论文部分内容阅读
杂原子掺杂的硅基介孔材料是材料学领域的研究热点之一。对于在酸性条件下合成的SBA-15，目前的研究多采用后处理方法，如浸溃法、嫁接法等将一种金属氧化物或其他活性组分分散于介孔二氧化硅孔道中，而在SBA-15中同时掺杂两种金属氧化物的工作则少见报道。本论文选取常见掺杂金属氧化物FexOy，CeOx，和VxOy的前趋物无机盐为原料，通过调节合成体系pH值的合成路线，一步合成一系列双金属氧化物掺杂的介孔SBA-15材料。采用多种分析手段如XRD，N2-adsorption，ICP，TEM，Raman，FT—IR，UV—vis等对材料的物理化学性质进行了研究，同时考察了所合成材料在苯酚羟基化反应中的催化性能，所得主要结果如下：
1、以常见的Ce，Fe硝酸盐为前体，TEOS为硅源，P123为表面活性剂，通过调节合成体系pH=2.3～2.4，水热处理，成功合成出Ce—Fe二元金属掺杂SBA-15介孔材料．
2、以常见的钒酸盐和Fe硝酸盐为前体，TEOS为硅源，P123为表面活性剂，通过调节合成体系pH=2.2，非水热处理，成功合成出Fe—V二元金属掺杂SBA-15介孔材料。
3、利用多种表征手段对上述两类材料进行了表征．结果表明：
对于Fe—Ce掺杂体系
(1)．水热法可以有效提高嵌入骨架的Fe的含量
(2)．大部分Fe进入了SBA-15的介孔骨架，而大部分Ce可能分散在介孔孔道表面．
(3)．通过调节合成体系的pH值，加入的Fe可以通过与Cc在溶液中的静电作用，促进Ce在SBA-15孔道表面的分散。对于Fe—V掺杂体系
(1)．非水热条件下，Fe和V就可以大部分进入SBA-15的骨架。
(2)．通过调节合成体系的pH值，Fe和V组分可以通过相互作用(静电、共沉淀)而互相促进在SBA-15骨架中的掺入。
4、苯酚羟基化反应性能测试结果表明，所得材料在苯酚羟基化反应中具有良好的催化活性。掺入的Ce或者V物种通过过氧化物中间体机理催化苯酚羟基化反应，而非一般的羟基自由基机理。过氧化物中间体优先生成产物为对苯二酚，改变两种金属的掺入比例可以调节产物中邻二苯酚、对二苯酚的选择性。