含巯基有机无机杂化有序介孔材料的合成.pdf

第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会 含巯基有机无机杂化有序介孔材料的合成 庄鑫万颖’ (上海师范大学化学系，上海200234) 摘要：采用三嵌段共聚物(PluronieF127)为模板剂方法合成巯基功能化有机无机杂化有序介孔材 术，对含巯基功能化有机无机杂化有序介孔材料进行了表征。研究结果表明，巯基功能化有机无机杂 孔材料在重金属离子废水的处理有广阔的应用前景。 关键词：有机无机杂化；巯基功能化；高巯基含量；介孔材料 中图分类号：0643．3 文献标识码： 杂化介孔材料由于其杂化成分特有的性质可以产生很多显著的性能¨。2]。其中有机基团功能化 的有机无机杂化介孑L材料由于无机固体的均匀介观孔道、大比表面积、均一的大孔径、高稳定性和有 机杂化成分产生的特殊功能引起了人们的极大关注，在催化、吸附、分离、电化学上具有广泛的应 用口]。例如含巯基基团的有机无机杂化材料可以广泛用于吸附废水中的重金属离子H92+等HJ。 目前，采用嫁接、锚定和共聚等不同的化学修饰方法得到了若干结构独特、性能优异的新颖的介 孔固体功能材料∞“J。但是，这些有机官能团随机地锚定在介孔墙壁上，孔口富集就是常遇到的问 题，这在很大程度上影响了有机官能团和被吸附物质的接触能力，限制了其实际应用。以表面活性剂 为模板，有机无机硅源共聚的方法合成的功能化的有机无机杂化介孔材料避免了上述的问题，有机基 团均匀地分布在骨架当中，因而能有效避免孔口堵塞的问题，同时，可有效提高其与吸附物的接触能 力；将有机基团引入孔墙内，能很好地调节材料的物理和化学性质。但往往不能得到高有机组分的有 机无机杂化材料。因此，迫切需要一种通过表面活性剂自组装得到的介孔聚合物中引入功能化基团， 高度有序、有机基团分布均匀、有机组分含量高的有机无机杂化材料。 l实验部分 1．1原料与试剂 F127，苯酚，甲醛(37％)，氢氧化钠，正硅酸乙酯，乙醇，3一巯基丙基三甲氧基硅烷 1．2巯基功能化有机无机杂化有序介孔材料的制备 40℃时，将F127溶解在无水乙醇中，搅拌1小时；有机硅源3一巯基丙基三乙氧基硅烷和无机硅 源正硅酸乙酯在酸性条件下水解30分钟；混合两种溶液，加入可溶性甲阶酚醛树脂，搅拌2个小时。 然后将此混合液均匀铺于培养皿中，室温放置，最后转移至烘箱热聚，24小时后，将产物在硫酸溶液中 回流，除去表面活性剂，得到不同巯基含量的、具有二维六方结构(空间群p6inln)的巯基功能化有机无 机杂化的有序介孔材料。命名为MPSH—X，X代表巯基的含量。巯基含量由化学滴定法测定。 2结果与分析 从巯基功能化有机无机杂化有序介孔材料的小角XRD衍射图(图l(a))可以看出合成的材料高 世纪高校优秀人才资助项目(NCET一07—0560) 通讯联系人：Fax：021-6432251l，E—mailaddress：yuan@shnu，cdu，cn． 一98— 第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会 度有序，具有二维六方结构。材料的氮气附等温线属于典型的第1V类型吸附等温线，等温线的吸附 型滞后回环，说明孔径分布均一。所合成介孔材料的具体物理参数见表1。 = 曩 誊 啊 C o 芒 售，d卜∞。暑u一苫clJo螺勺曩差3Io Relative pressure(P／Po) 图1巯基功能化有机无机杂化有序介孔材料的小角XRD图(a)和N：吸附等温线图BET(b) 1 the Fig