲师。
介孔分子筛SBA-15的研究进展
Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences介孔分子筛SBA-15的研究进展Seminar-1报告人：栾友顺导师：徐恒泳研究员2005.10Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences介孔分子筛研究的背景和意义SBA-15的合成方法SBA-15的化学改性SBA-15在材料和生命科学领域的应用Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesDalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesDalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesDrying550℃CalcinationDalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of SciencesSBA-15的合成机理•SBA -15 的合成符合中性模板机理(S 0I 0) :用中性表面活性剂P123 (S 0) ,和中性无机硅物种( I 0) 通过氢键键合,不存在强的静电作用,并随硅烷醇的进一步水解、缩合导致短程六边形胶粒的堆积和骨架的形成5nm5nm 〔6〕〔9〕800m 2\gDalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences影响SBA-15结构的因素•有机物模版剂本身性质（化学结构、链长、官能团）和共溶剂的加入•模版剂与硅源的含量和比例•晶化条件（时间、温度）Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences加入DMF(二甲基甲酰胺)共溶剂[10]：孙锦玉,赵东元.高等学校化学学报2000Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences改变模版剂与硅源的含量〔11〕：Kohji Miyazawa ,Shinji Inagaki. Chem Comm ,2000Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Sciences改变晶化温度〔12〕：周丽绘等。
SBA—15介孔分子筛的改性及其催化性能研究_毕业设计论文
MCM-48
长链烷基二甲基铵、双子表面活性剂
TEOS、无定形二氧化硅
2-5
Ia3d
有序立方三维孔道
SBA
SBA-15
三嵌段共聚物(P123)
TEOS
P6mm
有序六方二维孔道
SBA-16
三嵌段共聚物(P127)
TEOS
4-30
P6mm
无序二维孔道结
HMS
HMS
长链伯胺
TEOS
2-10
P6mm
蠕虫状的孔道结构
本科毕业设计（论文）
题目
SBA-15介孔分子筛的改性及
其催化性能研究
学生姓名
学号
院（系）
专业
化学工程与工艺
指导教师
时间
2013年6月8日
摘要
介孔分子筛SBA-15具有较高比表面积、规则孔道结构及孔径易于控制、热稳定性和水热稳定性较好、表面易官能化等特点，在催化化学和吸附分离等领域有广阔的应用前景。当前，介孔分子筛的发展重点是催化方面的应用。运用恰当的修饰剂与适宜的修饰方法，对其进行功能化修饰是提高其催化性能的有效方法。
正是因为介孔材料的这些优良结构特性，使其被广泛应用在催化、吸附和分离、生物医学、化学传感器、环境保护和纳米材料合成等方面。
1.1.1
改性介孔分子筛SBA-15用于汽车尾气脱除的研究
性 的Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５ 催化剂， 并进行 结构 表征 和 脱除 氮氧 化物 的 活性 烧 ６ ｈ 得到产物 。
