试析中孔纳米材料的制备及改性

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1、天津大学硕士学位论文中孔纳米材料的制备及改性姓名：张育哲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周亚平20061201摘要无机中孔材料与原有的微孔沸石分子筛和大孔材料相比，不仅孔径适中(2．50nm)，具有较大的比表面积和壁厚，同时具有较高的热稳定性和水热稳定性。因此开发和研究结构性能优良的中孔材料成为了近年来的研究重点。1998年美国加州大学的Stucky等人使用非离子型表面活性剂合成了一种新型的硅基介孔分子筛SBA-n系列，其中尤以SBA．15最为引入注目。因为其具有很好的结构性能、较好的水热稳定性、稳定的骨

2、架结构、易于修饰的内表面、一定壁厚且易于掺杂的无定型骨架组成等优点，因此在化学工业、环境能源、生物技术、吸附分离、催化及光、电、磁等众多领域有很大的发展前景。但是，SBA．15的孔径较大，限制了在吸附领域内的应用，本实验的工作之一就是改性SBA．15材料，并开拓其在混合气吸附分离领域的应用。在SBA．15的改性过程中，采用苯为碳源，利用CVD法在SBA-15孔中沉积碳，以达到控制孔径的目的。在改性的过程中测试了反应时间和苯浓度的影响，初步确定了在一定碳化温度下的最优反应条件，为下一步工作奠定了基础。不同于无机中孔材

3、料，碳基中孔材料的制备原料众多，其中酚醛树脂因为其高含碳率、易于活化造孔、所制备活性炭吸附能力强、低廉的价格等优势被人们广泛的应用于纳米碳材料的制备。催化活化等制备方法所得纳米碳材料孔径分布较宽，而模板法制备碳材料虽然孔径分布窄，但成本较高。本实验试图利用不定形模板法通过酚醛树脂制备活性炭，考察了不同种类酚醛树脂、碳化时间、升温速率等因素对产物的影响。根据对产物的分析，溶融类酚醛树脂制备活性炭的产率较高，但孔径分布较宽，孔容较小，不同原料比率的最优反应条件不同，且溶融类酚醛树脂本身难保存，不易于工业生产。半溶融类树

4、脂的产率虽然较溶融类酚醛树脂低，但其制备的活性炭孔径分布窄，孔容大，如果对其制各条件进行进一步研究，有望制备出价格低廉、性能优异的活性炭关键词：SBA—15改性活性碳酚醛树脂不定形模板法ABSTRACTBecauseofhavingorderlyporecomparedwithrnicropomusmolecularsieve，theinorganicmesoporousmaterialcanbetheadsorptionorcatalyticallyreactionplaceofbigmolecule．Furth

5、ermoreitspotentialusageinbigmoleculeseparationandheavyoilcatalystsmakemesoporousmaterialbecomingthehotspotofresearch．Usingnon-ionicsurfactant,theStuekyoftheCaiifomiaUniversitysynthesizedanewkindofmolecularsievesSBA．n．Becauseofitsgoodstructurefunction，excellent

6、hydrothermalstability,steadyframeworkstructure，easilypolishedinteriorsurfaceandcertainwallthicknesswitheasilyinvariousdomains，suchaschemicalindustry,environmentenergy,livingcreaturetechnique，adsorption—separation，catalystandright,electric，magnetism，etc．Butthep

7、oresizelimitedSBA-15inusingintheadsorptionfield．OnepartofourexperimentistomodifytheSBA-15byCVDmethod,andextendingtheapplicationofSBA一15inseparatingCI-hfromN2．WeusedthebenzenetocontroltheporesizeofSBA-15byCVDmethod,andinvestigatedtheinfluenceofreactiontime，thec

8、ontentofbcnzeneintheprocessofmodification．Ourexperimentlaidthefoundationforfurtherresearchinmodificationinorganicmesoporousmaterial．Phenolicresinhashighercarboncontent；lowerpricean