1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1 前言

随着人们环境保护意识的增强和国家对环境质量的重视，环境污染问题越来越受到关注。据统计,在各类环境污染中,化学工业所造成的污染占80%-90%。通过治理化学工业污染的实践,人们逐步认识到要从根本上解决污染问题,不能单靠治理,必须以预防为主,从源头着眼,从工艺入手。因此,各种环境友好新工艺的开发和应用日益广泛,其中用固体碱代替液体碱作为化工生产过程中的新型催化剂的研究越来越受到重视。与传统的液体碱催化剂相比,固体碱作为催化剂具有活性高、反应条件温和、产物易于分离以及可循环利用等诸多优点;尤其是在生产过程中便于实现工艺连续化,增加设备的生产能力,可望成为新一代环境友好催化材料。为了提高固体碱的择形性,研究人员尝试制备具有有序孔道结构的固体碱材料。在众多的多孔材料中,沸石的择形性为人们所熟知,因此各种基于沸石的固体碱新材料的研制受到广泛的关注。然而,沸石的孔径相对较小,体积较大的分子难以进入其孔道,这就极大地限制了沸石在催化反应中的应用。自介孔氧化硅m41s问世以来,研究人员已经利用表面活性剂作为模板合成出了多种有序介孔材料。与沸石相比,这些介孔材料具有更高的比表面和更大的孔体积,其结构的复杂性和多样性给人们留下了广阔的开拓空间,来自吸附、分离和催化等领域的研究人员纷纷加入到介孔材料应用的探索中。介孔材料的出现弥补了沸石的不足,不仅打破了沸石孔径小于1.2 nm的限制,而且有利于反应过程中原料和产物的传输,因此各种具有有序介孔结构的功能材料陆续被报道。与此同时,介孔材料合成和应用的进展也为固体碱材料的发展提供了契机,一些基于介孔材料的新型固体碱陆续被合成出来。这些介孔固体碱材料具有出色的碱性能和催化性能,表现出广阔的应用前景。本文以主体材料为线索, 综述了近年来在介孔固体碱新材料合成方面所取得的进展,评价了各种合成方法的优缺点,并对介孔固体碱的发展趋势进行了展望。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

在可持续发展和绿色化学的迫切需求下，新兴的和有吸引力的想法即非均相催化体系替换传统的均相催化体系已经逐步转化为实际应用。在不同的反应体系，制备高效非均相碱性催化剂是从某些生物源获取大量有价值的化学品，这是一个有趣的发展方向。尤其是使用经济有效的固体碱金属源构造非均相碱性催化剂很好地迎合了发展的趋势。

此外，简易而直接地制备具有大量的分散良好的催化活性相和容易合成过程特点的高活性非均相催化剂是十分需要的。其中，固体介孔强碱由于具有无腐蚀，易分离和几乎不产生废弃物等显著的优点引起研究者极大的兴趣。迄今，经济有效的固体碱催化剂的发展吸引了研究者越来越多的关注，在一些研究中表现出其具有表面积大，碱性位强且分散良好等优点。

正是由于在主体框架无法获得大量未暴露的碱性位，直接制备得到的附着碱金属源的介孔固体碱作为介孔模型不是完全合理的。此外，得到的介孔固体碱也没有显示出希望的结构特性（较大的表面积）。因此，研究者开发出了许多后处理方法，即在一些较大表面区域掺入碱源以获得优选的多孔固体碱。嫁接有机碱或者含氮物质可以在介孔二氧化硅上形成一些碱性位。然而，这些材料的碱度是相对较弱的，这是由碱性物质的固有性质决定的。为了提高碱强度，研究者尝试过引入具有强碱性的金属氧化物（例如氧化钙或氧化镁）。这种方法已被广泛用于一系列多孔载体上强碱性的产生，主要是在介孔载体上引进碱性金属源，然后通过煅烧在载体的孔表面上产生碱性位点。然而，碱性金属氧化物的引入不仅使载体的表面积和孔径大小急剧降低，而且是不可控的和不均匀的。更明显地，包括多孔材料模板的除去和碱性金属的盐的分解的重复煅烧过程中能耗是非常高的。结果，所获得的材料只显示出弱碱性，而且载体的介孔结构被严重损坏。尽管研究者付出巨大努力，强碱性的介孔二氧化硅的制备迄今为止仍然是一个巨大的挑战。