氧化硅有序介孔材料MCM-41的微波水热合成及用于组装ZnO纳米粒子

摘要

与传统水热合成工艺相比,采用微波水热合成新工艺快速合成了比表面积大,孔体积和孔径大,孔径分布范围更窄,孔洞呈六方排布的有序介孔材料MCM-41.微波水热合成工艺合成的MCM-41具有合成效率高、成功率高等特点,为此类介孔材料商业化提供了高效的技术手段.采用传统水热工艺合成MCM-41通常需要48～72 h,而采用微波水热合成技术仅需要30 min.采用X射线粉晶衍射(XRD),氮气吸附等技术手段对合成MCM-41材料的物相、比表面积、孔体积、孔径等进行了表征.采用微波水热合成MCM-41的工艺参数为:微波处理的温度为120℃,时间为30 min,微波辐射功率为500 W,经过滤、洗涤、干燥、焙烧等处理后,得到的MCM-41具有六方排布的孔系,晶格常数a0=4.4 nm,比表面积可达1113 m2/g,平均孔径为2.7 nm,与选用同样配方,采用传统水热合成工艺合成的MCM-41的性能相当,却极大提高了合成效率.采用微波水热合成工艺,同样可以合成立方晶系的MCM-48和六方晶系的SBA-15等介孔氧化硅分子筛材料.此外,在微波合成的MCM-41中采用液相工艺成功组装了ZnO纳米粒子,并对组装在MCM-41中纳米ZnO粒子进行了光催化降解苯酚的实验研究.