【摘 要】
:
介孔分子筛由于其均一的孔径分布和高比表面积在大分子催化领域有着良好的前景。但是由无定型的较薄孔壁引起的较差水热稳定性,使其无法满足工艺条件苛刻的化工过程。本课题组通过将Y型分子筛的基本构成单元引入介孔分子筛的骨架中,使得介孔分子筛能在高温水热条件下持续发挥催化作用,但是其稳定性仍然有较大的提升空间。基于本课题现有的研究进展,在前驱体组装法的基础上提高分子筛的壁厚,是提高水热稳定性的另一条有效途径。
论文部分内容阅读
介孔分子筛由于其均一的孔径分布和高比表面积在大分子催化领域有着良好的前景。但是由无定型的较薄孔壁引起的较差水热稳定性,使其无法满足工艺条件苛刻的化工过程。本课题组通过将Y型分子筛的基本构成单元引入介孔分子筛的骨架中,使得介孔分子筛能在高温水热条件下持续发挥催化作用,但是其稳定性仍然有较大的提升空间。基于本课题现有的研究进展,在前驱体组装法的基础上提高分子筛的壁厚,是提高水热稳定性的另一条有效途径。甲基纤维素(MC)在超过50℃时会延伸出疏水缔合结构相互连接形成三维空间结构;而在常温下又会恢复至向列相液晶结构,MC的热可逆行为可以使其成为控制分子筛晶胞生长的限域空间。可以设想,这种限域空间的存在为大晶胞和大壁厚分子筛的合成提供了必要的场所。高温下胶束被束缚在MC的三维网络结构中进行晶化,其限域空间作用避免了分子筛微晶之间的团聚从而能够最大限度的自由生长,得到了具有较大晶胞参数和较大壁厚的分子筛。当反应产物冷却至室温时,MC的网状结构又回到液晶的状态。由此可以实现大晶胞大壁厚的分子筛在网格中的限域生长以及网格的热可逆脱除。基于以上研究思路,本论文从三个方面对大壁厚介孔分子筛的合成进行了研究:(1)在较低F68浓度体系下,F68(PEO80PPO30PEO80)胶束与硅铝凝胶在MC的网状结构中相互作用,形成的分子筛微晶因为避免了胶束之间的团聚获得了自由生长的空间,可以合成晶胞参数和孔壁较大的介孔分子筛。同时,MC的网格结构可以在室温下通过洗涤去除。得到分子筛的比表面积为821.5 m~2·g-1,孔体积为0.74 cm~3·g-1,孔径和壁厚分别为4.45nm和10.55 nm。合成分子筛的物料消耗为0.70 g F68/g MAs和19.9 g H2O/g MAs。不添加MC合成的分子筛的物料消耗为1.26 g P123/g MAs和36.4 g H2O/g MAs。经过800℃,100%水蒸气处理10 h后,产品的比表面积剩余257.6 m~2·g-1,而孔体积剩余0.21 cm~3·g-1,保留率分别为31.4%和28.4%,水热处理后的材料孔径为3.31 nm。(2)在较低F68浓度体系下,晶化阶段添加MC,在F68胶束与Y型分子筛前驱体组装的过程中引入阴离子聚合物聚丙烯酸(PAA),PAA通过两方面的作用提高分子筛的壁厚:(1)PAA与PEO段通过氢键作用相互结合,PAA的存在抑制了硅铝物种组装阶段在PEO段上的常温晶化,使硅铝物种更多地在晶化阶段的高温下完成晶化,这有利于壁厚的增加;(2)PAA与PEO段的相互作用会在高温下减弱,PAA能形成额外的介观结构域,这种介观结构域的存在提高了胶束之间的分离强度,因此不同胶束之间的间距更大,有利于壁厚的增加。合成的产品比表面积为865.9 m~2·g-1,孔体积为0.60 cm~3·g-1,孔径和壁厚分别为2.79 nm和12.67 nm。模板剂消耗量为0.68 g F68/g MAs、水消耗量为18.6 g H2O/g MAs。经过800℃,100%水蒸气处理10 h后,产品的比表面积剩余276.2 m~2·g-1,而孔体积剩余0.15 cm~3·g-1,保留率分别为31.9%和25.0%,水热处理后孔径为3.06nm。(3)在较低F68浓度体系下,晶化阶段添加MC,在F68胶束与Y型分子筛前驱体组装的过程中引入全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS),OBS通过与PEO段的氢键作用嵌入PEO壳中,因此,OBS的加入使PEO段的体积增大从而增加分子筛的壁厚。另外,OBS的引入会降低PEO段的亲水性,使得到的分子筛产品中水含量减少,有利于水热稳定性的提高。合成的产品的比表面积为932.6 m~2·g-1,孔体积为0.59 cm~3·g-1,孔径和壁厚分别为2.55 nm和17.07 nm。模板剂消耗量为0.68 g F68/g MAs、水消耗量为17.6 g H2O/g MAs。经过800℃,100%水蒸气处理10 h后,产品的比表面积剩余332.9 m~2·g-1,而孔体积剩余0.17 cm~3·g-1,保留率分别为35.7%和28.9%,水热处理后的材料孔径为3.81 nm。
