第三章-介孔分子筛
介孔分子筛的合成机理及孔径调节的方法
介孔分子筛的合成机理及孔径调节的方法摘要：介孔分子筛因其具有一系列独特性质而成为近年来材料研究的热点。
对介孔分子筛的分类、合成机理及孔径的调节方法进行了简要的介绍。
关键词：介孔分子筛；合成机理；孔径的调节中图分类号：O643 文献标志码：A 文章编号：1671-7953(2009)02-0110-03介孔分子筛是指以表面活性剂为模板剂，利用溶胶-凝胶、乳化或微乳化等化学过程，通过有机物和无机物之间的界面作用合成的一类孔径在2-50nm之间、孔径分布窄，且具有规则孔道结构的无机多孔材料。
1 介孔分子筛的分类介孔分子筛根据化学组成和介孔的有序性不同有以下分类方法。
1.1 按照化学组成分类按化学组成可分为硅基和非硅基组成介孔分子筛两大类，后者主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等，由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔分子筛开辟新的应用领域，展示出硅基介孔分子筛所不能及的应用前景。
但非硅组成的介孔分子筛热稳定性较差，经过煅烧，孔结构容易坍塌，且比表面积、孔容均较小，合成机制还欠完善，不及硅基介孔分子筛研究活跃［1］。
1.2 按照介孔是否有序分类按介孔有序性可分为无序介孔分子筛和有序介孔分子筛。
有序介孔分子筛是利用有机分子-表面活性剂作为模板剂，与无机源进行界面反应，以某种协同或自组装方式形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组装体，通过煅烧或萃取方式除去有机物质后，保留下无机骨架，从而形成多孔的纳米结构材料，在催化、吸附、分离及光、电、磁等许多领域有着潜在的应用价值［2］。
2 介孔分子筛的主要合成机理介孔材料出现后，人们提出许多机理解释介孔材料的形成，为各种合成路线提供理论基础。
在各种机理中，有一个共同的特点是：溶液中的表面活性剂引导溶剂化的无机前驱体形成介孔结构。
这些表面活性分子中存在亲水基和疏水基，为减少不亲和基之间的接触，溶液中表面活性剂分子通过自组装的方式聚集起来形成胶束，以降低体系的能量［3］。
介孔分子筛
介孔分子筛介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大表面积和三维孔道结构的新型材料。
介孔材料的研究和开发对于理论研究和实际生产都具有重要意义。
它具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔径单一分布，且孔径尺寸可在较宽范围变化；介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。
它的诱人之处还在于其在催化，吸附，分离及光，电，磁等许多领域的潜在应用价值。
介孔材料的分类按照化学组成分类，介孔材料一般可分为硅系和非硅系两大类。
硅基介孔材料孔径分布狭窄，孔道结构规则，并且技术成熟，研究颇多。
硅系材料可用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感等领域。
硅基材料又可根据纯硅和掺杂其他元素而分为两类。
进而可根据掺杂元素种类及不同的元素个数不同进行细化分类。
杂原子的掺杂可以看作是杂原子取代了原来硅原子的位置，不同杂原子的引入会给材料带来很多新的性质，例如稳定性的变化、亲疏水性质的变化、以及催化活性的变化等等。
非硅系介孔材料主要包括过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等。
由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示硅基介孔材料所不能及的应用前景。
例如：铝磷酸基分子筛材料中部分P被Si取代后形成的硅铝磷酸盐(silicon-aluminophosphate，SAPOs)、架构中引入二价金属的铝磷酸盐(metal-substituted AIPOs，MAPOs)已广泛应用于吸附、催化剂负载、酸催化、氧化催化（如甲醇烯烃化、碳氢化合物氧化）等领域。
内表面积大和孔容量高的活性炭，由于具有高的吸附量以及可从气液中吸附不同类型的化合物等特性已成为主要的工业吸附剂。
此外介孔碳制得的双电层电容器材料的电荷储量高于金属氧化物粒子组装后的电容量，更是远高于市售的金属氧化物双电层电容器。
二氧化钛基介孔材料具有光催化活性强、催化剂载容量高的特点，其结构性能和表征方面的研究颇多。
