【摘要】：體心立方對稱結(jié)構(gòu)的SBA-16的介孔分子篩因具有比表面積大、孔徑分布規(guī)則可調(diào)、孔徑分布窄等特點,在吸附、催化、光電等方面得到具有廣泛的應(yīng)用。然而,純硅SBA-16介孔分子篩缺乏活性,限制了其在化工領(lǐng)域的應(yīng)用。因此將過渡金屬原子引入SBA-16分子篩骨架以提高其催化活性受到了廣泛的關(guān)注。本文以鐵尾礦為原料采用酸浸法制備FeCl_3溶液;以酸浸渣為原料采用堿浸法制備硅酸鈉溶液;以聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(F127)為表面活性劑,硅酸鈉溶液為硅源制備SBA-16介孔分子篩,并用FeCl_3溶液對最優(yōu)條件下制備的介孔分子篩進行改性,研究了不同鐵摻雜量對分子篩光催化性能的影響。(1)研究了鐵尾礦酸浸渣堿浸過程中NaOH溶液濃度、物料比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對酸浸漬渣中硅的溶出率的影響。通過正交實驗獲得了硅提取的條件:NaOH的溶液濃度為40%,物料比為1∶1,反應(yīng)溫度為120℃,反應(yīng)時間為6 h,溶出率為80.01%。(2)以鐵尾礦酸浸渣制備的硅酸鈉溶液為硅源,F127為模板劑,通過控制變量法在不同的條件下制備出SBA-16介孔分子篩,并獲得優(yōu)化的制備條件:酸濃度為2 mol/L,硅和模板劑的比例為1.12:1,水熱晶化時間為72 h。在此條件下制備的SBA-16介孔分子篩的比表面積為897 m2/g,孔徑為15.9 nm,在此條件下制備的SBA-16介孔分子篩對亞甲基藍(lán)溶液的吸附作用。(3)以鐵尾礦制備的酸浸液為鐵源,采用調(diào)節(jié)pH法制備鐵改性SBA-16介孔分子篩結(jié)果表明鐵改性SBA-16介孔分子篩對亞甲基藍(lán)有很好的催化降解活性。
【圖文】：

1 文獻綜述與選題意義基。當(dāng)表面活性劑溶于水中時，帶有正電荷的親水端朝向外側(cè)，疏水基的尾集在一起，形成球狀膠束或棒狀膠束。介孔分子篩的合成有兩條路線：①由于表面活性劑是兩性分子，所以會在水溶液中形成膠束，膠束在溶形成六方結(jié)構(gòu)的相，硅物種在靜電作用下在液晶表面沉積并且發(fā)生水解、交用，形成了由模板劑和硅物種形成的有機無機的六方液晶相，去除模板劑后六方無機硅介孔材料。②還有一種思路認(rèn)為，低聚的硅酸鹽物種先在模板劑形成的膠棒表面發(fā)聯(lián)、聚合，然后膠棒聚集形成六方結(jié)構(gòu)。

不同酸濃度下制備的 SBA-16 介孔分子篩的樣品的 SEM 見圖 4-2。由圖可知以發(fā)現(xiàn)制備的樣品形貌為球形顆粒，且酸濃度增大時候，球形顆粒會發(fā)生聚集，有低濃度的時候表面平滑。F127 表面活性劑的膠束以球體存在，在較高的酸下，水解硅源的縮聚速率較小，，硅源和模板劑之間的作用更完全，在較長的時溶液體系中沒有沉淀產(chǎn)生，低聚合度的硅可以均勻分布與模板劑膠束表面，材向著吉布斯自由能降低的地方發(fā)育形成球形顆粒。當(dāng)酸度比較高的時候，會使模板劑和硅物種之間的作用力加強，使得反應(yīng)速率加快，導(dǎo)致生成物的形貌是似球形的顆粒堆積，且團聚明顯（張晶晶，2011）。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36


本文編號：2567595