文 献 综 述

介孔Au-SBA-15材料的制备及其催化性能研究

1.1 介孔分子筛简介

1.1.1 介孔分子筛的发展

分子筛(molecular sieve)的概念由McBain在1932年提出。狭义上讲，分子筛由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。由于分子筛的孔道和空腔体系具有分子大小的尺寸，所以可以筛分分子。不同的多孔材料通常以孔的特性来区分，根据多孔材料孔径的大小，国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）将其分为三类：微孔（microporous）：孔径lt;2nm；介孔（mesoporous）：2~50nm 之间；大孔（macroporous）：孔径gt;50 nm。

其实日本科学家在1990年就已经成功合成出了二氧化硅介孔分子筛，是直到1992年M41S系列介孔材料出现后，介孔分子筛才引起了人们的广泛关注。它具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔径均一可调，比表面积较大(约1000 m2#183;g-1)，内表面可修饰，骨架结构稳定、具有一定的壁厚和易于掺杂的无定形骨架，介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过优化合成条件可以改进热稳定性和水热稳定性，不仅在大分子催化、吸附与分离等过程展示了极为广阔的应用前景，而且在光，电，磁等许多领域的潜在应用价值。但是，纯硅介孔材料由于表面的酸含量及酸强度低，在催化反应中几乎没有活性，所以需要在其中引入其它元素以增加表面缺陷，提高表面酸碱性和氧化还原性，从而达到改善其催化性能的目的。

1.1.2 介孔材料的分类

介孔材料分为无序介孔材料，有序介孔材料和大孔材料。其中有序介孔材料已经成为最常见的介孔材料。在已经合成的有序介孔分子筛中，按照化学组成不同，可分为硅基介孔材料和非硅基介孔材料两大类。其中硅基介孔材料包括纯硅介孔材料和改性介孔材料，纯硅介孔分子筛材料包括 MCM、SBA、FSM、HMS、MSU等结构，常见的纯硅介孔材料有MCM-41，SBA-15；非硅基介孔材料包括掺杂金属元素的介孔材料、固载金属络合物的介孔材料、有机分子修饰的介孔材料。常见的改性材料有Ti-MCM-41、G-SBA-15-BOC、ZSM-5、MSU-x、NH₂-MCM-41等。有序介孔材料如果按它们的组成和结构不同，被划分成以下六类：(1)具有不同孔道网络结构，孔尺寸以及孔体积的介孔氧化硅材料；(2)表面改性的介孔氧化硅材料；(3)含有有机成分的介孔氧化硅杂化材料；(4)孔壁中含有其他金属(杂原子)的介孔氧化硅材料；(5)非硅基无机介孔材料。而具有特殊形貌结构的介孔材料更是种类繁多，介孔材料的迅速发展和不断进步为它提供了广阔的应用前景，因此介孔材料及其相关领域的研究成为人们的研究热点。

1.1.3 介孔分子筛合成

通过多种物理化学过程（例如：微乳、乳化或溶胶一凝胶），将直接作用于有机物和无机物的表面，把无机离子聚合体包裹成有序的组装体，最后经过煅烧等处理，会把有机物完全去除，保留原来的框架结构，最终形成多孔的有序介孔材料。水热合成法、室温合成法、相转变法、微波合成法、沉淀法、溶胶-凝胶法等都是合成纳米材料的有效方法，由于制备的条件不同（例如：不同的反应时间及煅烧温度、硅源的类型、溶液酸碱度值以及表面活性剂的差异性）得到的有序的介孔纳米材料也是不一样的，其中介孔材料合成的关键是表面活性剂的选择，表面活性剂起到模板剂的作用。