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。
表面化学(介孔分子筛)
二、介孔材料的优越性质
具有高度有序的孔道结构 孔径呈单一分布 可以具有不同的结构、孔壁组成和性质 无机组分的多样性 高比表面，高孔隙率
三、介孔分子筛的合成
水热合成法 室温合成 微波合成 湿胶合成法 相转变法 非水体系中合成等方法 。
介孔分子筛材料的合成流程图
介孔机构生成机理
液晶模板机理 协同作用机理
广义模板机理等
液晶模板机理
下图是Moil公司科学家提出液晶模板机理，
协同作用机理
四、介孔分子筛的应用
在化工中的应用 催化剂、化工分离、高分子合成 在生物和医药中的应用 酶和蛋白质等的固定和分离 在环境保护中的应用 降解有机废物、气体吸附剂、水质进化 等
介孔分子筛
内容提要
1 2 3 4
简介
优越性
合成
应用
一、介孔分子简介
18世纪中叶，人们通过对天然沸石（硅铝酸盐）的 研究，提出了”分子筛”的概念 。
按孔径大小分为三类，其中介于2nm~50nm之 间的称之为介孔分子筛。 1992年，Mobil石油公司的科学家合成了介孔 系列材料M41S 该系列材料包括六方状的MCM一41、立 方状的MCM一48和层状的MCM一50等
介孔分子筛催化剂解读ppt课件
➢ 用可生物降解的非离子表面活性剂为模板剂，在中性条件下， 合成了 MSU
➢ HMS 代表 Hexagonal Mesoporous Silica（六方介孔氧化 硅）
➢ MSU 代表 Michigan State University material（密歇根州
立大学材料）
➢ 20世纪50年代，沸石的人工合成工业化
➢ 20世纪60年代，第一代分子筛催化剂
微
A型、X型、Y型、M型
孔
分
➢ 20世纪70年代，第二代分子筛催化剂
子
以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛 筛
➢ 20世纪80年代，第三代分子筛催化剂
磷酸铝（AlPO4）系分子筛 钛硅（TS）分子筛
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将Ti, Zr,
➢ 杂原子的氧化-还原能力 氧化-还原催化反应活性中心 稳定性的变化、亲疏水性质的变化、以及催化活性的
变化等等
➢ 硅系材料可于用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感 等领域
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火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
➢ 用不同尺寸的表面活性剂分子作为模板剂 ➢ 孔道的尺寸可在1.5-10nm之间变化
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火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
MCM-41
• containing three or more low angle peaks (below 10° 2θ)
介孔分子筛的制备及纳米ZnO团簇的组装的开题报告
介孔分子筛的制备及纳米ZnO团簇的组装的开题报告一、研究背景介孔分子筛是指具有高度有序的孔道结构及较大孔径的分子筛材料。
具体而言，介孔分子筛指孔径在2-50 nm之间，孔壁厚度为数纳米的分子筛材料。
由于具有良好的化学稳定性、较大的比表面积和孔容、优异的分子识别性和催化性质等优点，在催化、吸附、分离、储氢、光催化等领域有着广泛的应用。
纳米ZnO团簇是由数个ZnO纳米颗粒形成的群体，具有较大的表面积和丰富的表面活性位点，可以应用于吸附、光催化、电子学等领域。
因此，纳米ZnO团簇催化剂具有广泛的应用前景。
然而，团簇的制备及组装过程需要对介孔分子筛的催化性能进行合理设计和优化，以获得理想的催化效果。
二、研究目的本研究旨在制备介孔分子筛及其与纳米ZnO团簇的组装，并研究其在光催化等方面的应用。
具体目标如下：1.制备孔径为2-50 nm、孔壁厚度为数纳米的介孔分子筛。
2.制备纳米ZnO团簇，并将其组装在介孔分子筛内。
3.研究介孔分子筛复合催化剂的光催化活性、光稳定性等性能，并探讨其光催化机理。
三、研究方法1.合成介孔分子筛：采用溶胶-凝胶法或硅烷水解法合成介孔分子筛材料，并通过XRD、TEM、N2吸附等手段对其孔道结构和形貌进行表征。
