纳米分子筛_氧化铝复合材料的制备与表征

分子筛材料的合成及其吸附性能研究分子筛材料是一种能够根据分子尺寸和形状选择性吸附或分离物质的晶体材料。

它们的结构类似于蜂窝，由大量微孔组成，通常由硅酸盐或氧化铝构成。

分子筛材料的合成及其吸附性能一直是材料科学领域的热门研究课题。

分子筛材料的合成方法多种多样，常见的包括水热法、溶胶-凝胶法、模板法等。

其中，水热法是一种常用且具有较高效率的合成方法。

在水热条件下，合成前体物质与反应介质在高温高压的环境中发生反应，最终形成结晶完整的分子筛材料。

另外，溶胶-凝胶法则通过将适当的前驱物溶解在溶液中，随后通过控制凝胶形成和干燥过程，形成高度有序结构的分子筛材料。

模板法则是在合成过程中加入特定模板分子，通过模板分子的作用来调控分子筛材料孔道结构。

不同合成方法对于分子筛材料的结构和性能有着显著影响。

水热法合成的分子筛材料通常具有均匀的孔道结构和良好的热稳定性，适用于高温条件下的吸附分离。

溶胶-凝胶法合成的分子筛材料常具有大孔径和高比表面积，适用于吸附小分子气体。

而模板法则具有精确调控孔径和形状的优势，适用于选择性吸附、催化等方面。

分子筛材料的吸附性能取决于其孔径大小、形状、表面化学性质等多种因素。

具体来说，孔径大小决定了分子筛对不同大小分子的选择性吸附能力。

孔道形状对于分子在内部扩散和催化反应的速率也有重要影响。

此外，分子筛材料的表面功能基团对于与目标分子的相互作用至关重要，它决定了吸附速率和容量。

研究表明，通过合成控制和表面修饰等手段，可以有效改善分子筛材料的吸附性能。

例如，通过改变合成条件可以调控孔道大小，增强对特定分子的吸附选择性。

通过引入功能基团可以调整表面亲疏水性，提高对特定物质的亲和力。

此外，还可以利用复合材料、非平面结构等方法来拓展分子筛材料的应用范围和提升性能。

总的来说，分子筛材料的合成及其吸附性能研究具有重要意义，不仅可以为环境保护、能源开发等领域提供新型材料，还可以为催化、分离技术等领域提供理论支持。

摘 要MCM-22分子筛是一种常用的烃类转化反应微孔催化剂，MCM-41分子筛是一种新型、孔径可调的介孔材料。

本文在前人实验基础上继续探索研究复合MCM-22/MCM-41微孔－介孔复合分子筛的合成方法。

采用纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛，主要考察了纳米组装法晶化条件，即第一次晶化时间、第二次晶化时间、pH值、模版剂等因素对合成产物的影响，确定较好的条件以得到重复性好的MCM-22/ MCM-41复合分子筛。

微孔-介孔MCM-22/MCM-41复合分子最佳的合成条件如下：原料的老化时间为7h；第一步控制合成MCM-22纳米簇微孔相的晶化时间为5.5d，晶化温度为150℃；第二步合成MCM-41介孔相的晶化时间为3.5d，晶化温度为105℃ pH值为10.5，加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）模板剂用量为2g。

通过XRD和SEM的表征结果可以看出，合成产物在XRD的大角度衍射图中出现了MCM-22特征衍射峰，小角度衍射图中出现MCM-41的特征衍射峰，SEM图中发现MCM-22纳米簇前趋体和短程有序的MCM-22/MCM-41复合分子筛，表明短程有序MCM-22/MCM-41复合分子筛已经形成。