评 价 。 实验表 明 改性后 的样品保持 了Ｓ Ｂ Ａ～１ ５ 材料 的优 良介 孔 ２ ． ２ 催 化 剂的 表征 结构 ， 用铜 改性后 的催化 剂对 汽车尾 气的催 化 分解具 有更 高的
主 要 有 以下 两 种 ： 一 是 水热 合 成 法 ， 二是 微 波 辐 射法 。
其 中水 热合成 法将 一定 量的表 面活性 剂 、 酸溶 液和 硅源在 恒温
水 浴 中反 应一 段 时 间后装 釜 ， 然 后 在高 温下 晶化 ， 最 后去 除有 机 模板剂 得到介孔 氧化硅材 料 。
３结果与讨论
３ ． １ 评价结果与讨论
１ ． ２ Ｓ Ｂ Ａ 一 １ ５ 概 述
１ ． ２ ． １ Ｓ Ｂ Ａ－ １ ５的 特点 １ ９ ９ ８ 年 美 国加 州大学 的 Ｓ ｔ ｕ ｃ ｋ ｙ 等人 合成 了 Ｓ Ｂ Ａ － １ ５ 新 型的 硅 基 介孔分 子筛 。它具有 规整 的孔 道结构 ， 砰 ｌ １ ３ ７
化， 相 同温 度 下 Ｎ Ｏ和 ｃ ， Ｈ 的转 化 率 比 Ａ １ － Ｓ Ｂ Ａ －１ ５ 要高很多。 体系中， 在Ｃ ｕ － Ａ １ － Ｓ Ｂ Ａ －１ ５催 化 作 用 下 ， Ｎ Ｏ的 转 化 率 可 达 再 由图 ３ － ３ 可 以看 出 ， ３ ５ ０ 。 Ｃ以 后 ｃ ｕ 主 要以 ｃ ｕ 存在 ， 而此 温 度 １ ０ ０ ％， Ｃ ｕ － Ａ １ － Ｓ Ｂ Ａ －１ ５的 催化 性 能 优于 Ａ １ － Ｓ Ｂ Ａ－ １ ５ ， 对 于 ＮＯ ｘ 后 催化剂 活性 大幅提 高 ， 因此可 推断在这 一温 度区 间催化剂 活 的转化率大 幅提高 ， 其催化其 活性组分 主要为 ｃ ｕ 。 性 组分 为 ｃ ｕ 。这一 现象与 Ｃ ｕ — Ａ １ － Ｓ Ｂ Ａ －１ ５的 Ｈ 。 程序升 温还 原
介孔分子筛SBA-15的表面改性对脂肪酶固定化的强化作用
介孔分子筛SBA-15的表面改性对脂肪酶固定化的强化作用徐坚;杨立明;王玉军;骆广生;戴猷元
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2006(57)10
【摘要】@@ 引言rn脂肪酶可以催化酯水解或醇解、酯合成、酯交换、多肽合成及高聚物合成等多种有机反应,已被广泛应用于食品、精细化工及制药工业中[1].作为重要的生物催化剂,脂肪酶应用的有效性和经济性很大程度上取决于酶的固定化.
【总页数】4页(P2407-2410)
【作者】徐坚;杨立明;王玉军;骆广生;戴猷元
【作者单位】清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028
【相关文献】
1.介孔分子筛SBA-15的脂肪酶固定量分析测定 [J], 尚雁;李娜;覃小焕;鲁保旺;傅强
2.介孔分子筛SBA-15的功能化改性及酶固定化研究 [J], 梁国雷;李志宏;武继民;赵翔;关静
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4.氨基改性SBA-15介孔分子筛固定化双酶/环氧复合涂层的制备及其耐蚀性 [J], 陈晓蕊;鲁新;孙俊芝;刘芳;赵朝成
5.介孔材料SBA-15固定化脂肪酶的研究进展 [J], 黄卓楠
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介孔分子筛sba-15的乙基化修饰和表征
乙基化修饰是指在介孔分子筛SBA-15表面上通过化学方法将乙基基
团引入到其中，以改变其表面性质和功能。
乙基化修饰的SBA-15通
常被称为乙基化SBA-15。
乙基化SBA-15的制备方法包括湿法和干法两种。
湿法是在溶液中将SBA-15浸泡在乙基氯化钠溶液中，然后加热，使乙基基团与SBA-15
表面的羟基反应，生成乙基SBA-15。
干法则是将乙基氯化钠和SBA-15混合，再加热，使乙基基团与SBA-15表面的羟基反应，生成乙基SBA-15。
乙基化SBA-15的表征方法包括理化性质测试和表面分析。
理化性质
测试可以通过测定其热稳定性、溶解性、pH值、比表面积等指标来
评估其性质。