2.制备纳米ZnO团簇：采用水热法、化学沉淀法或溶胶-凝胶法等方法制备纳米ZnO团簇，并通过TEM等手段对其形貌和大小进行表征。
3.组装过程：将制备好的纳米ZnO团簇组装到介孔分子筛内，通过XRD、TEM等手段对复合材料的结构和形貌进行表征。
4.光催化性能测试：采用可见光催化分解染料等实验，对介孔分子筛复合催化剂的光催化活性、光稳定性等性能进行评估，并探讨其光催化机理。
四、研究意义本研究可实现介孔分子筛与纳米ZnO团簇的有机组合，构建出新型光催化剂，并在有机废水处理等方面具有重要的应用价值。
同时，此研究可促进介孔分子筛的结构设计和优化，为制备具有高性能的光催化剂提供有力支撑。
介孔分子筛中的10晶面
任务名称：介孔分子筛中的10晶面一、介绍介孔分子筛材料是一类具有特殊微孔结构的材料，它们的孔径范围在2至50纳米之间。
这些材料由于其独特的孔道结构和表面特性，在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用前景。
本文将重点探讨介孔分子筛中的10晶面，研究介孔分子筛中10晶面的结构特点、表面性质以及其在催化领域中的应用。
二、介孔分子筛的结构介孔分子筛是由无定形或有机-无机杂化物组成的纳米颗粒经过疏水剂辅助的硬模板法制备而成。
其主要组成部分是硅酸盐或氧化铝等无机物。
介孔分子筛的孔道直径可以调控，可以制备出不同的孔径分布。
介孔分子筛通常具有高比表面积和大孔径，这使得其在催化等领域表现出良好的性能。
三、10晶面的结构特点10晶面是指介孔分子筛晶体中的一种晶面，其表现出六方柱的结构。
10晶面的间隙大小适中，具有较好的吸附性能和反应活性。
10晶面在介孔分子筛中扮演着重要的角色，其结构特点对于催化反应起到关键的影响作用。
四、10晶面的表面性质10晶面的表面性质是指其在化学反应中的表现和相互作用。
10晶面的高比表面积使其具有较大的吸附容量，能够吸附更多的反应物分子。
此外，10晶面的结构也使其具有较高的反应活性，能够加速化学反应的进行。
五、10晶面在催化领域的应用1. 有机化学反应催化剂10晶面的结构特点使其在催化领域中具有广阔的应用前景。
目前已经有研究发现，10晶面具有催化酯化、氧化还原等有机化学反应的能力。
10晶面作为催化剂，能够提高催化反应的速率和选择性，降低反应温度和反应条件，提高催化剂的寿命。
2. 水处理领域10晶面具有较大的孔径和较高的吸附能力，可以用于水处理领域。
研究表明，10晶面可以有效去除水中的重金属离子和有机污染物，具有很好的吸附性能。
10晶面还可以用于水中的离子选择性吸附和分离。
因此，10晶面在水处理领域有着潜在的应用价值。
3. 催化剂载体介孔分子筛材料具有较高的比表面积和孔容量，因此可以作为催化剂的载体。
介孔分子筛的催化应用
介孔分子筛的催化应用及前景Xxx(xxxx大学,理学院,南京210000)摘要：本文简要介绍介孔分子筛的定义、应用现状、现阶段分子筛作为催化剂的缺点及发展前景。
关键词：介孔分子筛；催化作用；应用中图分类号：TQ324.9 文献标识码：A 文章编号：1000-0000（2013）介孔分子筛，是指孔径在2～50 nm、孔分布均匀且具有规则孔道结构的无机多孔材料。
通常以表面活性剂为模板剂，利用溶胶－凝胶、乳化或微乳化等化学过程，通过有机物和无机物之间的界面作用进行合成。
由于孔径较大且可调节，适合于一些较大分子的催化转化；具有很大的比表面（≈ 1000m2/g），可以作为优良的催化剂载体，经过优化合成条件或后处理，具有很好的热稳定性和水热稳定性[1]。
1992年Mobil科研人员报道了有序介孔材料M41S的合成, 为制备介孔催化剂提供了基础[2]。
与微孔分子筛相比，介孔分子筛具有可调的、较大的孔径和大的表面积，可在催化材料和载体、传感器、吸附剂以及化学组装和分子器件等方面有着广泛的用途，但对材料均具有一些特殊属性的要求，如表面缺陷、界面性能、立体构型、电子密度和酸性等。
纯氧化硅介孔分子筛因孔壁为无定型，因而水热稳定性较差；由于硅氧四面体为一电荷平衡体系，因此纯硅的骨架中晶格缺陷少，表面酸中心浓度低且酸性很弱；氧化硅不具有氧化还原性能等。
因此纯硅的介孔分子筛通常不能直接用作催化剂，对介孔分子筛进行功能化改性，使其具有一定的催化活性。
为此，国内外学者对此开展了大量的研究工作，包括对纯硅的分子筛进行杂原子取代、有机－无机嫁接（杂合）和负载化制备等。
通过功能化制备，使其具有强酸中心或氧化还原中心，从而获得较高的催化活性。
