论文部分内容阅读
有序介孔材料MCM-41作为新兴的纳米结构材料，自1992年首次合成以来一直成为国内外的研究热点。化学修饰作为一种功能化手段已被广泛应用于各个领域，利用化学修饰对MCM-41进行功能化，改善介孔分子筛的性能，已受到越来越多研究人员的关注。本文采用水热合成的方法合成MCM-41，并对合成材料进行锰化学修饰；同时尝试对锰氧有序孔相合成的初步研究，为改善有序介孔材料性能及研究介孔材料器件提供科学依据。 本论文主要包括以下四个方面的内容：1．采用水热合成方法在碱性条件下合成MCM-41材料。结果表明合成试样孔径尺寸单一，六方孔道排列，具有良好的长程有序结构，孔径为2.1 nm，为典型的有序介孔结构。并通过二次水热处理和添加有机辅助剂1，3,5-三甲苯（TMB）对合成MCM-41的孔径进行调节。2．在MCM-41合成过程中，引入Mn2+对硅氧骨架中硅原子进行部分替代，以形成杂原子介孔分子筛，并研究引入量对有序结构的影响。表明随着Mn2+引入量的增加，导致介孔长程有序结构的破坏，最终引起由六方相向无定型相的转变。适量中性表面活性剂十六胺的引入以形成混合模板剂，通过在原有静电作用基础上增加N-金属键作用，合成结构较为完整的锰掺杂MCM-41材料。3．通过浸渍法对合成MCM-41材料进行氧化锰纳米团簇装载，并研究对有序介孔结构的影响。表明氧化锰纳米团簇通过离子交换进入MCM-41有序孔道中，由于纳米团簇的存在，降低了孔道排列的周期完整性。此外对不同孔径MCM-41进行纳米团簇装载试验表明：随着孔道中氧化锰装载量的增加，吸收光谱吸收边带发生红移，350 nm激发荧光强度增强。4．通过水热合成方法对锰氧有序相的合成进行初步研究，探讨合成工艺对有序结构的影响：在中性的条件下，易合成六方有序结构产物；在碱性条件下，更易合成层状结构产物。并从电荷匹配的原则及锰离子与模板剂间键合作用解释了碱量的多少对合成产物结构的影响。中性模板剂十六胺的适量引入，可改善合成产物结构的完整性，提高有序程度。从表面活性剂堆积准数的角度解释了混合模板剂对锰掺杂MCM-41材料的合成以及对锰氧有序结构合成的作用。