三维有序大孔杂化材料SiW11O39^8——SiO2和γ—SiW10O36^8——SiO2的制备与表征.pdfVIP

Vo1．23 高等学校化 学学报 No．11 2 0 0 2年11月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 2035～ 2039 三维有序大孔杂化材料SiW1lo宝 一SiO2和 — SiW1oo宝 —SiO2的制备与表征 郭伊荇，杨 宇，胡长文，王恩波 (东北师范大学化学学院多酸化学研究所，长春 130024) 摘要 通过溶胶一凝胶和聚苯乙烯模板等方法制备了含缺位Keggin阴离子SiW () 和y—siw o() 的三维有 序大孔杂化氧化硅复合材料，并通过紫外漫反射光谱(UV／DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固体核磁 共振波谱(MAS NMR)等手段对其结构进行了表征．结果表明，杂化材料中的Keggin阴离子仍保留其基本 骨架结构，但其与氧化硅基体之间存在化学作用．杂化材料的孔道结构用扫描和透射电子显微镜(SEM和 TEM)进行表征，其平均孔径为(335±50)nm．对杂化材料孔壁的微孔性通过氮气吸附进行了测定．此类材 料对水溶液中羟基丁二酸的降解反应具有活性，光催化过程中未发现Keggin阴离子自载体中脱落的现象． 关键词 三维有序大孔杂化材料；多金属氧酸盐；溶胶一凝胶；聚苯乙烯模板；光催化 中图分类号 O614 文献标识码 A 文章编号 0251—0790(2002)1i-2035—05 三维有序大孔(3 DOM)材料是20世纪末刚刚兴起的研究领域，由于这类新材料在催化、分离和 半导体等领域中有巨大的应用前景，因而引起了化学家浓厚的兴趣．目前，已制备的大孔材料包括大 孔氧化物(如Si，Ti，Zr，Al，Sb，w和Fe的氧化物或混合物)、大孔硅酸盐、大孔磷酸铝、大孔杂化有 机硅酸盐及聚合物[】 ]．其中利用模板法制得的大孔材料具有均匀的孔道和较高的孔体积．本文以一 缺位和二缺位Keggin阴离子SiW O～s-(SiW )和Y-SiW 。o； ()，一SiW 。)为无机前躯体，聚苯乙烯(PS) 胶球为模板剂制备了3 DOM杂化多金属氧酸盐(POM)一氧化硅材料，并对其组成和结构进行了详细的 表征，对其光催化性能通过水溶液中羟基丁二酸(MA)的降解反应进行了研究． 1 实验部分 1．1 试剂与仪器 苯乙烯、乙醇(EtoH)、四乙氧基硅(TEoS)、四氢呋喃(THF)、丙酮、Na2WO ·2H2O，Na2HPO ， H3BO3，Na2SiO3·9H2O，K2CO3，GeO2，K2S2O8均为分析纯． 美国Lemmen PLASMA SPEC(I)电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP—AES)；日本Shimadzu UV一2201紫外一可见光谱仪；美国Nicolet Magna 560傅里叶变换红外光谱仪；美国Varian Unity一400 核磁共振波谱仪；美国ASAP 2010M表面分析仪；日本Hitachi S一570扫描电子显微镜，日本Hitachi H一600透射电子显微镜．日本岛津DX一300离子色谱仪及ICE—ASI和AS4A—SC阴离子柱(电导检测 器)． 1．2 制 备 PS胶球参见文献I-6]方法合成；SiW 和7-SiW 。参见文献[7，8]方法合成．3 DOM SiW 一SiO 和)，一 SiW 。一SiO 的制备：将 2．1 g SiW 或 7-SiW 。在室温下溶解于水中，将乙醇与TEOS混合，并用 4 mol／L HNO。调节其pH为2．3～3．0．将此酸化的TEOS混合物加入到以上SiW 或7-SiW 。的水溶 液中，剧烈搅拌，调节混合物的pH为2．0～3．0，再搅拌约 3O min，即获得透明的SiW 一SiO 或 收稿 日期：2001—12一O4． 基金项目：国家自然科学基金(批准号和教育部骨干青年教师基金资助． 联系人简介：胡长文(1955年出生)，男，博士，教授，博士生导师，从事多酸化学研究．E—mail：huchw@nenu．edu．cn 高等 学校 化 学 学报 V01．23 7-SiW1。一SiO 溶胶．以上反应