周期性介孔有机氧化硅负载纳米金的制备和催化特性研究

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1、摘要摘要有机官能化周期性介孔有机氧化硅材料(PMOs)，因其修饰的有机基团具有化学活性，若将其作为复合材料主体，通过物理或化学方法将纳米粒子客体负载于其介孔孔道中，可以得到纳米客体／介孔氧化硅复合材料，这种复合材料具有多孔性、高比表面积和可调变的纳米孔道，是一种性能优异的材料。本论文以三嵌段共聚物P123为模板剂，在酸性条件下通过双一(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)水解缩聚获得PMOs材料，经过后接枝法分别将十八烷基三甲氧基硅烷(C18TMS)修饰于PMOs材料外表面，氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)

2、修饰于PMOs孔道内表面，然后在氯金酸溶液中浸渍吸附氯金酸，最后利用低温氢气氛还原制备纳米金颗粒负载的PMOs复合材料(Au／PMOs)，并应用XRD、TEM、FT-IR、固体核磁共振(CP．MASNMR)、N2吸附一脱附、元素分析等方法表征有机基团修饰的效果、研究修饰对介孔有序度、孔结构的影响和制备条件对纳米金颗粒在PMOs孔道内分布状态的影响。研究结果表明，氨丙基以共价键方式与骨架相连，骨架内的硅碳共价键未发生断裂，骨架结构保存完整。修饰量的增加使氨丙基基团在修饰表面的排列更加致密，从而导致比表面积

3、、孔容和孔径的减小。经75％氨丙基修饰的PMOs依然保持良好介孔结构，其表面积为536m29-1，孔容为O．59cm39～，孔径狭窄分布于4．5,-一5nm之间，其介孔有序度没有遭受破坏。氨丙基修饰有效促进了PMOs对氯金酸的吸附作用，修饰量为75％的氨丙基官能化PMOs吸附金离子量为35．8mg／g，是未修饰PMOs金离子吸附量的34倍。表面钝化修饰成功地将十八烷基接枝于PMOs材料的外表面。十八烷基对氯金酸没有配位络合作用，因而材料经还原后表面没有粗大金颗粒的出现。PMOs孔道内形成的金颗粒因为有孔

4、道的位阻限制作用，还原条件对其尺寸基本没有影响，金颗粒保持纳米量级。纳米Au／PMOs材料在甲基兰的还原反应中表现出良好的催化能力。关键词有机官能化周期性介孔有机氧化硅材料；氨丙基；十八烷基；接枝法；表面钝化修饰；纳米金颗粒ABS下RACTABSTRACTOrganicallyfimctionalizedperiodicmesoporousorganosilicamaterials(PMOs)carlbechoseasfavorablehoststoconfinenanoguestsinthemesop

5、oresviaphysicalorchemicalmethods．Nanoguests／PMOscompositematerialspossesslargeporosity,mghsurfaceareaandcontrollableporechannels．Inthepresentpaper,PMOswerepreparedbythehydrolysisandcondensationof1,2-bis(triethoxysilyl)ethane(BTESE)inthepresenceofpoly(eth

6、yleneglyc01)--B--poly(propyleneglyc01)--B··poly(ethyleneglyc01)(P123)surfactantsunderacidicconditions．Throughapost—graftingmethod，octadecylandaminopropylgroupswerelinkedtotheexternalsurfaceandtheinnersurfaceofPMOs，respectively．HighlydispersedAunanopartic

7、lesinthechannelsofPMOswereobtainedbylow—temperaturereductionofAuCl3‘4H20，whichWasintroducedintoPMOsviaawetimpregnationprocess．ThefinalmaterialswereinvestigatedindetailbymeansofXRD，TEM，FT-IR，solid-stateCP-MASNMR，N2adsorptionandelementalanalysis，inordertoe

8、xaminewhetherfunctionalgroupshavebeenincorporatedontotheporesurfaceandrevealtheeffectoffunctionalgroupsandsynthesisconditionsonthedistributionstatusofAunanoparticlesinPMOs．Theresultsshowthatthebridginggroupsintheframeworkd