MCM-48介孔分子筛的合成及其染料复合体系光化学性能的研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:moxiaomi521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
MCM-48具有三维连通的长程有序孔道,在催化、吸附分离以及主客体光电复合材料等方面具有巨大的应用价值。但是,MCM-48合成条件比较苛刻,合成所用的晶化时间长、模板剂用量大,这些缺点对其未来的大规模应用以及环境保护都是非常不利的。另一方面,目前关于一锅法合成结构稳定的介孔分子筛的研究较少,普遍采用在水溶液或者盐溶液中后处理的方法来提高介孔材料的结构稳定性,操作繁琐,耗时长。针对目前MCM-48在合成以及结构上存在的这些问题,本论文主要研究了如何优化MCM-48的合成条件以及提高其结构稳定性。另外,在应用方面,本论文研究了客体染料分子以MCM-48等介孔材料为主体时光物理化学性能的变化。 首先,论文研究了无机盐阴离子的直接加入对形成MCM-48晶化时间的影响,所用无机盐阴离子分别为F-、SO42-、NO3-和Cl-。研究表明,无机盐阴离子的加入能够有效地缩短MCM-48的晶化时间。论文中对不同阴离子缩短MCM-48晶化时间的效果进行了比较。 其次,本论文研究了氟离子的加入对MCM-48水热稳定性的影响,研究发现MCM-48的水热稳定性可以通过结合提高晶化温度和直接添加NaF到初始溶胶中来加以提高。文中系统地研究了NaF的加入、晶化温度和晶化时间对MCM-48的合成过程以及水热稳定性的影响,从而解决了MCM-48合成可重复性差的问题。结果表明除了加入NaF之外,控制晶化温度和晶化时间对提高MCM-48的水热稳定性也非常关键。 除氟离子以外,本论文还研究了阴离子SO42-,NO3-以及Cl-(用P表示)的加入对合成结构稳定的MCM-48介孔分子筛的影响。论文首先考察了P/Si比和OH/Si比对合成MCM-48的影响,认为适宜合成MCM-48的P/Si比范围主要是由阴离子的水合能决定的,水合能越低,P/Si比范围越宽。另外,P/Si比范围也受OH/Si比的影响,OH/Si比越低,P/Si比范围越宽。论文还表明阴离子的加入使得MCM-48的热和水热稳定性都得到了较大程度地提高,并且每种加到合成体系中的阴离子对于提高MCM-48的结构稳定性而言都有一个最佳P/Si比。 基于目前合成MCM-48介孔分子筛通常需要使用大量的CTAB模板剂,不利于MCM-48未来的应用。本论文采用向合成体系中加入氟离子或者提高晶化温度的方法来降低合成MCM-48所需CTAB的使用量。结果表明两种方法都能够有效地降低模板剂用量,CTAB/Si从0.65降至0.1,这为具有不同合成条件以及应用体系的研究提供了可选择性。和添加F-相比,加入其它的阴离子如SO42-,NO3-或者Cl-不能有效地降低模板剂用量。另外,通过加入氟离子的方法在低表面活性剂条件下得到的MCM-48还具有较好的水热稳定性。因此,相比用混合模板剂法在低表面活性剂条件下制备MCM-48,本论文提供的方法更具有优越性。提高晶化温度虽然也能够降低模板剂用量,但是当CTAB/Si比降低至0.1时,所得产物在823K焙烧后坍塌,延长反应的晶化时间以及调节反应体系的pH值都不能提高MCM-48的结构稳定性,而向反应体系中加入少量的氟离子后所得MCM-48的结构稳定性却得到了有效提高,不仅焙烧未塌,还具有良好的水热稳定性。 最后,本论文研究了以介孔分子筛为主体时荧光染料的福斯特共振能量转移情况。主要是将给体罗丹明6G和受体罗丹明B染料同时掺入到介孔分子筛MCM-41、SBA-15和MCM-48中,通过XRD、N2吸附曲线、原子吸收、荧光发射和荧光寿命等手段对这些主客体复合体系进行分析。荧光光谱表明给体R6G和受体RhB分子之间形成了有效的荧光共振能量转移。和溶液体系相比,分子筛中给受体染料之间的荧光共振能量转移效率得到了有效地提高。R6G和RhB之间的荧光共振能量传递效率在MCM-48中最高,其后分别是MCM-41和SBA-15。另外,R6G和RhB也被引入到了掺杂铝和铈的MCM-48孔道中,结果表明R6G和RhB之间的能量传递效率为Si-MCM-48>Al-MCM-48>Ce-MCM-48,并且金属掺杂量越高,能量传输效率越低。
其他文献
学位
为了解决在浸出和溶剂萃取耦合过程中硫化锌精矿颗粒的夹带而造成的有机溶剂的损失问题,本论文进行了硫化锌精矿的表面改性研究。   建立了描述有机溶剂损失与溶液表面张力
学位
现有含油污水处理技术占地面积大、投资多、运行成本高、中小企业难以承受,造成大多数中小炼油企业的含油污水,只经简单隔油处理,就直接排放到江河中,对水体的水质和周围的生态与
自然界中存在众多具有特定生理活性的小分子酚性糖苷化合物,熊果苷就是其中一种,它能抑制皮肤合成黑色素的关键酶——酪氨酸酶的活性,近年来被广泛应用为美白剂。α-熊果苷,即4-
催化剂在整个聚烯烃工业的发展中起着非常关键的作用,但残留在聚烯烃中的催化剂残渣会腐蚀设备、诱发聚烯烃的氧化变色,甚至影响后期加工助剂的效果。添加成核剂是聚烯烃高性能