论文部分内容阅读
介孔分子筛的孔径大小在2-50nm范围内可调，由于其窗口传输效应，在其孔道内可以固定大体积的活性组分，有利于反应物和产物扩散，故非常适合于催化大分子原料的各种有机合成反应。介孔分子筛家族与经典的微孔沸石分子筛相比，它们不仅具有较大的孔径，而且具有较大的比表面积和有序、规整的多维孔道结构，使得在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离、尤其是催化反应中发挥重要作用。但介孔分子筛材料与传统的微孔沸石相比也有其局限性，主要表现在：酸性较弱；孔壁处多于无定形状态，造成了水热稳定性相对较低。为此，在催化化学反应中单独使用介孔分子筛其催化效果并不理想。近年来国内外许多学者将金属或其氧化物等具有改善催化效果的活性组分引入介孔分子筛的骨架、或采用内表面修饰、锚定以及组装等方法到结合到介孔分子筛中,形成具有纳米尺度的均匀稳定的“主客体材料”。由于其主、客体间的主客体效应以及客体材料可能具有的量子尺寸效应、小尺寸效应等使得介孔分子筛自身的优势在催化选择性氧化或聚烯烃裂解等酸催化反应等催化领域中得到了广泛的应用。本文旨在研究过渡金属负载V-SBA-15后其光催化活性的改变。论文的主要工作及结果如下：1．铁系金属-V-SBA-15的合成及应用首先以三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)作为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源，在酸性条件下用水热法合成了介孔分子筛SBA-15，再加入适当的铁源和钒源进行水热直接合成铁系金属、钒双金属取代的SBA-15分子筛。通过XRD、SEM、N2吸附-脱附等技术表征，证实了该材料具有高度有序的二维六方结构。在以双氧水为氧化剂的苯羟基化反应中铁、钒双金属取代的SBA-15分子筛表现出很高的催化活性，尤其是铁/钒等于5时催化活性达到最大值。2． Ⅱ B-V-SBA-15的合成及应用采用介孔材料V-SBA-15为载体，制备Cd-V-SBA-15、Zn-V-SBA-15双金属取代介孔催化剂。在以过氧化氢为氧化剂的苯羟基化反应中双金属取代的SBA-15分子筛表现出相抑制的催化活性。并通过N2吸附-脱附等温曲线、粉末X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见漫反射等方法对修饰的载体及其负载过渡金属催化剂进行了表征。结果表明，双金属取代后SBA-15骨架的六方介孔结构仍保持其高度的有序性，但随着ⅡB金属含量的增多，其光催化活性逐渐降低。