关键词： MCM-22/MCM-41复合分子筛；纳米组装法；条件考察；合成表征AbstractThe MCM-22 zeolite is a kind of widely used porous catalyst in hydrocarbon transfer reaction. The MCM-41 molecular sieve is a new type mesoporous molecular sieve with adjustable pore diameter.The synthesis method of MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve was exploered. The MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve is prepared by nano-assembly method. The influence of pH, crystallization time and template agent are investigated, in order to improve the reproducibility of the synthesis method MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve.In the synthesis process of MCM-22/MCM-41，The optimal synthesis conditions of MCM-22/MCM-41 are as follows：the aging time of raw is 7h, the first step of crystallization time for MCM-22 is 5.5d, the second step of crystallization time for MCM-41 is 3.5d, the PH is 10.5,the amount of CTAB is 2 g, The second step of the crystallization temperature for MCM-41 is 105 ℃.The XRD characterization of the molecular sieve shows that the synthetic product presents characteristic diffraction peaks of MCM-41 and MCM-22 in the small-angle and wide-angle XRD diffraction patterns. The nano-cluster precursor of MCM-22 and the short range order MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve are found in SEM photograph. Result shows that short-range order MCM-22/MCM-41 composite has been prepared.Key words: MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve; nano-assembly method; Characterization目 录第一章 前言 (1)1.1 研究背景与研究意义 (1)1.2.1 分子筛的结构与合成机理 (2)1.2.2 MCM-22分子筛的研究现状 (4)1.2.3 MCM-41分子筛的研究现状 (6)1.2.4 MCM-22/MCM-41复合分子筛的研究现状 (8)1.2.4.1原位合成法 (8)1.2.4.1.1单模板合成法 (8)1.2.4.1.2 双模板合成法 (9)1.2.4.2 后合成法 (9)1.2.4.2.1纳米组装法 (9)1.2.4.2.2 包埋法 (10)1.3 研究的主要内容 (10)第二章 实验材料与方法 (12)2.1 实验药品与仪器 (12)2.1.1 实验药品 (12)2.1.2 实验仪器 (12)2.2 纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛 (12)2.3 X射线衍射（XRD）实验、相对结晶度 (13)第三章 实验结果与讨论 (15)3.1 第一步晶化时间对分子筛合成的影响 (15)3.2 第二步晶化时间对分子筛合成的影响 (17)3.3第二步晶化时的PH值对分子筛合成的影响 (19)3.4 模版剂加入量对结晶度的影响 (20)3.5 实验重复性 (22)3.6 SEM图分析 (23)第四章结论 (27)4.1 结论 (27)参考文献 (28)致 谢 (30)声 明 (31)第一章 前 言1.1 研究背景与研究意义众所周知，催化剂是炼油和石油化工技术的核心。

分⼦筛的合成、表征及性能研究设计型化学实验分⼦筛的合成、表征及性能研究 dd分⼦筛的合成、表征及性能研究分⼦筛材料，⼴义上指结构中有规整⽽均匀的孔道，孔径为分⼦⼤⼩的数量级，它只允许直径⽐孔径⼩的分⼦进⼊，因此能将混合物中的分⼦按⼤⼩加以筛分；狭义上分⼦筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四⾯体或铝氧四⾯体通过氧桥键相连⽽形成。

分⼦筛按⾻架元素组成可分为硅铝类分⼦筛、磷铝类分⼦筛和⾻架杂原⼦分⼦筛。

按孔道⼤⼩划分，⼩于2 nm称为微孔分⼦筛，2～50 nm称为介孔分⼦筛，⼤于50 nm称为⼤孔分⼦筛。

按照分⼦筛中硅铝⽐的不同，可以分为A 型(1.5～2.0) ，X 型(2.1～3.0)，Y 型(3.1～6.0)，丝光沸⽯(9～11)，⾼硅型沸⽯(如Z S M－5) 等，其通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O，其中M代表K、Na、Ca等。

商品分⼦筛常⽤前缀数码将晶体结构不同的分⼦筛加以分类,如3A型、4A型、5A 型分⼦筛等。

4A型即孔径约为4A；含Na+的A型分⼦筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A，即为3A型分⼦筛；如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A，即为5A型分⼦筛。

X型分⼦筛称为 13X（⼜称Na-X型）分⼦筛；⽤Ca2+交换13X分⼦筛中的Na+，形成孔径为9A的分⼦筛晶体，称为 10X（⼜称Ca-X型）分⼦筛。

A型分⼦筛结构，类似于NaCl的⽴⽅晶系结构，如将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼，并将相邻的β笼⽤γ笼联结起来，就会得到A型分⼦筛的晶体结构；X型和Y型分⼦筛结构类似于⾦刚⽯的密堆⽴⽅晶系结构，如以β笼这种结构单元取代⾦刚⽯的碳原⼦结点，且⽤六⽅柱笼将相邻的两个β笼联结，就得到了X和Y型分⼦筛结构；丝光沸⽯型分⼦筛结构，没有笼，是层状结构，结构中含有⼤量的五元环，且成对地连在⼀起，每对五元环通过氧桥再与另⼀对联结，联结处形成四元环，这种结构单元的进⼀步联结，就形成了层状结构；⾼硅沸⽯ZSM型分⼦筛结构，与丝光沸⽯结构相似，由成对的五元环组成，⽆笼状腔，只有通道，如ZSM-5有两组交叉的通道，⼀种为直通的，另⼀种为“之”字形相互垂直，通道呈椭圆形[1]。

