有序介孔分子筛的合成、表征及其催化应用研究的中期报告

有序介孔分子筛的合成、表征及其催化应用研究的中期报告中期报告一、研究背景和意义在化学领域，分子筛是指一类具有大量有序多孔结构的固体材料。其中，介孔分子筛具有孔径在2到50纳米之间的孔道结构，比传统的微孔分子筛具有更大的空间容积和更高的分子选择性，因此被广泛应用于催化、分离、吸附等领域。尤其是有序介孔分子筛在这些应用中表现出了更为出色的性能，因此备受关注。要制备有序介孔分子筛，必须选取合适的模板剂和硅源，并在一定条件下进行自组装，最终形成具有有序孔道结构的材料。该过程需要对反应条件进行仔细控制，以确保所得产物具有较高的孔道有序性和稳定性，这对于该领域的研究人员而言是一个巨大的挑战。为了克服这个挑战并进一步提高有序介孔分子筛的性能，在本研究中，我们选择了常用的主剂合成法，以PluronicP123为模板，乙醇为硅源，硼酸为pH调节剂，合成了MCM-41型、MCM-48型、SBA-15型三种有序介孔分子筛，以及一种具有双峰孔道结构的介孔分子筛。二、实验方法1.合成有序介孔分子筛该实验采用常规主剂法合成。具体实验条件如下：（1）MCM-41型：乙醇（40mL）和去离子水（2mL）混合，加入硼酸（0.5mL，0.1molL^-1）溶液，调节pH至9。将模板剂PluronicP123（1.2g）加入混合溶液中，搅拌至溶解。将硅源乙基硅烷（TEOS，2.2mL）加入溶液中，搅拌24小时。将产物分离，用去离子水和乙醇反复洗涤，干燥后在空气中焙烧5小时。（2）MCM-48型：乙醇（40mL）和去离子水（2mL）混合，加入硼酸（0.5mL，0.1molL^-1）溶液，调节pH至2。将模板剂PluronicP123（0.6g）加入混合溶液中，搅拌至溶解。将硅源TEOS（1.1mL）加入溶液中，搅拌24小时。将产物分离，用去离子水和乙醇反复洗涤，干燥后在空气中焙烧5小时。（3）SBA-15型：乙醇（40mL）和去离子水（2mL）混合，加入硼酸（0.5mL，0.1molL^-1）溶液，调节pH至2。将模板剂PluronicP123（1.2g）加入混合溶液中，搅拌至溶解。将硅源TEOS（2.2mL）加入溶液中，搅拌24小时。将产物分离，用去离子水和乙醇反复洗涤，干燥后在空气中焙烧5小时。2.表征有序介孔分子筛（1）XRD：采用PhilipsX’Pert-Pro射线衍射仪，CuKα辐射源，扫描角度2θ范围为0~10°。（2）N2吸附-脱附：采用MicromeriticsASAP2020气体吸附仪，积分孔径分布采用BJH算法处理。（3）TEM：采用JEOLJEM-2100透射电镜，加速电压200kV。三、实验结果与分析1.合成有序介孔分子筛以PluronicP123为模板剂，乙醇为硅源，硼酸为pH调节剂合成了MCM-41型、MCM-48型、SBA-15型三种有序介孔分子筛：另外，还合成了一种双峰孔道结构的介孔分子筛，图示如下：2.表征有序介孔分子筛（1）XRD分析样品的XRD图谱如下所示：（2）N2吸附-脱附分析样品的比表面积、孔径和孔道体积等数据如下所示：（3）透射电镜分析样品的TEM图像如下所示：四、结论采用主剂法合成了PluronicP123为模板剂，乙醇为硅源，硼酸为pH调节剂的MCM-41型、MCM-48型、SBA-15型三种有序介孔分子筛，以及一种双峰孔道结构的介孔分子筛。对样品进行XRD、N2吸附-脱附件分析及TEM观察，结果表明所合成的介孔