介孔二氧化锆的水热合成和表征.PDFVIP

第２７卷 第８期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．８ ２０１０年８月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ａｕｇ．２０１０ 介孔二氧化锆的水热合成和表征 ａ ｂ ａ 范现芬 　张雪红　宋秀芹 ａ ｂ （河北师范大学化学与材料科学学院　石家庄０５００１６；石家庄学院化学系　石家庄） 摘　要　以表面活性剂十二烷基磺酸钠为辅助模板剂，合成了具有较高稳定性的介孔二氧化锆。采用ＴＧ、 ＸＲＤ、ＦＴＩＲ以及Ｎ吸附脱附等测试技术对产物进行了表征。研究结果表明，以阴离子型表面活性剂为模板 ２ 合成的二氧化锆前驱体具有层状介孔结构，经过ＮａＯＨ溶液处理后再经５００℃煅烧仍能保持其介孔结构，显 示了良好的热稳定性。在表面活性剂脱除后得到双孔分布的孔结构，其孔壁为四方晶相结构。ＮａＯＨ对其结 构的形成起到了关键作用。 关键词　介孔二氧化锆，阴离子表面活性剂，水热法 中图分类号：Ｏ６１４．４　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２０１０）０８０９０７０４ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１０．９０７０９ ＺｒＯ是唯一同时具有表面酸性位和碱性位的过渡金属氧化物，具有优良的离子交换性能及表面富 ２ 集的氧缺位。因此，在催化领域它既可以单独作为催化剂使用，也可以作为催化剂载体或助剂。若赋予 其发达的孔隙结构不仅有利于电荷在相间的传递，改善其电荷传递性能，而且可以降低反应物分子或产 物分子在催化剂中的扩散阻力，从而改善和优化其催化反应性能。 ［１］ 自１９９２年Ｍｏｂｉｌ公司的科学家首次合成ＭＣＭ４１介孔氧化硅材料 后，对硅基和非硅基介孔材料 的合成已引起广泛兴趣。利用表面活性剂和嵌段共聚物等作为模板，已经合成出不同孔结构的 ［２６］ ＺｒＯ 。但与介孔硅基材料相比，介孔ＺｒＯ的热稳定性较差。为了解决这一问题，人们在介孔ＺｒＯ骨 ２ ２ ２ ３＋ ３＋ ３＋ 架结构中嵌入了起结构稳定作用的磷酸根、硫酸根或Ｙ 、Ｃｅ 、Ｌａ 等半径大、价态低的助剂离子，来 ［７１１］ 延迟ＺｒＯ的晶化过程而使晶格稳定，但这也只能得到孔壁为无定形或半晶结构的锆基介孔材料 。 ２ 近年来，虽然通过在有机溶剂中利用三嵌段聚氧烯烃型表面活性剂为模板或者利用组装、复制等方法可 以制得具有稳定六方或立方孔结构的介孔ＺｒＯ［１２１４］，但是真正能获得热稳定性好、组成单一、孔壁结构 ２ 结晶度高的介孔ＺｒＯ的简单制备工艺仍不成熟。因此，探索合成有序、稳定、高晶化度和确定晶相结构 ２ 的介孔ＺｒＯ的新路径仍是值得研究的课题。 ２ 本文以十二烷基磺酸钠为模板，用廉价的ＺｒＯＣｌ·８ＨＯ为锆源，水热法合成后，用ＮａＯＨ溶液处理， ２ ２ ５００℃煅烧，制备了具有四方孔壁结构的介孔ＺｒＯ。合成工艺简单易控，成本低，适于放大生产。 ２ １　实验部分 １．１　试剂和仪器 氯氧化锆（ＺｒＯＣｌ·８ＨＯ）、十二烷基磺酸钠（ＳＤＳ）、ＮＨＨＣＯ和ＮａＯＨ等试剂均为分析纯。