1 介孔材料的应用现状介孔分子筛现今的应用主要表现在作为酸中心的催化剂方面，介孔分子筛作为酸催化剂主要用于石油加工过程，由于MCM-41分子筛具有较大的比表面积和较高的吸附容量因而它对芳烃烷基化、烯烃齐聚及渣油裂化反应具有独特的催化性能，将它用于催化Friedel-Crafts烷基化反应,对于大分子2,4-二叔丁基酚用肉桂醇的烷基化以及醇类和酚类的四氢呋喃烷基化中,小孔分子筛只有很低的催化活性,而在MCM-41介孔分子筛上的转化率则在60%以上，Corma等报道MCM-22对于短链烯烃与苯的烷基化反应也有很强的催化性能和选择性,与β沸石相比,它具有类似的活性和较好的稳定性。
介孔分子筛种类
介孔分子筛种类一、介孔分子筛的概述介孔分子筛是一种具有高度有序孔道结构的材料，具有大孔径、大比表面积和高孔隙度的特点。
这使得介孔分子筛在吸附、催化、分离和药物释放等领域具有广泛的应用前景。
二、SBA-15SBA-15是一种典型的介孔分子筛材料，具有均匀的孔道结构和可调控的孔径大小。
由于其高比表面积和大孔径特点，SBA-15常被用于催化剂的负载、药物传递系统和气体吸附等领域。
例如，SBA-15可以作为载体来固定金属催化剂，提高催化反应的效果。
此外，SBA-15还可用于制备具有控释性能的药物释放系统，通过调节孔径和孔道结构，实现药物的缓慢释放。
三、MCM-41MCM-41是另一种常见的介孔分子筛材料，具有有序的孔道结构和可调控的孔径大小。
MCM-41的孔径相对较小，通常在2-10纳米之间。
MCM-41具有良好的热稳定性和催化活性，因此在催化剂制备和催化反应中得到广泛应用。
此外，MCM-41还可用于吸附和分离领域，例如可以用于去除水中的有机污染物、分离杂质等。
四、SBA-16SBA-16是一种具有立方对称孔道结构的介孔分子筛材料，相比于SBA-15，SBA-16的孔道结构更为有序。
由于其孔径可调控的特点，SBA-16常被应用于催化剂负载、分离和储能等方面。
例如，SBA-16可以用作催化剂的载体，提高催化反应的效果。
此外，SBA-16还可用于气体分离，通过调节孔径和孔道结构，实现对不同大小分子的选择性吸附。
五、MSU-XMSU-X是一种具有均匀孔道结构的介孔分子筛材料，其孔径大小可调控。
由于其较大的比表面积和孔容量，MSU-X在催化剂负载、吸附和分离等领域有着广泛的应用。
例如，MSU-X可以用于制备高效的吸附剂，用于去除水中的重金属离子等有害物质。
此外，MSU-X 还可以用于制备具有分子选择性的催化剂，提高催化反应的效果。
六、总结介孔分子筛材料具有大孔径、大比表面积和高孔隙度的特点，广泛应用于催化、吸附、分离和药物释放等领域。
介孔分子筛的制备-摘录
2.2. Synthesis of MCM-48 using CTAB/SDS mixed system as template 1The typical synthetic procedure of mesoporous silica is as follows:certain amount of CTAB was dissolved in deionized water. Once thereagent was dissolved, SDS and NaOH were added. The reagents above were well mixed at 308 K under magnetic stirring. Then TEOS was drop wisely added into the solution under vigorous stirring at the same temperature. After stirring for 2 h, the resulting syntheticgel was heated under static hydrothermal conditions at 373 K in astainless steel autoclave for 72 h. The precipitated products werefi ltered, then washed with deionized water to neutral and dried inair at 333 K overnight. Then the as-synthesized samples werecalcined at 823 K (1 K /min) for 6 h to remove the template. Themolar composition of the initial gel mixture was SiO2:CTAB:SDS:NaOH:H2O=1:0.152:0.025:0.5:62.2With