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【范文】有序介孔材料的制备及其应用研究
【作者】 罗劭娟；
【导师】 奚红霞；
【摘要】 随着现代工业的发展,环境问题的日益突显,传统的微孔材料由于较小的孔径及孔容,使其在涉及大分子的环境污染治理中受到了限制。近年来出现的介孔材料不仅具有孔道大小均一、结构排列整齐有序、孔径可以在250nm范围内连续调节等重要特征,并且以其高的比表面积、较大的孔容使得这类材料在吸附、催化、药物缓释等涉及大分子的分离、反应领域具有广阔的应用前景而备受人们关注。目前在介孔材料研究领域,面临的主要挑战是来自生产实际的需要,现有的介孔材料还不能完全满足多数应用的要求,并且高质量的介孔材料的制备过程大多比较繁琐、能耗较大,同时由于其结构的复杂性,使其微细结构及形成机理尚不明确,进而影响其结构调控和构效关系预测。因此,开发介孔材料的简单绿色合成方法、揭示其微细结构及形成机理、预测其构效关系、拓展其应用领域等成为介孔材料研究领域的人们课题。鉴于此,本文选取几种典型的介孔材料,就其合成工艺、合成机理、改性及其在吸附、催化方面的应用进行深入研究,为这些介孔材料的实用化提供理论和技术基础。第一,本文采用P123（PEO20PPO70PEO20）为模板剂,TEOS为硅源试剂,在强酸性条件下制...
【Abstract】 With the development of modern industry, the environmental problems become more and more serious. The practical applications of the traditional microporous materials on macromolecular pollutants treatment are becoming more restricted because of their small pore size and small pore volume. Recently, Mesoporous materials have attracted much more attention due to some advantages, such as their uniform pore structure, their ordered pore arrangement, as well as their controllable pore size in the ran...
【关键词】 介孔材料； 介观动力学； 微波合成； SBA-15； 介孔碳；
【Key words】 Mesoporous materials； Mesoscale Dynamics (MesoDyn)； Preparation under microwave radiation； SBA-15； Mesoporous carbon；
【范文目录】
摘要 5-7
ABSTRACT 7-9
第一章 绪论 14-41
1.1 引言 14-15
1.2 介孔材料的分类 15-16
1.3 硅基介孔材料的研究进展 16-23
1.3.1 常见硅基介孔材料 16-17
1.3.1.1 M41S 系列 16
1.3.1.2 HSM 系列 16-17
1.3.1.3 MSU 系列 17
1.3.1.4 SBA 系列 17
1.3.1.5 FDU 系列 17
1.3.2 合成方法及机理 17-20
1.3.2.1 合成方法 17-18
1.3.2.2 合成机理 18-20
1.3.3 应用领域 20-23
1.3.3.1 吸附领域 20
1.3.3.2 催化领域 20-21
1.3.3.3 生物和医药领域 21-22
1.3.3.4 新材料加工及合成领域 22-23
1.4 碳基介孔材料的研究进展 23-32
1.4.1 常见碳基介孔材料 23-24
1.4.1.1 CMK-n 系列 23
1.4.1.2 SNU-n 系列 23
1.4.1.3 C-MSU 系列 23-24
1.4.1.4 C-FDU-n 系列 24
1.4.2 合成方法 24-30
1.4.2.1 催化活化法 24
1.4.2.2 混合聚合物/有机凝胶碳化法 24-26
1.4.2.3 模板法 26-30
1.4.3 应用领域 30-32
1.4.3.1 吸附领域 30-31
1.4.3.2 催化领域 31
1.4.3.3 电化学领域 31
1.4.3.4 生物领域 31-32
1.5 介观动力学(MesoDyn)模拟方法在聚合物相行为方面的研究进展 32-37
