几种氧化物介孔材料的合成及其性能研究

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介孔材料由于较高的比表面积、有序的孔道结构等优势,在光催化催化、吸附和生物等领域具有广泛的应用前景。近年来,功能介孔材料的制备及性能研究成为材料研究者的重要研究方向。本论文致力于几种氧化物介孔材料的制备及其性能研究,找到了几种氧化物介孔材料制备的有效方法,并进行了相应介孔样品的性能研究。其主要内容如下:(1)以立方分子筛MCM-48为硬模板,利用“纳米铸造法”合成纯相介孔钒酸铋光催化材料。与传统大颗粒相比,“纳米铸造”介孔BiVO4介孔材料比表面积为22.9 m2·g-1,孔道结构有序,颗粒尺寸较小(约为10nm),有效减少了光生电子和空穴复合的几率,在可见光范围内表现出优良的可见光催化活性,90min内对乙基黄原酸钾的光催化降解率高达78%。(2)利用水热法,以无机钛源硫酸钛、葡萄糖和钨酸钠为原料,通过控制C,W元素摩尔掺杂量,成功制备了可见光响应型金属/非金属共掺杂TiO2介孔材料。样品颗粒大小约为12nm,比表面积约为120m2·g-1左右;样品在可见光区的吸收随着钨掺杂量的增加而不断加强;W6+发挥了电子捕获剂和电子转移的作用,抑制光生电子-空穴的复合,获得了可见光条件下TiO2良好的响应性能;当碳掺杂量为1%、钨掺杂量为10%时,样品在可见光范围内对对苯二甲酸的催化效果最佳。(3)利用分子筛有序孔道的毛细管力,将前躯体吸附进入孔道中,通过[Cu(NH3)4]2+在高比表面积有序介孔分子筛MCM-48孔道内的介孔自组装,成功合成了高比表面的介孔CuO/SiO2复合材料。当Cu:Si=1:2.5时,所制备的主客体复合材料比表面积约为219 m2·g-1,孔径分布与主体材料相似,表现为双峰分布,但都较集中分布于3 nm左右,孔容约为0.3 cm3·g-1,对亚甲基蓝的吸附性能良好,90 min内对乙基黄原酸钾的降解效率高达92%。
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