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针对烟草降害和环境保护的实际需求,本论文重点研究设计-合成功能化介孔分子筛新材料及其在选择性捕获强致癌物烟草特有亚硝胺(TSNA)方面的应用,还探索了无模板法制备多级孔碳新吸附材料。主要研究内容如下:1.使用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)合成了超疏水性硅基干凝胶(SG):当MTMS与DMDMS的比值为3:2时,这种硅基干凝胶具有最佳的弹性性质和机械强度。为了增大SG的比表面积(4m2g-1)、进而提高对于TSNA油性分子的吸附量,通过外延生长方式在SG表面引入介孔氧化硅外壳,复合形成的MSGx拥有较大的比表面(152-208 m2g-1)和孔体积(0.133-0.162 cm3g1),显著提高了对烟草萃取液中TSNA的去除率。此外,借助高比表面积、大孔容的介孔氧化硅SBA-15,设法将微米级的硅基干凝胶负载-分散成纳米级疏水性颗粒,改变前驱体溶液浓度来调控镶嵌在SBA-15孔道内纳米颗粒的占有率。所得最佳复合材料SS-3与SBA-15相比,TNSA的吸附容量增加150%。2.考虑TSNA吸附的诸多影响因素,在MCM-41介孔孔道内构建利于捕获TSNA分子的优化微环境,它包括Al物种掺杂造成的畸变孔道以及碳化负载的碳和金属氧化物粒子。通过“一釜法”引入铝物种与原位碳化模板剂胶束所产生的碳粒子来调变介孔孔道的表面曲率,骨架铝和后负载的金属氧化物(5wt%)提供捕获TSNA致癌分子所需的静电引力,因此5%Cu/AM-10c具有吸附TSNA的优化微环境,吸附容量最高达0.3 mg g-1。改变固液比、吸附时间、CuO负载量以及烟草萃取液类型等条件,可以综合评价5%Cu/AM-10c的吸附性能。3.为了选择性去除环境中的致癌物,在SBA-15的介孔孔道内构筑具有精细几何约束能力的微孔-孔隙。通过湿浸渍法将掺有硝酸铁的醋酸纤维嘴棒溶解液引入SBA-15介孔孔道内,高温碳化生成的碳和FexO粒子不仅调变规整孔道的表面曲率,而且为吸附烟草萃取液中的TSNA提供必要的静电引力作用。改性后的SBA-15兼具了介孔分子筛和沸石的优势,展现了对于4-甲基亚硝基氨基-3-吡啶基-1-丁酮(NNK)的选择性,类似于择形性HZSM-5沸石。代表性样品Fe0.9CF1.2/S15c在不同类型及浓度的烟草萃取液中都保持着选择性,对NNK的去除率最高可达58%,这为功能材料研制以及环境保护提供了新线索。4.采用低成本的金属盐及废弃醋酸纤维嘴棒通过碳化、获得高比表面、功能化的微孔-介孔碳材料,合成不借助任何活化剂及模板剂。金属盐的种类和添加量以及碳化温度都是影响多级孔碳材料结构(介孔比表面积、孔径、孔体积)和吸附性能的关键因素。FexO掺杂量在10%-16.5%范围时,吸附剂对于TSNA具有最好的吸附性能(29.4%-33.8%),并且对于致癌性最高的NNK组分达到98.9%的选择性捕获。这种“化废为宝”对于环境保护、资源再生和可持续发展具有促进作用。