1.5.1 介观动力学(MesoDyn)模拟方法基本理论 32-34
1.5.2 高斯链的拓扑结构确定 34-35
1.5.3 相互作用参数的确定 35-36
1.5.4 介观动力学(MesoDyn)模拟方法在聚合物相行为研究方面的应用 36-37
1.6 本论文研究思路与研究内容 37-41
1.6.1 研究思路 37-39
1.6.2 研究内容 39-41
第二章 实验材料、仪器及表征方法 41-49
2.1 实验材料与化学试剂 41-42
2.2 小型实验仪器和设备 42-43
2.3 实验表征仪器 43-49
2.3.1 X 射线衍射分析(X-Ray Powder Diffraction, XRD) 43-44
2.3.2 场发射扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM) 44
2.3.3 透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM) 44
2.3.4 低温N2 吸-脱附实验(N2 Ad-desorption measurements) 44-46
2.3.5 热重分析(ThermoGravimetric 46
2.3.6 傅立叶变换红外谱图(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) 46-47
2.3.7 紫外可见光谱(UV-vis) 47
2.3.8 液相色谱(Liquid Chromatography，LC) 47-49
第三章 介孔分子筛SBA-15 的制备及其形成过程的介观动力学模拟 49-69
3.1 引言 49
3.2 实验部分 49-51
3.2.1 介孔分子筛SBA-15 的合成方法 49-50
3.2.2 模拟方法及参数设置 50-51
3.3 实验、模拟结果及讨论 51-67
3.3.1 模板剂/硅源摩尔比对介孔分子筛SBA-15 孔结构的影响 51-52
3.3.2 离子导向剂对介孔分子筛SBA-15 的孔结构及形貌的影响 52-55
3.3.2.1 晶体学物性参数分析 53
3.3.2.2 电镜分析 53-55
3.3.3 共溶剂对介孔分子筛SBA-15 孔结构及形貌的影响 55-58
3.3.3.1 晶体学物性参数分析 55-56
3.3.3.2 孔结构分析 56-57
3.3.3.3 电镜分析 57-58
3.3.4 老化温度对介孔分子筛SBA-15 孔结构的影响 58-61
3.3.4.1 晶体学物性参数分析 58-59
3.3.4.2 孔结构分析 59-61
3.3.5 高质量介孔分子筛SBA-15 的合成及表征 61-63
3.3.5.1 晶体学物性参数分析 61-62
3.3.5.2 孔结构分析 62-63
3.3.5.3 电镜分析 63
3.3.6 SBA-15 形成过程中的超分子自组装 63-65
3.3.7 剪切场作用下SBA-15 介观相形成过程模拟 65-66
3.3.8 SBA-15 形成过程的介观动力学模拟与实验结果对比分析 66-67
3.4 本章小结 67-69
第四章 微波法制备Beta-MCM-41 分子筛及其加氢脱硫催化性能的研究 69-86
4.1 引言 69-70
4.2 实验部分 70-74
4.2.1 Beta 分子筛的合成 70
4.2.2 Beta-MCM-41 中微双孔分子筛的合成 70-71
4.2.3 燃油加氢脱硫催化剂的制备 71-72
4.2.3.1 催化剂制备的方法 71-72
4.2.3.2 加氢脱硫催化剂的硫化活化 72
4.2.4 加氢脱硫催化剂评价方法 72-74
4.2.4.1 催化剂HDS 性能评价装置 72-73
4.2.4.2 DBT 溶液浓度的测定 73-74
4.3 结果与讨论 74-84
4.3.1 Beta 分子筛的表征 74
4.3.2 Beta-MCM-41 分子筛的表征 74-79
4.3.2.1 晶体学物性参数分析 74-76
4.3.2.2 孔结构分析 76-77
4.3.2.3 电镜分析 77-79
4.3.3 催化剂的表征 79-81
4.3.3.1 晶体学物性参数分析 79-80
4.3.3.2 孔结构分析 80-81
4.3.4 各种催化剂的催化加氢脱硫性能评价 81-84
4.3.4.1 动力学曲线的绘制 81-82
4.3.4.2 动力学分析 82-84
4.4 本章小结 84-86
第五章 介孔碳的合成、改性及其对大分子染料的吸附性能研究 86-114
5.1 引言 86-87
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