MnOOH纳米棒的制备、性质和表征作者：管秋月指导老师：陈友存（安庆师范学院化学与环境科学学院安庆 246011）摘要:本文主要介绍了纳米材料的分类、性质和制备方法。

并以KMnO4 和N4(CH2)6为主要原料，在130℃反应16h，水热法制备了MnOOH纳米棒。

利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等手段对产物进行了表征。

重点探索了KMnO4和N4(CH2)6间的摩尔比以及反应温度对合成产物的影响。

实验结果表明:产物为具有单斜结构的MnOOH纯相，形貌为棒状，呈现单晶特性。

关键词:纳米材料；MnOOH；水热合成；纳米棒1 引言部分21世纪的热点纳米科学技术是跨世纪的新学科,必将发展成为21世纪的关键技术。

纳米技术的应用纳米科学技术领域包括纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学、纳米机械学、纳米显微学和纳米制造等。

可见，纳米科学技术是一个多学科交叉的横断学科，是在现代物理学和先进工程技术相结合的基础上诞生的，是一门学科与高技术紧密结合的新型科学技术。

“纳米”的涵义不仅仅指空间尺度，更重要的是提出一种崭新的思维方式，即人类将利用越来越小，越来越精确的精细技术生产成品，以满足高层次的需求。

近年来的研究进展表明，科学家们已经实现了对单个原子的操纵。

当然，制造具有特定功能的产品尚需时间。

开展纳米科学技术研究，是一项开发物质的潜在信息和结构潜力的重大工程。

它将使单体积物质储存和处理信息的能力实现又一次飞跃，导致人类认识和改造世界的能力出现重突破，从而对国民经济和国防实力产生深远的影响。

1．1纳米材料的分类纳米材料是指微观结构上至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料[1]，包括纳米材料粉末、纳米多孔材料、纳米致密材料和纳米复合材料等，可分为：（1）低维纳米材料，包括纳米粒子（孤立的、基体支持或镶嵌）、纳米线（如Si线）、纳米管（管）、纳米缆、纳米膜、纳米有机大分子等；（2）表层纳米材料，利用各种表面处理技术（如离子注入、激光处理、物理和化学气相沉积）在纳米尺寸范围内通过改变固体表面的化学组成或原子结构而获得；（3）大块纳米材料，由尺度为纳米量级的结构单元构成。

纳米材料的结构表征方法任庆云;王松涛;张大飞【摘要】纳米材料是近几年最受关注的新材料之一，作为材料科学中的重要一员，以其具有的特殊的性质，已成为纳米科学技术的重要发展方向之一。

本文主要介绍纳米材料的结构表征方法，从而确定纳米材料的粒度大小、化学组成、相对含量、表面形貌等，促进纳米科技的发展。

%In recent years , nano-materials were one of the novel materials which scientists were paying more and more attention.As an important member in material science , due to its special properties , was the trend of nano -technology development.The characterization methods of nano -material were mainly introduced.From the characterization , the particle size , chemical composition , relative content , surface morphology and so on.Furthermore , the development of nano -technology was promoted.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P34-35)【关键词】纳米材料;结构表征;纳米科技【作者】任庆云;王松涛;张大飞【作者单位】集宁师范学院化学系，内蒙古集宁 012000;集宁师范学院化学系，内蒙古集宁 012000;集宁师范学院化学系，内蒙古集宁 012000【正文语种】中文【中图分类】O6-11 纳米材料纳米科技是20 世纪80 年代末诞生并正在崛起的新科技，是一门在0.1 ～100nm 尺度空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。

江苏奥科石油化学技术有限公司年产1800吨纳米分子筛、200吨催化剂及300吨固体乳化剂项目环境影响报告书公示简本江苏奥科石油化学技术有限公司二○○六年五月1、总论1.1 任务由来近年来，随着世界石油化工业的快速发展，特别是亚洲及中东地区新一轮石化装置建设的推进，以及欧洲、美国和日本等地燃料新标准的实施，使全球催化剂市场不断扩大，催化剂公司目前正享受着盈利丰厚所带来的喜悦。

