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无机中空微囊因其可以用于药物缓释、择形催化、吸附分离和光电材料等领域而备受关注。目前合成无机中空微囊方法主要分为模板法和无模板法,无模板法需针对某一体系开发各自的合成条件,模板法需采用经复杂步骤或昂贵原料制得软模板或预先制备好并在合成后要去除的硬模板。尚缺少通用简单且无需事先制备模板和合成后去除模板即可制备无机中空微囊的方法。本文采用常见的油菜花粉为模板,通过简单添加,制备了多种中空微囊,并采用多种表征手段进行表征,详细考察了油菜花粉对ZSM-5形貌和催化性能的影响。主要研究内容和结果如下。 首先,在传统制备的无机物质合成液中简单添加油菜花粉,在高温下进行水热合成即可制得无机中空微囊物质。选取了两种常用的氧化物TiO2和ZnO,两种分子筛ZSM-5和Beta,硫化物ZnS和盐类BaTiO3作为代表性材料进行考察。采用XRD、SEM、TEM、TG和FTIR等手段对得到的样品进行表征。XRD结果表明添加油菜花粉并未阻碍物质合成,上述物质全部成功制备。SEM和TEM结果表明,在合成液中加入油菜花粉后所合成的物质全部呈中空微囊状,与未添加油菜花粉时所合成的形貌差异巨大。所合成的无机物的中空腔体直径在500-1000nm之间,说明合成所用模板为同一模板。TG和FTIR结果显示,高温下分解的油菜花粉小球参与到物质合成过程中并起到模板作用。通过SEM和TEM观察到高温下油菜花粉分解小球的中空结构的特点,解释了腔体中没有观察到模板的现象,准断了中空微囊状物质的形成机理。 在以上研究结果的基础之上,详细考察了油菜花粉量对分子筛ZSM-5的形貌和催化性能的影响。结果表明,合成液中油菜花粉过少导致样品中存在颗粒较大的棺材状的ZSM-5晶体,降低催化性能。油菜花粉过多使得合成液过于浓稠阻碍晶体合成,催化活性较低。探索晶化时间对ZSM-5形貌的影响和催化性能的影响。结果显示,晶化时间过短球体壁厚较薄容易破碎,此时分子筛孔道未完全形成,催化性能差。晶化时间过长,中空微球壁厚增大,空腔体积减少,孔道也因过分生长而闭合造成传质传热受阻。所制得的ZSM-5催化长碳链酯化反应的最高转化率为23.2%,选择性为100%。催化苯系缩合反应的最高转化率为59%,选择性为100%。