多金属氧酸盐复合材料的仿生合成、表征和性质研究

摘要

自从多金属氧酸盐被合成出以来，它在各个领域的应用日趋广泛，使人们对它的显微结构更加关注。这决定着材料的传输行为、催化活性、分离效率、黏附、储存和释放动力学等。本着想通过材料的表面修饰和引入特殊的显微结构(如中空、多孔)的观点，以改善材料的上述性能为目的，合成了具有核壳结构的高比表面积、高催化活性的多金属氧酸盐复合材料。 多金属氧酸盐兼有酸性和氧化还原性，本文采用溶胶一凝胶和生物粒子模板法合成了具有核壳结构的POM-SiO<,2>复合材料，并用元素分析法确定其化学组成，用IR、XRD、uv、SEM和TEM等手段对其结构、形貌和性质进行了表征。主要结果如下： 1、以[γ-SiW<,l0>O<,36>]为母体，与SiO<,2>结合，采用溶胶—凝胶和生物粒子模板法制备了核壳结构的[γ-SiW<,l0>O<,36>]-SiO<,2>复合材料，并用上述方法表征，证明其仍然具有[γ-SiW<,l0>O<,36>]结构，并测定其催化性能。 2、以H<,3>PW<,l2>O<,40>为母体，与SiO<,2>结合，采用溶胶—凝胶和生物粒子模板法制备了核壳结构的H<,3> PW<,l2>O<,40>-SiO<,2>复合材料，该复合材料具有H<,3>PW<,l2>O<,40>的特征，并测定其催化性能。 3、以H<,3>PMo<,12>O<,40>为母体，与SiO<,2>结合，采用溶胶—凝胶和生物粒子模板法制备了核壳结构的H<,3>PMo<,12>O<,40>-SiO<,2>复合材料，并用上述方法表征，证明其仍然具有H<,3>PMo<,l2>O<,40>结构，并测定其催化性能。 IR表明它们仍然具有Keggin结构，XRD结果表明这三种化合物，所形成粒状杂化材料后，母体杂多酸的基本结构仍然保留，但杂多酸分子与二氧化硅网络之间存在化学作用。SEM和TEM证明，以生物分子为模板，采用溶胶技术，使其表面形成氧化硅网络，通过硅醇键与杂多酸作用，经过高温煅烧除去有机物，形成与生物体形貌相似的杂多酸。 为了探索多酸复合材料的催化性能，考察了POM-SiO<,2>对水溶液中碱性藏花红降解反应的催化效果，并对多酸母体与多酸复合材料和重复使用次数这两个方面进行了比较，经过测试，发现反应速度明显提高，证明改变形貌之后的多酸与母体多酸相比，表面积有很大程度的提高。

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文摘

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第一章 引言

第二章 二氧化硅负载K8[γ-SiW10O36]复合材料的制备和表征

第三章 二氧化硅负载H3PW12O40复合材料的制备和表征

第四章 二氧化硅负载H3PMo12O40的复合材料的制备和表征

第五章 二氧化硅负载多金属氧酸盐复合材料的催化性质研究

参考文献

致谢

硕士就读期间已发表和待发表的论文