Cu-Zn-Al中孔材料的制备及表征(2)

催化 毕业论文

1.引言

中孔材料（介孔材料）的孔径分布在2.0—50.0nm之间，目前工业上广泛采用的择形催化反应一般都是在孔径为0.5—0.6nm的分子筛上进行的。对于大分子反应，小孔径的分子筛难以发挥作用，开发一种较大孔径的新型材料无论在科学研究上还是在工业生产上都具有极其重要的意义。1992年美国Mobil公司首先人工合成了具有中孔结构的氧化硅和硅铝酸盐[1]。由于中孔材料在电致变色、固体电极元件、催化剂、吸附剂、生物分离等方面的潜在用途[2]，引起了各国科学家的广泛关注。自此以后各国科学家在中孔材料的合成方面做了大量的研究工作，开发出了多种合成技术并制备出了多种多样的中孔材料，并在其应用方面开展了一些卓有成效的研究工作。

1.1中孔材料的分类及生成机理

[2-5]

中孔材料按其合成时所用模板剂的不同（因而合成机理不同）可以大体上分为以下几类：① M41系列，包括六方形MCM-41\立方形MCM-48以及层状MCM-50。一般采用阳离子表面活性剂（如十六烷基三甲基溴化铵CTAB）作为模板剂，在碱性或酸性条件下合成中孔材料。一般认为此类中孔材料是通过静电吸引力作用而成，包括S+I-、S-I+、S-M+I-和S+X-I-等机理；② 二是用伯胺或聚乙烯醇作模板剂，在中性条件下通过氢键的自组装而成的中孔材料，如HMS和MUS其生成机理属于S0I0类型。该类中孔材料的特点是孔径单一、孔壁厚、热稳定性好；③第三类是用聚氧乙烯-聚氧丙烯三段共聚物作为模板剂在酸性条件下合成的中孔材料，例如SBA-15。其特点是有序性好，孔径大（高达50nm）并且孔壁厚（通常在3-9nm），因而其热稳定性好。该类中孔材料的另外一个特点是模板剂容易除去。各类中孔材料基本上都是在水相中合成的。

1.2中孔氧化硅

中孔氧化硅是最早人工合成的中孔材料,最初是美国Mobil公司的研究人员用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)作为模板剂在碱性条件下合成的,其代表性产品有MCM-41、MCM-48、MCM-50[1]。到目前为止，各国科学家对M41系中孔材料的合成进行了较为全面的研究，如影响中孔氧化硅合成的原料、合成条件、模板剂种类、合成机理等多个方面，取得了令人鼓舞的结果。目前纯的氧化硅中孔材料的耐热温度可达800度以上，水热稳定性低于600度，尽管中孔氧化硅的合成工艺比较成熟，结构稳定，但由于其惰性，在催化中应用受到限制。