新型功能性無機(jī)材料制備與應(yīng)用.pdf

1、近幾年來，環(huán)境污染問題日益突出促使人們對(duì)環(huán)境治理提出了更高的要求。因此，制備出新穎的功能性材料應(yīng)用于消除環(huán)境污染越來越追在眉睫。此外，如何擺脫合成過程中帶來的高能耗和高污染，找到一種簡潔、溫和、安全和節(jié)能的方法去制備功能性材料是許多研究者的共同努力的目標(biāo)。由于介孔材料和核殼材料在吸附、氣敏、催化反應(yīng)等方面有著廣泛的應(yīng)用，引起了科研者越來越多的關(guān)注。本文的主要研究內(nèi)容是介孔材料的制備及其應(yīng)用于吸附和氣敏領(lǐng)域、核殼材料的制備及其應(yīng)用于催化領(lǐng)

2、域。研究目的是通過考察各種新型功能性材料的性能，為其之后的應(yīng)用奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　本文制備出兩種功能性的硅基介孔材料(KMS和ZMS)，并將其應(yīng)用于金屬離子吸附。KMS是分散性良好的球形顆粒，通過對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)物配比與反應(yīng)時(shí)間等因素考察，探討其可能的合成機(jī)理。合成機(jī)理是:以硬脂酸做模板，硅烷偶聯(lián)劑通過靜電作用在模板與二氧化硅之間起橋梁作用。并且通過簡單的的溶劑萃取法實(shí)現(xiàn)模板的脫除，實(shí)現(xiàn)模板劑的回收利用和環(huán)境保護(hù)。ZMS是通

3、過改變KMS的官能團(tuán)而制備出來的。并且考察攪拌時(shí)間，pH值，初始金屬濃度，溫度和吸附劑用量對(duì)吸附性能的影響，KMS和ZMS都顯示出優(yōu)異的金屬離子吸附性能。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了pH值在吸附過程中起著至關(guān)重要的作用。另外，以兩種吸附模型分別設(shè)計(jì)出相應(yīng)的循環(huán)再生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種介孔材料都顯示出優(yōu)異的循環(huán)再生性能，這說明KMS和ZMS將成為環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上都可行的應(yīng)用于水溶液中去除金屬離子的吸附劑。
　　在溫和反應(yīng)條件下以軟模板法制備出介孔金

4、屬氧化物FMZ。系統(tǒng)研究了合成體系的反應(yīng)溫度、溶液酸堿度與反應(yīng)物配比等因素對(duì)FMZ的結(jié)構(gòu)影響，并探討了其可能的形成機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)pH值是個(gè)至關(guān)重要的因素，只有在適當(dāng)?shù)乃釅A性條件下才能成功制備出FMZ。此外，F(xiàn)MZ在甲醛檢測中顯示出優(yōu)良的氣敏性能，這說明FMZ是一種很有前途，可以應(yīng)用于實(shí)際傳感器的材料。
　　通過反膠束溶膠凝膠法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的Pt@TiO2材料，探索了合成體系的模板劑用量、溶液酸堿度與反應(yīng)物配比等因素對(duì)材料核殼