论文总字数：20998字

摘 要

介孔分子筛由于其较大的比表面积、均一可调的孔径和良好的热稳定性等优点被广泛应用于催化、吸附和分离等领域。但是由于MCM-41和SBA-15的骨架中存在丰富且没有活性的Si-O键，因而限制了其在催化领域的应用。因此需要对MCM-41和SBA-15进行改性，实现其在各个领域的应用价值。本文首先采用水热法制备MCM-41和SBA-15介孔分子筛。然后，将TiO₂负载到MCM-41和SBA-15两种分子筛上，最后，通过浸渍法将S₂O₈^2-修饰到TiO₂上，制备出固体超强酸负载型S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41和S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15两种催化剂。对所制备的样品采用FT-IR和XRD分析，结果表明S₂O₈^2-和TiO₂已经成功负载到介孔分子筛上。以罗丹明B（1×10^-5 M）来模拟工业有机废水，300W的氙灯模拟太阳光光源，将所得的两种催化剂光催化降解罗丹明B溶液，来评估所制备的光催化剂的光催化活性。结果表明， S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41在吸附平衡后，需40 min将罗丹明B降解完全； S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15在吸附平衡后，需60 min将罗丹明B降解完全，且重复性能较好，在重复使用六次后降解率仍达90%以上。对比没有光催化活性的纯MCM-41和SBA-15来说，S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41和S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15均具有较好的光催化降解罗丹明B性能。

关键词：介孔分子筛 SBA-15 MCM-41 光催化 罗丹明B

ABSTRACT

Mesoporous materials with large surface area, tunable pore size distribution and ordered pore structure have been applied in many fields, such as environmental purication, decomposition of organic contaminants and synthesis of chemistry. But it has no catalytic activity, so the development of new functionalized mesoporous composite materials becomes an important task.

In this paper, first,MCM-41 and SBA-15 molecular sieves was prepared by hydrothermal synthesis method. Second,we loaded TiO₂ on MCM-41 and SBA-15 by impregnation method. Last, we added S₂O₈² to TiO_2. Then,we can synthesis S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41and S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15 The catalyst was characterized by XRD and FR-IR. The results showed that S₂O₈^2-and TiO₂ was successfully supported on MCM-41 and SBA-15.

The photocatalytic activity of S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41and S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15 composites were evaluated by the degradation degree of RhB in the visible light. The results showed both S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41and S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15 had a good degradation of Rhodamine B compared with MCM-41 and SBA-15, which had no photocatalytic activity.

窗体顶端

窗体底端

Keywords: Molecular sieve; MCM-41; SBA-15; Photocatalysis; Rhodamine B

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 文 献 综 述 1

1.1介孔材料概述 1

1.2介孔分子筛的合成机理 2

1.2.1 液晶模板机理（Liquid Crystal Templating Mechanism,简记为LCT） 2

1.2.2 协同作用机理（Cooperative Formation Mechanism,简记为CFM） 2

1.3介孔分子筛的制备方法 3

1.4介孔分子筛的改性 3

1.5 介孔材料的应用 3

1.5.1在吸附方面的应用 3

1.5.2在催化方面的应用 3

1.6负载型光催化剂的研究 4

1.6.1光催化概述 4

1.6.2光催化机理 4

1.6.3介孔分子筛负载型TiO₂的研究 5

1.7本文研究的目的和意义 5

第二章S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41的制备与可见光催化性能的研究 6

2.1前言 6

2.2实验主要药品与仪器 6

2.2.1药品 6

2.2.2仪器 7

2.3催化剂的制备 7

2.3.1 MCM-41的制备 7

2.3.2 S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41的制备 7

2.4催化剂的表征 7

2.4.1 X射线粉末衍射(XRD) 7

2.4.2 傅里叶变换红外光谱（FT-IR） 8

2.5催化剂活性测试 8

2.6催化剂的表征结果分析 8

2.6.1XRD分析 8

2.6.2 FT-IR分析 9

2.7 催化剂可见光催化性能 10

2.7.1可见光催化活性 10

2.7.2 S₂O₈^2-/TiO₂-MCM-41可见光下催化降解RhB随时间变化的紫外-可见光谱和降解液颜色变化 11

2.7.3可能的光催化机理 12

2.8结论 12

第三章 S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15的制备与可见光催化性能的研究 13

3.1 前言 13

3.2实验主要药品与仪器 13

3.2.1药品 13

3.2.2仪器 14

3.3催化剂的制备 14

3.3.1分子筛SBA-15的制备 14

3.3.2 S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15催化剂的制备 14

3.4催化剂的表征 14

3.4.1 X射线粉末衍射(XRD) 15

3.4.2傅里叶变换红外光谱（FT-IR） 15

3.5催化剂活性测试 15

3.6催化剂的表征分析 15

3.6.1 XRD分析 15

3.6.2红外分析 16

3.7催化剂可见光催化性能 17

3.7.1可见光催化活性 17

3.7.2可见光下催化降解活性 18

3.7.3 S₂O₈^2-/TiO₂-SBA-15可见光下催化降解RhB随时间变化的紫外-可见光谱和降解液颜色变化 18

3.7.4不同样品对罗丹明B的降解K值图 19

3.7.5催化剂的重复使用性 20

3.7.6可能的光催化机理 20

3.8结论 20

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

参考文献 22

致谢 25

第一章 文 献 综 述

1.1 介孔材料概述

介孔材料是一种非常特殊的纳米材料^[1]。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的规定^[2]，介孔材料可以根据其孔径尺寸分为三类：微孔材料，介孔材料和大孔材料，其中介孔材料因其孔径可调、比表面积高和热稳定性高等优点而受到广泛研究。

请支付后下载全文，论文总字数：20998字