据美国SRI咨询公司日前公布的研究称，世界催化剂年需求约120亿美元，今后3年还将以每年3.7%的速度继续增长，全球催化剂市场前景广阔，而作为催化剂的主要原料分子筛也将水涨船高。

作为油田钻井泥浆用的固体乳化剂是泥浆的主要助剂，起到增强泥浆的配伍性作用，保证钻井过程的顺利进行，随着能源需求日益紧张，钻井要求越来越高，采用新材料保证钻井过程的安全、高效是必然趋势，所以用固体乳化剂代替液体的表面活性剂作为泥浆乳化材料具有很多优势，市场潜力将越来越大。

因此江苏奥科石油化学技术有限公司决定在盱眙县工业经济开发区投资建厂，生产分子筛、催化剂和固体乳化剂项目。

企业总投资6000万元人民币，征地33334平方米。

根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》和《建设项目环境保护管理条例》（国务院第253号令）等有关规定，应对该项目进行环境影响评价。

为此，建设单位委托江苏省中瑞咨询有限公司进行该项目的环境影响评价工作。

我单位在接受委托后，根据工程项目有关资料、建设项目所在地的自然环境状况、社会经济状况，经过现场踏勘、调查、收集了江苏奥科石油化学技术有限公司年产1800吨分子筛、200吨催化剂及300吨固体乳化剂项目相关的资料，在此基础上根据国家、江苏省环保法规和标准编制了本环境影响评价报告书。

1.2 编制目的通过对项目拟建地周围污染源的调查、并结合环境质量现状监测数据，摸清拟建地周围主要污染源排放现状、环境质量现状；通过对项目工艺过程及污染源的分析，确定主要污染因子及排放浓度，并预测项目对周围环境的影响程度；按照污染物排放总量控制要求论证项目取得排污指标的可行性，并通过综合分析从环境保护角度论证项目选址的可行性，为环境保护行政管理部门审批提供决策依据。

富含{001}活性晶面TiO2负载纳米银的制备及其室温催化氧化CO性能研究摘要：用原位光沉积法制得Ag/TiO2催化剂，以CO氧化为探针反应，通过SEM、XRD、TEM、紫外-可见吸收光谱对材料的结构进行表征。

结果表明：Ag纳米粒子成功沉积在TiO2纳米片表面且颗粒尺寸较小，TiO2纳米片的{001}晶面富含的Ti3+缺陷态会向Ag纳米粒子转移电子，使其表面电子密度增加，有利于CO和O2的吸附；CO与TiO2晶格氧作用后产生氧空位，促进O2在氧空位的吸附与活化，并进一步再生补充晶格氧。

关键词：Ag/TiO2；原位光沉积；{001}晶面；CO氧化1引言近年来，CO的催化转化一直是催化研究领域的研究热点，兼具理论研究和应用价值。

自Haruta等人[1]在还原性载体上负载超细纳米金颗粒实现低温催化氧化CO以来，TiO2表面负载贵金属纳米颗粒用以CO的催化活化并实现转化受到了极大的关注。

CO分子在金纳米粒子上吸附活化(Au-CO)，与金-载体界面的晶格氧发生反应生成CO2，造成晶格氧的缺位(氧空位的生成)，而氧分子在缺陷位上吸附活化并补充晶格氧，使晶格氧得到再生[2,3]，因此，O2在界面的吸附活化成为提高其活性的关键因素之一。

对于如何提高Au负载型催化剂的效率，认为关键在于Au纳米粒子大小、分散状态的控制和对CO的吸附活化能力[4]，往往Au颗粒越小和分散度越高，其活性也会越高[5]，当Au的粒径小于3 nm时，催化剂表现出了良好的性能，而当其粒径大于5 nm时，则会失去其独特的催化性能[6].到目前为止，研究银催化剂上CO的选择氧化的报道较少[7]。

Güldür等人[8]在2002年报道了共沉淀法制备的1:1Ag/Co，Ag/Mn催化剂上CO选择氧化的活性和选择性,以及各种因素的影响。

曲等人[9,10]系统考察了不同的分子筛、活性炭、氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛和氧化镁载体负载Ag催化剂对CO在富氢条件下的选择氧化，并提出了CO在Ag/SiO2上的低温氧化反应机理。