介孔分子筛MCM41的硅烷化改性及其吸附性能的研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文摘要介孔分子筛MCM4l自20世纪90年代初被合成以来,由于其特殊的性质结构成为研究最多的一类介孔硅基材料。其显著的特性表现为:规则的六方孔道结构、狭窄的孔径分布、极高的比表面积以及孔壁较厚、孔径可调、具有较高的化学稳定性和水热稳定性。介孔材料的有机官能化在过去十年中受到材料、物理、化学等学科研究者们的广泛关注。这类材料具有介孔材料和其所搭载的有机基团协作互补的特性:有机基团提供材料所希望获得的的表面特性或反应活性,而无机的介孔硅骨架为材料提供了结构稳定性、化学惰性和可控的孔道结构、高的比表面积与分布均一的孔径。MCM-41表面含有的自由硅羟基-siOH和--Si(OH)2能与硅烷耦合剂反应,将烷基、氨基、硫醇等官能团引入介孔,而且这些活性基团还可以进一步反应引入不同的功能基团,从而开发出新的功能材料。本论文以介孔分子筛MCM-41为基质,通过后嫁接处理法,制备了有机功能化的MCM-41介孔材料,具体研究内容如下:,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,合成了介孔分子筛MCM-41。通过后嫁接处理法,采用三甲基氯硅烷,得到有机功能化的介孔材料MCM-41。合成的样品经XRD、IR、N2吸附等测试手段进行结构和性质表征。结果证明有机基团键合到了MCM-41孔道内外表面,而且有机基团的存在并没有改变基质的特有结构。即:有机功能化后的MCM-41仍然保持其原有的典型六方介孔结构,只是结构有序度略有减弱。-41和硅烷化的MCM-41介孔材料对水以及对苯的饱和吸附性能,并对二者进行了对比。研究发现:硅烷化的MCM-41介孔材料对苯的吸附量略有降低,但是对水的吸附量则降低得更加明显。我们认为:硅烷化的介孔材料对极性分子和非极性分子在吸附性能上有非常明显的差别,有做为优良的吸附分离材料的应用前景,同时也可在此基础上继续研究,从而研制出新的环境保护材料。另外通过对此类嫁接改性后的分子筛材料的研究也能为无机一有机复合介孔材料的研究提供一些参考数据。关键词:;三甲基氯硅烷:吸附介孔分子筛MCM--,fmeadjust·abilityoftheporesizewithinthelimit,hexagonalarrangementofunidimensionalchannel,highspecificsurface,anic·anicassembledmesoporoussilicashaveattractedconsiderableattentioninthefieldssuchasmaterial,physics,—anichybrids,anicorderedsilicas、析tllcontrollablearehitectur,-4iSconsistedofamountsoffreesiliconhydroxyl--SiOHand—Si(OI-I)2,whichCanreactwithsiliconalkyls,andCallintroducealkyl,amido,andsulfurhydroxylintoMCM-,-,ano-functionlizedmesoporoussilicasofMCM-4viaapost-:,ano—functionlizedgroupsarcprepare