1. 研究目的与意义
pmos是由含有有机桥联基的倍半硅氧烷前驱体作为硅源,在离子型表面活性剂或中性三嵌段共聚物(f127、p123)等作为模板剂,经过水解缩聚而成的,为在分子尺度上设计并控制材料表面性质和骨架结构提供了新思路新方法。
pmos 的出现将介孔材料的修饰从 孔道化学扩展到了骨架化学,为有机-无机杂化领域的发展开辟了新的道路。
与有机官能化介孔二氧化硅材料相比,pmos 中有机官能团均匀分布于骨架中,不会阻塞孔道、占据孔容;柔韧性的有机基团不仅赋予材料特殊力学性质和表面性质,并且有机基团还可以继续反应,衍生出新的活性中心。
2. 国内外研究现状分析
1992年美孚(mobil )公司研究人员以表面活性剂为模板合成了孔径为1.5~10nm的m41s系列介孔分子筛,又称中孔分子筛,其孔道排列长程有序、比表面大(大于700 m2/g)、孔隙率高、孔径分布窄且在一定范围内连续可调。
m41s系列分子筛的成功合成不仅在理论上丰富了多孔材料合成方法,开创了纳米多孔材料发展的新纪元;在应用中,介孔分子筛大大超出了常规分子筛孔径小于1.5nm的范围,对体积较大的客体分子表现出了良好主体材料的性能,为体积较大有机分子介入的化学或物理过程带来了新的契机;其规整排列的孔道和长程有序的结构,又是制备其它纳米材料或介孔材料的模板。
十多年的研究表明介孔分子筛在催化、吸附、分离、化学传感、纳米分子器件和其它功能材料等诸多方面显示了极为广泛的应用前景。
3. 研究的基本内容与计划
1)探索可以使过渡金属配合物嵌入到有序介孔材料孔壁中的方法:利用乙酰丙酮钼[MoO2(acac)2]中的羰基与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)中的氨基发生Schiff碱缩合反应得到席夫碱(SB-Mo),以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,SB-Mo与正硅酸乙酯(TEOS)为硅源共缩聚以得到周期性介孔氧化硅材料(PMOs);2)模板剂的去除:主要是采用萃取法;3)催化剂的分析表征:利用X射线衍射、固体核磁、N2吸附-脱附、扫描电镜等表征手段,分析表征催化剂的元素组成、空间结构、比表面积、孔结构、孔径分布、表面结构以及各种因素对其合成的影响等;4)总结毕业设计,并撰写论文。
4. 研究创新点
采用共缩聚法将催化活性中心嵌入到介孔材料内,作为硅骨架结构的组成部分,这样不会堵塞孔道,催化剂活性中心分散均匀,还可延长催化剂寿命,重复循环使用。