reference to the acidic synthesis conditions reported in Refs. [8] and [9], the molar ratio of surfactant [CTAB] to silica source [TEOS] was fixed at 0.10, which is about 1/4–1/6 of that in the hydrothermal synthesis. Gel molar composition of the mixtures is 10TEOS:1CTAB:1HCl:170H2O. The following is a typical preparation procedure. CTAB surfactant (2 g) was added into hydrochloric acid ([H+]=1 mol/l) under vigorous stirring, ultrasonic irradiating (frequency=40 kHz, power=250 W) at 303 K. After homogenizing, TEOS (11 ml) was dropwise added into the surfactant solution under ultrasonic irradiation for 20 min, and then the solution was quiesced for 5 hours (h) at 293 K and then the precipitated product was filtered, washed thoroughly with water, dried in an oven at 373 K for 12 h, and finally calcined in air for 6 h at 853 K.In order to study the influence of different synthesis conditions on the sample structure and properties, various conditions including ultrasonic irradiation power (P =100–250 W), irradiation time (t = 0–80 min), solution temperature (T = 293–353 K), solution acidity ([H+]=0.1–4 mol/l) in HCl and quiescent time (Q ? 0–55 h) were chosen and their effects were examined during the synthesis process.In a typical synthesis of mesoporous MCM-41 molecular sieve, 0.5g CTAB were added to 96mL of deionized H2O under stirring. After the solution turned clear, 34mL of ethanol was added and then 10mL of aqueous ammonia solution was added to the system and it was allowed to mix for 5min. After that, 2.0mL of TEOS was poured into the solution immediately under stirring. Stirring was continued for 3h at room temperature. The solid product was recovered by filtration and dried at room temperature over night. The CTAB was removed from the composite material by calcining the sample at 540 oC for 9h.介孔分子筛的制备：方法13：将25g硅酸钠用30ml蒸馏水溶解。
介孔分子筛合成综述
