功能化介孔材料的合成及其吸附性能研究

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人类社会的进步与材料科学的发展密切相关,尤其是近几十年中,出现了许多具有特殊性能的新材料,介孔材料就是其中一种。最早在1992年由Mobil公司成功合成了以MCM-41为代表的M41S系列硅基介孔材料,后来,人们又根据选择不同的表面活性剂,无机物种以及使用不同的组装路线成功制备出了各种硅基介孔材料,如SBA-15、MSU、PMOs等。有序介孔材料虽然目前尚未获得大规模的工业化应用,但它所具有的孔道大小均匀、排列有序、一定的机械强度、化学稳定性和孔径可在2-50nm的范围内连续调节等特性,使其在化学工业、信息技术、生物技术、环境等领域具有重要的应用。随着环境污染问题的日益严重,尤其是水资源的短缺和污染,人们对环保问题也越来越关注和重视,对水质的要求也越来越高。但一些传统的水处理方法和工艺由于其本身存在的缺陷己经难以达到人们所需要的水质要求,吸附法是处理污染废水的有效手段之一。本论文合成了有机-无机杂化介孔材料,包括苯基官能化的PMOs和孔径可调节苯基官能化SBA-15,且评价了苯基官能化PMOs的吸附性能及研究了孔径调节苯基官能化SBA-15吸附萘的能力。本论文共分为四章内容:第一章:文献综述系统地介绍了有序介孔材料的分类、合成方法、机理、改性、孔径调节、应用及其表征方法。第二章:采用一步法直接缩合制备了孔道中同时含有乙烷桥键和苯基的双功能化有机-无机杂化介孔材料(Ph-PMOs)。用红外光谱(FT-IR)、小角X-射线衍射(SAXRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)和氮气吸附-脱附对样品进行了表征。并考察了其作为吸附材料对多环芳烃(萘、菲和蒽)的吸附效果。第三章:采用一步法合成了不同孔径的苯基(Ph-)官能化SBA-15新型介孔材料。并用红外光谱(FT-IR)、小角X-射线衍射(SAXRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)和氮气吸附-脱附等分析手段对样品进行了表征。第四章:以所制备的不同孔径苯基官能化SBA-15作吸附材料,研究其吸附萘的能力。考察了温度及溶液初始浓度对介孔材料吸附萘的影响。
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