其他文献
三乙胺(TEA)是一种毒理性强、危害性大的挥发性有机化合物,需要一种高敏感并能实现实时监控的传感器来应对不同场所潜藏的TEA泄漏等问题。氧化铟具有带宽小、电子传导率高等优点,广泛用于TEA传感器的构建,但目前存在响应低、响应时间长、抗干扰能力差等问题。本论文旨在通过形貌调控、贵金属负载及煅烧气氛改性提升氧化铟对TEA的敏感性能,并对性能改善的原因进行分析,主要内容如下:1、利用溶胶-凝胶法制备了具
光刻胶作为芯片制备的关键性材料长期被国外企业垄断。为实现光刻胶国产化,摆脱受制于人的不利局势,需要提高原材料的质量、有充分的配方及光刻验证实验。成膜树脂作为光刻胶配方中核心组分,其分子量设计、批次的稳定控制以及稳定的合成工艺对实现树脂国产化发挥着重要作用。本论文采用自由基聚合在2L夹套反应釜合成制备不同分子量的聚对羟基苯乙烯类聚合物,选择分子量匹配的聚合物作为成膜树脂应用在光刻胶中,先后探究配方工
电解水是电化学储能和转换研究的焦点,析氧反应(OER)电催化剂的设计与合成是提高电解水能效的关键。铁基层状复合金属氢氧化物(LDHs)是高效的OER电催化剂之一,通过对其微观结构进行调控,可以有效提升其电催化性能。常见优化催化剂微观结构的手段有对催化界面进行修饰及调控其厚度与尺寸,本文采用密度泛函理论(DFT)对含空位及Ir O2负载的铁基LDHs电催化剂的结构特征、电子性质、电催化析氧反应机理等
我国盐碱地面积广阔,大部分分布在干旱和半干旱地区,是重要的待开发耕地资源。盐碱地土壤的pH较高,游离盐分含量大,板结化严重,很大程度上阻碍了农作物的正常生长。原位超稳矿化法具有无污染、操作简单、改良效果显著且成本低的特点,可大规模应用于土壤改良领域。此技术的核心在于施加的矿化剂在盐碱土环境中形成层状双金属氢氧化物(LDHs)的过程中,能够将游离的OH-和CO32-固定在稳定的LDH结构中,降低盐碱
为夯实油田安全环保管理基础,牢固树立安全生产第一意识,结合油田当前管理现状和生产经营实际,创新性地提出“三个半年”工作思路,进一步建立健全HSE管理体系框架、细化完善支撑制度、深化标准化建设,推动体系运行向基层延伸,打通体系运行“最后一公里”,全面提升油田安全环保管理水平。
随着电镀,印刷、铅蓄电池的生产制造等工业的不断发展,含铅等重金属离子的工业废水肆意排放,造成了极为严重的环境污染问题。因此,开发可以用于高效去除重金属的材料,同时实现重金属资源的回收具有重要的研究意义。本文基于层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)材料设计并合成了对铅离子等重金属离子具有超稳矿化作用的材料,具有极高的矿化容量,可用于高效处理工业废水。采用
目前,由创伤、肿瘤或先天性畸形等因素导致的骨缺损每年影响着数百万人的骨骼健康,尽管人体的骨组织具有内源性自愈和再生能力,然而骨组织再生能力有限,难以满足因为肿瘤或者外伤造成的大面积缺损的修复,这无论是对患者还是骨科医生来说都是一个巨大的挑战。部分患者一般采用外固定的方式(石膏、固定架等)即可实现骨折愈合,其余患者视病情严重程度往往需要内植物固定(不锈钢,钛钢板,螺钉,髓内钉,全髋关节等)甚至骨修复
环磷腈是主链上以磷氮原子单双键交替排列,磷原子上连接有两个取代基的一类化合物,六氯环三磷腈是环磷腈化合物中最具代表性的化合物。这类化合物可以通过亲核取代反应将无机、有机分子键合到磷腈环骨架上,得到多种环磷腈衍生物,同时利用主链的高柔顺性与阻燃特性,表现出很多传统化合物无法比拟的优异性能。本论文提出了一种杂环类取代环磷腈的结构设想,合成了一系列可用于荧光量子探针显示的化合物;此外利用亲核取代反应将苯
朊病毒病是极具异质性的神经退行性疾病,致病原因包括异常蛋白质(Pr PSc)积累、金属离子引起的应激作用等。研究表明Pr PSc形成的纤维状聚集体不仅具有传染性,其沉积物还会破坏细胞膜,导致神经细胞凋亡。抑制朊蛋白构象的错误转变、减少纤维化聚集体是朊病毒病的潜在疗法。然而,目前已报道的抑制剂存在作用方式单一、反应条件复杂、结合亲和力弱等问题。因此,开发新型朊蛋白纤维化抑制剂具有重要意义。针对现有抑