介孔分子筛合成综述材料101 白志文 051002101摘要：简述了聚合物基介孔分子筛复合材料的研究动态，介绍了聚合物基介孔分子筛复合材料的制备方法和介孔分子筛在聚合物基体中的分散技术，综述了环氧树脂基介孔分子筛复合材料、聚烯烃基介孔分子筛复合材料及其它树脂基介孔分子筛复合材料的研究进展．展望了聚合物基介孔分子筛复合材料的发展方向。
1 引言介孔材料具有可调的孔径、可控的形貌及结构组成等，一经问世便受到广泛关注。
由于介孔材料具有独特的性能，可应用于催化、分离、吸附、传感、电极和药物释放等许多领域，近十几年来，介扎材料的功能化应用研究非常活跃。
研究发现，介孔材料孔道表面含有丰富的羟基，通过化学修饰将功能性基团引入孔道，实现其功能化。
将功能性高分子引入介孔的孔道内，得到介孔主体一有机纳米客体的组装体系。
由于主客体间的耦合作用，这种体系可以用作新型功能材料。
按照这个思路。
在介孔材料孔道中引入功能性高分子可得到功能性材料，如果在介孔材料孔道中引入通用型高分子就可形成有机一无机互穿网络结构，从而制备出聚合物基介孔分子筛复合材料。
这种制备方式有效解决了聚合物基纳米复合材料中无机粒子的分散和两相间的界面相容性问题，近年来相关的研究工作正在引起关注。
本文主要综述了聚合物基介孔分子筛复合材料的研究情况，介绍了聚合物基介孔分子筛复合材料的制备方法、介孔分子筛在树脂基体中的分散技术、应用情况和发展方向。
2 介孔分子筛复合材料的制备使聚合物分子链进入孔道并与介孔材料内外表面基团形成有效的价键结构和较为稳定的有机一无机互穿网络结构。
为达到上述日的，该领域科技工作者在复合材料制备过程中做了以下的研究工作。
2．1 原位分散聚合法原位分散聚合法是指将介孔分子筛与单体、固化剂、溶剂等混合．通过搅拌和超声波辐射等技术使介孔分子筛均匀分散于体系中．然后进行聚合反应，制备出聚合物基介孔分子筛复合材料。
该方法既有利于介孔分子筛的均匀分散．同时聚合物单体体积小，进入介孔材料的孔道相对较容易。
介孔分子筛
最终损失过多，现有试验仪器无法得到很高的柴油 产率
皂化值 酸值
地沟油 纯化 纯化地沟油
脱胶
比 较
皂化值 酸值
脱色
生物柴油
地沟油纯化过程： • 首先对地沟油脱胶脱色，脱胶除去磷脂，脱色防止催化剂 中毒。 • 对滴定过程中需要的标准溶液配制，以及标定，通过滴定 获得中性乙醇。 • 对地沟油通过滴定进行酸值和皂化值的测定，最终计算油 的相对分子质量。 生物柴油的制备阶段： • 反应阶段，通过以上测定得出的地沟油相对分子质量，加 入适当摩尔比的甲醇，水浴加冷凝管反应。 • 负压蒸馏甲醇 • 抽滤催化剂 • 分液漏斗出去甘油
H2O+HCl+P123+40℃搅拌2小时 缓慢滴加TEOS 在35℃搅拌24小时 在高压釜内晶化24h 抽滤，烘干
程序升温至550℃，焙烧5小时S NhomakorabeaA－15
其中：P123:H2O:HCl(2M):TEOS=2:15:60:4.25
制备SBA-15原粉时存在的问题以及总结：
第一步中选用低浓度P123，低浓度组装速率 低，有利于有序度的提高，但需高于CMC,温 度要求高于室温即可，采用快搅，旨在溶解 P123。 水热反应，温度要求在CMT和CP之间，同样 要求低温，因此选用35℃ 反应釜晶化，形成粒径较大的晶体，时间越长 越好。温度在100℃即可 抽滤优于过滤，过滤时容易结块。 马弗炉煅烧旨在烧掉P123，使其形成介孔， 选用550℃，但温度过高又使介孔结构破坏， 同样，采用程序升温防止其结构破坏。 重在探讨水热反应机理
H20+HCl+P123+35℃搅拌30分钟
缓慢滴加TEOS，再加入含金属粒子的溶液
继续搅拌24h，得乳白悬浊液 在自压釜内晶化24h
介孔分子筛的制备方法、性能
4、KIT-6的应.3 常见多孔材料的孔分布
常见多孔材料的孔分布比较
1、介孔分子筛简介
• 1.4 M41S微观结构
M41S系列介孔材料结构简图
1.5 SBA-6的三维结构
SBA－6的三维结构
2、KIT-6的合成
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 KIT系列简介 KIT-6的合成原料 KIT-6的合成方法 合成的KIT-6表征
2.1 KIT系列简介
该系列由Ryoo 等人合成。其中，KIT-1 是 一种结构无序的介孔氧化硅材料。KIT-6 是在 Pluronic P123（EO20PO70EO20）导向下，通过 添加正丁醇而得到的具有立方孔道结构(Ia3d) 的介孔氧化硅材料。
2.2 KIT-6的合成原料
实验所需主要原料: 三嵌段共聚物表面活 性剂P123，分析纯；浓盐酸，分析纯；正硅 酸乙酯，分析纯
3.1.2 催化剂性能
