SBa-15孔內(nèi)共軛有機(jī)分子的組裝及微孔構(gòu)建.pdf

1、本論文第一體系以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)烷基化修飾的SBA-15為主體，將一種含β二酮硼二氟取代基團(tuán)的共軛有機(jī)分子4，40-(9-(正十六烷基)咔唑-3，6-取代基)二(6-(4-二苯胺苯基)-2，2-二氟-1，3，2(2H)-二氧雜環(huán)己烷-硼)(以下簡(jiǎn)稱BDOBC16)組裝到APTES-SBA-15主體孔內(nèi)。利用400 MHz的29Si核磁技術(shù)手段檢測(cè)發(fā)現(xiàn)烷基化后分子篩孔內(nèi)壁的羥基數(shù)量大幅減少;分析BET孔徑分布數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)S

2、BA-15孔徑隨著硅烷化修飾和BDOBC16的組裝從最初的7.9 nm減小到6.5nm、最后降至4.9 nm; FT-IR圖上的N-H的伸縮振動(dòng)吸收由APTES-SBA-15在3507 cm-1處藍(lán)移至組裝體在3515 cm-1、B-F的吸收峰1161 cm-1卻在組裝后紅移至1135 cm-1處，所有這些都告訴我們硅烷化修飾和組裝均已成功;TG-DTA數(shù)據(jù)顯示組裝到APTES-SBA-15孔內(nèi)的BDOBC16的質(zhì)量約占整個(gè)組裝體的15

3、.5％，客體分子BDOBC16的分解溫度得到了提高。熒光性質(zhì)研究結(jié)果顯示組裝到硅烷化的SBA-15內(nèi)的BDOBC16發(fā)射綠光而純凈的客體分子本身發(fā)紅光，BDOBC16分子組裝前后發(fā)射光能量變化很明顯且發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)了75倍。我們分析認(rèn)為主客體分子之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用是客體分子在組裝后發(fā)光性質(zhì)發(fā)生巨大改變的主要原因。分子聚集對(duì)發(fā)光有極大的危害，而將共軛有機(jī)分子BDOBC16組裝到硅烷化的分子篩孔中可以使其高度分散，因而提高其發(fā)光強(qiáng)度。

4、r>　　第二體系在原有的SBA-15的基礎(chǔ)上通過化學(xué)修飾法于孔內(nèi)構(gòu)建微孔，合成了一種微介孔混合型的多級(jí)孔雜化材料HSSBA-15。該材料并未破壞SBA-15原有的骨架，僅是在介孔內(nèi)構(gòu)建了微孔，但又由于新構(gòu)建的微孔結(jié)晶度很低，所以其晶面結(jié)構(gòu)在XRD圖上無法顯示出峰。SBA-15原有的介孔直徑在8nm左右，而新出現(xiàn)的微孔每個(gè)直徑在1.9nm左右，同時(shí)原來的母孔孔徑變?yōu)?.5 nm，孔體積減小了0.0214 cm3/g，比表面積卻由原來的39

5、5.9 m2/g變?yōu)槲⒖讟?gòu)建后的667.4 m2/g。從HR-TEM圖像上可以看到原介孔孔道壁上出現(xiàn)了大量的微孔結(jié)構(gòu)，且原來的母孔輪廓變得模糊了。該雜化材料結(jié)合了微孔與介孔兩種組分的性質(zhì)，其優(yōu)越的的吸附性能被充分顯示出來。本論文應(yīng)用微介孔雜化材料HSSBA-15對(duì)海水中的Na+和Cl-離子進(jìn)行了吸附研究，研究結(jié)果表明該復(fù)合雜化材料能夠達(dá)到純化海水的目的。我們?cè)谡撐闹邢到y(tǒng)地研究了多級(jí)孔材料HSSBA-15對(duì)Na+和Cl-離子的吸附動(dòng)力學(xué)和

6、熱力學(xué)，考察了不同初始濃度、不同吸附溫度以及不同吸附時(shí)間對(duì)吸附效果的影響，三方結(jié)合得到最佳吸附效果的條件。結(jié)果顯示:在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)比低濃度的NaCl，HSSBA-15對(duì)高濃度的NaCl有更強(qiáng)的吸附能力。分子篩孔壁上富電子的O-H與帶正電荷的Na+之間能夠形成較強(qiáng)的靜電作用，而被吸附的Na+又可以吸附帶負(fù)電荷的Cl-，如此正負(fù)交替，使得Na+和Cl-同時(shí)被該主體材料吸附。吸附曲線告訴我們，吸附量qe在最初的一段時(shí)間里急劇增加，而10小

7、時(shí)以后基本趨于穩(wěn)定，48小時(shí)后達(dá)吸附平衡;在一定濃度范圍內(nèi)，NaCl的初始濃度越高吸附量就越大，高于此范圍，吸附量將不再隨著NaCl初始濃度的增加而增加;20℃左右時(shí)吸附量最大，低于或高于此穩(wěn)定吸附量都將降低，尤以高溫降低最為顯著，這是由于高溫加劇了分子的熱運(yùn)動(dòng)，分子熱運(yùn)動(dòng)的能量高于靜電結(jié)合能，因此Na+和Cl-更加容易掙脫靜電力束縛返回到溶液中去。綜合結(jié)果顯示20℃、吸附質(zhì)的初始濃度為5g/L時(shí)，吸附劑HSSBA-15的吸附效果最佳，