介孔氧化硅的合成及其在固載酸催化劑中的應用.pdf

1、本文分別以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、雙子型Gemini表面活性劑雙十六烷基四甲基溴化乙二銨（G16-2-16）為模板劑，水熱法合成了MCM-41型介孔氧化硅材料，并以合成的介孔氧化硅為載體，引入SO42-/ZrO2制得了固體超強酸催化劑，然后以八甲基環(huán)四硅氧烷開環(huán)聚合反應作應用對象，對固體超強酸催化劑的催化活性進行了評價。詳細工作如下：
　　 1.以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為模板劑

2、、正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，在弱堿性條件下水熱法合成了MCM-41型介孔氧化硅MS-1。使用紅外光譜（IR）、X射線衍射（XRD）和透射電鏡（TEM）等測試手段對介孔MS-1的結構進行表征，并通過XRD結果研究了凝膠組成、底物的摩爾比、晶化時間以及焙燒溫度對MCM-41型介孔材料MS-1結構的影響。
　　 （1） XRD和TEM等測試手段對介孔MS-1的結構進行表征，結果表明新合成的介孔氧化硅MS-1為無定形態(tài)，具有清晰的二

3、維六方結構及較高的水熱穩(wěn)定性。
　　 （2） IR、XR-D以及元素分析的結果表明模板劑表面活性劑組分確實存在于焙燒前的介孔二氧化硅中而且可以通過用煅燒的方法去除。焙燒后介孔MS-1的結構有序性遭受到一定的破壞。
　　 （3） XRD表征結果表明介孔MS-1的最佳合成條件為：w（NH3）/w（TEOS）=7、n（CTAB）/n（TEOS）=0.15、晶化時間為24h、焙燒溫度650℃時，合成出的介孔氧化硅MS-1有序性較

4、高。
　　 2.利用水熱法，采用陽離子Gemini表面活性劑雙十六烷基四甲基溴化乙二銨（G16-2.16）為結構導向劑，正硅酸乙酯為硅源，在弱堿性體系中合成了MCM-41型介孔氧化硅MS-2，使用小角X射線衍射（SAXRD）、高分辨率透射電鏡（HRTEM）、N2吸附-脫附分析和熱重-微分熱重法（TG-DTG）等技術對材料的結構進行了系統(tǒng)研究，分析了不同模板劑濃度對材料結構有序度的影響。研究表明：
　　 （1）新合成的MC

5、M-41型介孔氧化硅MS-2具有較高的比表面積（906.71㎡/g）、較大的孔徑（3.1nm）、孔容（0.93cm3/g）以及比較高的有序度，并呈現(xiàn)二維六角結構。
　　 （2）在G16-2-16和TEOS的摩爾比n（G16-2-16）/n（TEOS）為0.1的條件下，合成的介孔氧化硅MS-2的有序性最高。
　　 3.以MS-2為載體，硝酸鋯為鋯源，利用等體積浸漬法制備了三種不同鋯含量的固體酸催化劑SZM，使用IR、自動吸

6、附比表面積儀和XRD對固體酸催化劑進行了表征。以八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）開環(huán)聚合反應作應用對象考察了焙燒溫度、焙燒時間、浸漬液（NH4）2SO4濃度和浸漬時間等制備條件對催化劑SZM-30催化活性的影響，并分析了固體酸催化劑SZM的催化效率與D4開環(huán)反應時間、反應溫度和催化劑用量的關系。結果發(fā)現(xiàn)：
　　 （1）隨固體酸負載量的增加，IR譜461cm-1附近的酸特征峰強度增加；比表面積測試結果表明固體酸的比表面積和孔容隨負載量的增