从图中可以看到， 以各催化剂降解甲基橙 完毕的反应时问长短为 考核指标，其光催化活 性顺序为：Ag-TiO2／KIT-6 >Ag-Ti02>Ti02／KIT-6>TiO2
3.2 La掺杂的KIT-6介孔分子筛
3.2.1 材料来源
合成母液的摩尔比为Si02：P123：HCl：La：B： BuOH：H20=1：0．017：1．83：x：1：1．31：195， 通过调节母液的pH值来合成不同La含量的La-KIT-6-X 和LaB-KIT-6-X介孔分子筛(x为合成母液中的La／Si摩 尔比)。
3、KIT-6的性能
3.1 Ag-TiO2/KIT-6复合纳米光催化剂 3.1.1 催化剂来源 以有序介孔SiO2(简称KIT-6)为载体， 采用钛酸丁酯水解法将纳米TiO2与KIT-6复合， 并通过沉积沉淀法将纳米Ag粒子负载于其上， 制得Ag-Ti02／KIT-6复合光催化剂。
介孔分子筛的制备方法、性能
2.6改进型催化剂的表征
2.4铁溶出量对比
•催化剂铁溶出量减少，降低二次污染的可能 •在催化过程中大量减少铁的用量
3、催化效果对比
•实验以改性SBA-15负载羟基氧化铁作为研究 对象，选用实验室配置的硝基苯溶液为检测 目标，投加改进型催化剂，在反应器中进行 臭氧催化氧化降解硝基苯溶液的实验，通过 检测剩余硝基苯的含量，来确认改进型催化 剂合成的最优条件。
2.4陈化过程中pH的影响
•合成SBA-15 的反应釜陈化过程的pH 在2 以下， 但臭氧催化氧化中负载物羟基氧化铁起到主 要作用，实验在陈化过程中控制pH 在7-11。 •改进型催化剂制备的陈化过程主要是羟基与 铁、硅在高压的环境中相互作用，并进行部 分替换与结合，形成一种稳定形态结构。
2.5陈化过程中温度的影响
介孔分子筛的制备与改性
报告人:崔璨
1、介孔分子筛简介
1.1 什么是介孔分子筛
介孔材料就是孔径在 2-50 nm 的材料，介 孔就是介于微孔和大孔之间。
1.2 介孔分子筛的种类
M41S 系列、 HMS 系列、 MSU 系列、 KIT 系列、 FDU 系列、 AMS 系列、 MCM 系 列、SBA 系列
1、介孔分子筛简介
• 1.3 常见多孔材料的孔分布
常见多孔材料的孔分布比较
• 1.4 M41S微观结构
M41S系列介孔材料结构简图
2、SBA-15的合成
• • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 KIT系列简介 KIT-6的合成原料 KIT-6的合成方法 合成的KIT-6表征
2.1 SBA-15简介
介孔分子筛固载keggin结构钼钨磷杂多酸的制备及表征
介孔分子筛固载keggin结构钼钨磷杂
多酸的制备及表征
介孔分子筛固载Keggin结构钼钨磷杂多酸是一种具有良好催化性能的材料，在化学催化和材料科学等领域具有广泛的应用。
其制备方法和表征主要包括以下几个步骤：
1. 介孔分子筛的制备：常用的介孔分子筛有SBA-15、MCM-41等。
制备方法一般是通过溶胶-凝胶法或水热法，在适当的条件下合成介孔分子筛。
2. 钼钨磷杂多酸的制备：钼钨磷杂多酸是一种多酸酸化合物，其制备方法可以通过溶液反应、气相反应、固相反应等多种方法。
其中，以Keggin结构为代表的钼钨磷杂多酸是一种较为常见的形式。
3. 固载过程：将制备好的介孔分子筛与钼钨磷杂多酸进行固载。
一般方法是将钼钨磷杂多酸溶解在溶剂中，将介孔分子筛浸泡在其中，经过干燥和高温煅烧，即可得到固载的介孔分子筛-钼钨磷杂多酸复合物。
4. 表征：对于制备好的复合物进行表征，可以采用多种手段，包括X射线衍射、氮气吸附-脱附、透射电子显微镜等。
其中，X射线衍射可以用来确定复合物的结晶性、晶体结构等信息；氮气吸附-脱附可以用来表征复合物的孔隙结构和比表面积等；透射电子显微镜可以用来观察复合物的形貌和微观结构。
总的来说，介孔分子筛固载Keggin结构钼钨磷杂多酸的制备和表征是一个复杂的过程，需要综合运用多种化学、物理手段进行分析和表征。
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MCM-50；
MCM 为 Mobil 公司合成的孔材料的系列名称，
Mobil Composite of Matter
8
molecular sieves science and technology Synthesis Vol.1 1998 Springer
The Synthesis and Properties of M41S and Related Mesoporous Materials
be assigned to the Ia3d space group.