表面分析则可以使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、氢氧热重分析（TG-DTA）等技术来对乙基化SBA-15进行表征。
乙基化SBA-15具有良好的溶解性、分散性、加工性和热稳定性，因
此可以用于各种应用领域。
其中，乙基化SBA-15在纳米材料的合成和加工中有着广泛的应用。
例如，它可以用于制备纳米粒子、纳米纤维、纳米膜等纳米材料，也可以用于纳米材料的表面改性、载体材料的制备等。
此外，乙基化SBA-15还可以用于生物医学领域。
例如，它可以用于制备药物载体、药物监测器件、生物传感器等。
在材料加工领域，乙基化SBA-15也具有广泛的应用。
例如，它可以用于制备纳米复合材料、涂层材料、压敏材料等。
总之，乙基化SBA-15是一种具有多种应用前景的材料，在纳米材料、生物医学、材料加工等领域有着广泛的应用前景。
磁性氧化铁改性SBA-15及其在废水处理的应用
磁性氧化铁改性SBA-15材料及其废水处理实验方案前言SBA15是属于介孔分子筛的一种，它的合成是近年来兴起的又一项重要化工技术，其在催化、分离、生物及纳米材料等领域有广泛的应用前景，而其水热稳定性高等优势为催化、吸附分离以及高等无机材料等学科开拓了新的研究领域。
可以预见的是，随着对于SBA15的研究不断深入，这项成果必然在化工领域有着新的突破。
介孔分子筛SBA-15在分离、催化及纳米组装等方面具有很大的应用价值，可是由于存在化学反应活性不高等内在的缺点，大大限制了它的实际应用范围。
为实现介孔分子筛SBA-15的潜在应用价值，依靠化学改性来提高它的水热稳定性和化学反应活性成为现在面临的主要研究课题。
化学改性包括对材料骨架的修饰以及对孔道表面的功能化。
由介孔材料的表面化学性质研究可知，介孔氧化硅材料表面的硅醇键具有一定的化学反应活性，这是表面化学改性的基础。
通过对SBA-15表面有意识地进行各种不同的修饰，来满足现实应用中的不同要求。
1 实验仪器与试剂1.1 实验仪器50ml烧杯电子天平量筒马弗炉烘箱恒温水浴锅磁力搅拌器碱式滴定管带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜小角度X射线粉末衍射仪（XRD)透射电子显微镜(TEM) 振动样品磁强计(VSM)1.2 实验试剂去离子水非离子型嵌段聚氧乙烯醚-聚氧丙烯醚-聚氧乙烯醚(P123) 正硅酸乙酯(TEOS) 2mol/LHCl 硝酸铁溶液(分析纯) 标准苯酚溶液(分析纯)标准碳酸钠溶液(分析纯)2实验步骤2.1 SBA-15的制备以P123为模板，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，在酸性条件下合成纯硅SBA-15，其原料摩尔组成为P123:HCl:H2O:TEOS=0.017:5.88:197:1.具体合成步骤如下：称取2gP123与60ml 2mol/L的HCl和15mlH2O，在室温下搅拌使其溶解，然后加入4.25gTEOS，在38℃下搅拌1h，转入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，在100℃烘箱中静置晶化4h，冷却后抽滤，并用去离子水反复洗涤，40℃烘干后得到SBA-15样品原粉，550℃下焙烧1h得到纯硅的SBA-15介孔分子筛.2.2 Fe2O3/SBA-15样品制备称取一定量的SBA-15与Fe(NO3)3等体积浸渍1h，放入100℃烘箱静置晶化4h，然后等分为三份，分别在450℃、550℃、650℃下焙烧1h得到三种Fe2O3/SBA-15样品.2.3 Fe2O3/SBA-15的重复使用次数测定称取0.1g Fe2O3/SBA-15于一个50ml烧杯中再加入标准苯酚溶液20ml进行吸附，过一段时间后取出放入烘箱烘干后用磁铁进行解吸，解吸完后用被脱去Fe2O3的SBA-15按2.2步骤重新吸附上Fe2O3，然后再进行苯酚吸附和磁铁解吸实验.重复进行以上操作直至磁铁不能吸出Fe2O3粉末为止。