层状介孔氧锆的制备及其机理初探.pdfVIP

摘 要 介孔ZrOz的介孔尺寸、规则的孔道结构及良好的表面凝聚特性对氧化、酸催化等 各类催化反应及其吸附显示更为有效的作用，在脱水、加氢、氢交换反应中也表现出优 良的催化性能。由于介孔Zr02的合成过程受多种因素的影响，其合成规律复杂，因此 探讨介孔Zr02的合成方法，优化合成条件仍有一定的实际意义。本文用价格低廉的工 业纯氯氧化锆、分析纯碳酸氢铵与国产表面活性剂——十二烷基磺酸钠(SBS)N备了层 状介孔Zr02。考察了制备过程中反应条件对产物孔结构和形貌的影响，并对反应机理进 行了初步探讨。 主要内容如下： 1．评述了介孔材料的机理研究，重点介绍了介孔Zr02的研究进展，并分析了目前 制备介孔Zr02存在的主要问题。 2．采用电导法在不同条件下测定SBS的临界胶束浓度。发现：1)SBS的临界胶束 浓度随着温度的升高逐渐增大，并且二者呈线性关系。可以通过标准曲线大致推断出实 验温度下SBS的临界胶束浓度；2)在高于SBS临界胶束浓度很大的浓度范围之内，表 面活性剂的电导率与其浓度呈线性关系。说明采用电导法无法测定胶束形态随浓度的变 化情况；3)Zr4+的加入降低了SBS的临界胶束浓度。 3．采用水解一沉淀法和水解一水热法合成了层状有序介孔Zr02。考察了不同合成 条件对产物的孔结构和形貌的影响，确定了最佳反应条件，并由此制备了长程有序的层 状介孔Zr02。发现两种方法制备的产物均为长程有序的层状介孔结构，差别在于水解一 沉淀法制备的产物为无定形粉体，而水解一水热法制备的产物为半晶态的单斜相结构。 初步推断两种方法均是通过协同作用机理生成介孔Zr02。 4．在介孔Zr02的制备过程中，为探索温和有效的模板脱除方式，对于常见的模板 剂脱除方法——煅烧法和萃取法的脱除效果进行了比较。发现煅烧法可以有效地脱除模 板剂，但易使介孔Zr02的孔结构塌陷；萃取法比较温和且模板剂经过回收还可以重复 利用，可以达到一定的脱除效果，但是脱除时间长且脱除不尽；氧化一萃取法的效率比 一般的萃取法有所提高，但还有待于加强。 关键词：层状介孔Zr02水解一沉淀法水解一水热法协同作用机理煅烧萃取 Abstract structureand surfacecohesioncharacteristics Mesoporoussize，regular good of pore for as aremoreeffectivevariousof the Zr02 mesoporous typescatalyticreaction(such oxidation andacid alsoshowsexcellent Zr02 catalyst)andadsorption．Andmesoporous in and reaction．The catalyticpropertiesdehydration，hydrogenationhydrogenexchange of isaffectedawide of andits Zr02 syntheticprocessmesoporous by rangeimpact synthetic mechanismis the methodsand