16
MCM-48
17
MCM-48
The structure of MCM–48 has been proposed to be bicontinuous with a simplified representation of two infinite three-dimensional, mutually intertwined, unconnected networks of rods as initially proposed by Luzzatti
国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义： 介孔材料就是孔径在 2-50 nm 的材料， 介孔就是介于微孔和大孔之间。
5
＜2nm
2-50nm
6
7
1992 年，Mobil 的科学家们（Kresge等）
制备出孔道均匀、孔径可调的介孔M41S，
该材料包括： MCM-41；
MCM–48；
28
FSM-16 ：
Yanagisawa等和 Inagaki等 使用与M41S家族相同的模板剂 用层状kanimite 为原料制备 与 MCM-41 结构相似 FSM代表Folded Sheets Mesoporous Material
29
HMS 和MSU
1995 年，Pinnavaia 在中性条件下，以伯胺为模板剂， 依靠氢键相互作用， 合成出规则孔道，孔壁较厚的 HMS ； 用可生物降解的非离子表面活性剂为模板剂，
介孔分子筛 Mesoporous Materials
1
介绍几篇参考文献
1、MCM-41中孔分子筛研究进展， 石油大学学报(自然科学版)，2003，27，126； 2、介孔分子筛研究新进展 化学研究与应用，2004，16，601； 3、用表面活性剂合成介孔分子筛的新进展 精细石油化工，2004，（5），61；
在中性条件下，合成了 MSU HMS 代表 Hexagonal Mesoporous Silica ； MSU 代表 Michigan State University material
30
突破了只依靠正负电荷的相互作用合成介孔分 子筛的方法，
把氢键作用的思维引入到介孔分子筛合成 使介孔分子筛的合成思路得到拓宽。
2
4、From Microporous to Mesoporous Molecular Sieve Materials and Their Use in Catal, 2373-2419
Avelino Corma
3
5、 Advances in Microporous and Mesoporous Solids Highlights
C.T.Kresge
9
10
MCM-41
MCM–41 exhibits an X-ray diffraction pattern (XRD)
containing three or more low angle peaks (below 10° 2θ)
that can be indexed to an hexagonal hk0 lattice
of Recent Progress
Advanced Materials，2003，15，763；
6、Ordered Mesostructured Materials with Optical Functionality
Chem.Phys.Chem,2000,1,89；
7、Advances in Mesoporous Molecular Sieve MCM-41
18
19
MCM-50
20
MCM-50
21
MCM-50
22
23
24
25
26
2、介孔分子筛分类
27
The M41S family
hexagonal unit cell MCM–41 (two dimensional, p6m),
cubic structures MCM–48 (three dimensional, Ia3d) lamellar structures MCM–50 which is a post-stabilized lamellar material.
12
MCM-41
MCM-41属于六方相 含有规则的二维孔道阵列,
Possible Structure
用不同尺寸的表面活性剂分子作为模板剂， 孔道的尺寸可在1.5-10nm之间变化
13
14
15
MCM-48
The X-ray diffraction pattern consists of several peaks that can
This particular sample has a unit cell of approximately 46 Å
11
Lattice Image
MCM-41
透射电镜 transmission electron micrograph (TEM) the uniform honey-comb like structure with a repeat of approximately 50 Å
Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 2075-2090
8、A review of zeolite-like porous materials Microporous and Mesoporous Materials 37 (2000) 243–252
4
1、什么是介孔分子筛？