【摘要】：多孔塊體是一類具有一定尺寸和數(shù)量有序孔結構、外觀呈塊體狀的材料。因其具有低的相對密度、高的比表面積、優(yōu)異的滲透性能和吸附性能,多孔塊體被廣泛用作過濾、分離、吸附、催化等領域的載體材料,已成為新型材料的研究熱點。多孔塊體的制備方法較多,其中溶膠-凝膠伴隨相分離法是一種新型的濕化學法制備多孔塊體材料的技術。所制備的多孔塊體具有微米尺度可控的共連續(xù)大孔和骨架結構,在催化劑載體、液相色譜柱等應用領域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。本文首先綜述了多孔塊體材料的研究現(xiàn)狀,在SiO2、Al2O3、TiO2等單一氧化物體系的研究基礎上,開展了溶膠-凝膠伴隨相分離法制備多孔復合氧化物塊體材料的研究。選取鈣鋁石(Ca12Al14O33)、鈦酸鋁(Al2Ti05)和磷酸鋁(AIPO4)作為研究對象,重點分析了聚氧化乙烯(PEO)、環(huán)氧丙烷(PO)和溶劑用量以及凝膠溫度、熱處理溫度等制備參數(shù)對試樣微觀形貌的影響,研究了各體系溶膠-凝膠伴隨相分離機制。具體研究內(nèi)容和結論如下：(1)以無機鹽氯化鋁和氯化鈣為前驅體,乙二醇(EG)為絡合劑,甲酰胺(FA)為干燥控制化學添加劑,PO為凝膠促進劑,PEO (Mv=3×105)為相分離誘導劑,水和乙醇為溶劑制備了多孔鈣鋁石塊體材料。加入EG可抑制鈣離子在溶膠-凝膠過程中析出,加入FA可減少鈣鋁石凝膠在常壓干燥過程中的收縮。Ca-Al-O體系的溶膠-凝膠伴隨相分離機制與PO的開環(huán)反應及PEO和A1203低聚物間的相互作用有關。PEO中的醚氧結構單元通過氫鍵與A1203低聚物表面羥基結合,誘導A1203低聚物進一步縮聚并使體系發(fā)生相分離。PEO在相分離后主要分布在液相。在最佳的起始組分和凝膠溫度條件下,可制備得到具有理想的共連續(xù)大孔和骨架結構的鈣鋁石凝膠塊體。干凝膠在1000℃熱處理后由無定型轉變?yōu)殁}鋁石晶型Ca12Al14O32Cl2,同時原有的大孔結構得到完整保留。多孔鈣鋁石塊體在熱處理前后均具有窄的孔徑分布,大孔孔隙主要分布在1-2μm之間。熱處理后塊體的孔隙率達72.9%。該多孔鈣鋁石塊體有望在電化學和催化領域得到應用。(2)以氯化鋁和鈦酸四丁酯為前驅體,檸檬酸為酸催化劑和絡合劑,FA為凝膠促進劑,PEO (Mv=1×105)為相分離誘導劑,水和乙醇為溶劑制備了多孔鈦酸鋁塊體材料。Al2O3-TiO2復合體系的相分離是PEO-Al2O3體系和PEO-TiO2體系相分離之間相互競爭的過程,PEO在相分離后主要分布在凝膠相中。在最佳的起始組分條件下,可制備得到具有理想大孔結構的鈦酸鋁凝膠塊體,大孔孔隙主要分布在2-3μm,孔隙率為63.3%。干凝膠在1300℃熱處理后由無定型轉變?yōu)锳l2TiO5晶型,同時原有大孔結構在熱處理后得到進一步優(yōu)化。與采用添加造孔劑法制備的多孔鈦酸鋁陶瓷相比,所得多孔塊體在熱處理后具有適合流體通過的共連續(xù)結構和窄的孔徑分布。該多孔鈦酸鋁塊體有望應用于汽車尾氣凈化裝置的載體材料。(3)以氯化鋁和磷酸為前驅體,PO為凝膠促進劑,PEO (Mv=1×104)為相分離誘導劑,水和甲醇為溶劑制備了階層多孔磷酸鋁塊體材料。通過進一步調整PEO、PO和溶劑用量,優(yōu)化了課題組已報道的大孔結構。采用溶劑熱法制備了銀溶膠并通過銀溶膠浸漬的方法制備了銀負載的多孔磷酸鋁塊體。在最佳負載工藝下,銀納米顆�？删鶆蜇撦d在磷酸鋁多孔骨架的表面。該銀負載多孔磷酸鋁塊體材料在貴金屬催化領域有潛在應用價值。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 崔靜潔;何文;廖世軍;夏熙;;多孔材料的孔結構表征及其分析[J];材料導報;2009年13期

2 徐惠;曲曉麗;翟鈞;王毅;史建新;;乙二醇水熱還原法制備納米銀[J];貴金屬;2006年03期

3 王q;李晨;徐博;;溶膠-凝膠法的基本原理、發(fā)展及應用現(xiàn)狀[J];化學工業(yè)與工程;2009年03期

相關博士學位論文 前1條

1 王曉方;無機多孔材料的制備及功能化研究[D];吉林大學;2012年

相關碩士學位論文 前1條

1 呂林一秀;溶膠—凝膠伴隨相分離法制備多孔氧化鋯塊體材料[D];浙江大學;2014年

，

本文編號：2421200