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功能化介孔材料的吸附性能及催化性能

梁晓慧  
【摘要】:目前,环境污染问题已经成为了人类社会可持续发展的最重要问题之一。一些重金属对水体的污染,一些昂贵金属的不可重复使用,等等现象,是造成能源与环境问题的重要原因之一。为了解决以上问题,本文以绿色化学为宗旨,通过研制新型高效吸附性介孔材料,开展在污水中对重金属的吸附回收,以达到环境绿化的效果,并且该吸附材料还可以再次使用效果仍然很好。另一方面,通过将有机金属及其配体修饰到介孔载体上,应用于水介质中清洁有机合成的研究,实现催化剂的重复使用,降低成本,减少重金属离子和有机溶剂对环境的污染。我们设计了两个方面的研究方案。 第一部分,我们通过一步共聚法制备了一种可调控的巯基功能化介孔固体材料,在此巯基功能化材料的制备过程中最为关键是有机硅源的修饰,我们通过采用“原位先联后分”的策略将双硫硅源负载到材料上,然后在后处理的过程中再将其一分为二,这样就保持了材料上的巯基官能团的1:1排布,对水体中汞金属进行吸附,很好的将汞离子全部出去,同时可以实现材料的回收再次利用,而且效果不变。实现了我们的环保理念。 第二部分,采用气溶胶辅助自组装的合成技术,以CTAB为模板剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,一步法合成了具有有序介孔结构的球状非均相球纳米颗粒,再通过后嫁接的方法,将手性均相催化剂嫁接在上述纳米颗粒上,形成了手性非均相介孔催化剂,并将它应用到水介质中芳香酮的不对称氢转移反应中,得到了很高的催化活性化和很高的对映选择性,特别是这种非均相催化剂很容易回收,同时还可以反复使用7次以上,其活性和立体选择性没有明显变化,显示了良好的工业应用前景。


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