论文部分内容阅读
本论文主要研究了二元金属掺杂的六方介孔氧化硅复合材料的主-客体组装技术及其结构和N2吸附特性,并初步探讨了其在卷烟降焦减害方面的应用。 在水-乙醇-异丙醇三元溶剂体系中室温合成了HMS介孔材料,比较了两种方法脱除模板剂的优劣,并探讨了HMS合成的主要影响因素及六方介孔结构组装的物理化学过程。当反应体系组成为:n(正硅酸乙酯):n(十二胺)=4:1,V(异丙醇):V(水):V(乙醇)=1.0:8.5:5.0(其中n——摩尔,V——体积)时,采用乙醇萃取法脱除模板剂后的样品具有“wormhole”介孔结构。助剂——异丙醇加入后增大了介孔孔径,BJH平均孔径为4.5nm,BET表面积为933.4m2/g,孔容1.038cm3/g。模板剂的脱除采用乙醇萃取比高温焙烧要好。 采用原位掺入法和合成后组装法制备了Ce/HMS介孔材料,并对其结构和性能进行了对比研究。两种方法掺入Ce后样品均具有HMS的基本特征,Ce掺杂后遏止了无机骨架的收缩,使介孔氧化硅的热稳定性有所提高。合成后组装法是制备金属掺杂介孔材料的较好途径。 采用原位掺入法一步合成了Ce,Al/SiO2超微孔材料,并考察了Al、Ce掺入后的水热稳定性。采用合成后组装法和浸渍法两步合成了Pd/Ce-HMS介孔材料,对比研究了Pd物种在两种载体上担载后样品的介孔结构和微观形貌。结果表明,Al、Ce掺杂后改善了氧化硅材料的水热稳定性。将Pd担载到纯HMS上只能得到微孔材料,而担载到Ce/HMS上却能得到骨架规整的介孔材料。CeO2的存在促进了Pd物种在载体上的分散度。 以Pd担载介孔复合材料作为滤嘴添加剂,当添加量为2.3%时,试验卷烟烟气中焦油含量8.44mg/支,CO含量12.6mg/支,与对照卷烟(焦油15.99mg/支、CO13.8mg/支)相比,焦油和CO分别降低46.9%和8.7%,并且试验卷烟感官质量基本保持不变。