含氧化锰纳米颗粒的中空介孔二氧化硅纳米反应器的可控合成及其在染料降反应中的应用
发布时间：2021-11-25 01:07
本文旨在可控合成含小颗粒氧化锰的中空介孔二氧化硅纳米反应器（MnxOy@HMSNs）,提高染料双氧水降解的效率和催化稳定性。合成的MnxOy@HMSNs在多种染料双氧水降解的反应中催化性能和稳定性有极大的提升。研究表明:介孔二氧化硅壳层保护了分布在空腔中的氧化锰颗粒从而提高了稳定性,活性颗粒分布在空腔中提高了反应物的碰撞几率从而提高了催化活性。具体研究内容如下:（1）MnxOy@HMSNs的可控合成。本文发展了一种新型的含金属离子、三齿配体和双嵌段高分子通过静电自组装形成的胶束为模板,通过沉积二氧化硅在胶束上并经过一系列后处理得到小尺寸氧化锰纳米颗粒分布在空腔中的中空介孔二氧化硅纳米反应器MnxOy@HMSNs的制备方法。XRD、FT-IR以及HAADF-STEM等表征表明:在胶束的形成上,与二齿配体（L2）相比,三齿配体（L3）合成的pH范围较广（3.50-8.00）;焙烧温度在400-900℃,既能保证反应器中有机物完全除去获得中空介孔结构,又能保持材料结构的完整性;改变硅源/Mn的投料比（TMOS/Mn=90/1-300/1）,可以调节反应器的尺寸大小（24.2 nm-33.7n...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３?Ｎｉ／Ｓｉ〇２＠ａｍＮｉ－ＭＯＦ－７４结构透射电镜图丨２５丨??Ｆｉｇｕｒｅｌ．３．?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆＮｉ／Ｓｉ〇２＠ａｍＮｉ－ＭＯＦ－７４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ１２５１??
第６页?华东理工大学硕士学位论文??贵金属的话，在之后ＨＦ的腐蚀中，贵金属也无可避免的会被腐蚀，如此，将增加整个??合成的成本。最后，利用这种方法基本上无法对纳米颗粒大小的精准控制。??ＴＥＯＳ?Ｓｉ０２??、?Ｅｔｈａｎｏｌ，??ｉｍ?）??０?ｂ￣，?ｎｈ４ｏｈ??Ｅｔｈｙｌｅｎｅ?Ｇｌｙｃｏｌ??Ｃｅ（ＮＯ３）ｙ／ｌ３０?°Ｃ??Ｓ＼０２＠ＣｅＯｙ／?＠Ｃｅ０２??〇＾〇??图１．６二氧化硅模板制备空心纳米球反应器ＰＩ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６．?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｈｏｌｌｏｗ?ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅ?ｒｅａｃｔｏｒ?ｗｉｔｈ?ｓｉｌｉｃａ?ｔｅｍｐｌａｔｅ［４９］??１．４．２软模板法??软模板法通常利用的是有机物在油相或者水相中的自组装形成胶束，然后以此胶束??为模板，往上沉积各种材料，然后通过焙烧将有机物移除，最终得到中空介孔纳米??（ＨＭＳＮｓ）反应器。??牺牲软模板法通常用到的是二嵌段或者三嵌段的有机物，比如ＰＳ－ＰＶＰ－ＰＥＯ和??ＰＳ－ＰＭＡＰＴＡＣ－ＰＥＯ等。而往胶束上沉积的材料种类也有很多，可以是无机材料、金属??氧化物或者金属等。无机材料主要是Ｓｉ０２［５（）＿５｜Ｉ、Ｚｒ０２［５２ｌ、Ｔｉ０２［５２ｌ甚至是ＣａＣ０３［５３１以及??８沾〇４｜５４］等。金属氧化物可以是氧化钼ｉ５５ｊ、氧化钨［５５］、氧化铌［５￣以及氧化铜［５７］等。而金??属可以是贵金属Ｐｔ＾ｌ、Ｐｄ等。或者是铜系金属，如Ｃｅ等。??Ｋｈａｎａ丨等丨５１】利用三嵌段聚合物ＰＳ－ＰＶＰ－ＰＥＯ在加入ＤＭＦ以及渗析的条件下，使得??三嵌段聚合物在水相中形成胶束，然后调节ｐＨ＝４，加入硅源，正硅酸四甲酯ＴＭＯＳ，?
华东理工大学硬士学位论文?第１１页??米颗粒。最终得到含Ｍｎ纳米颗粒的中空纳米硅球反应器。其流程图如图Ｕ２所示。??ＪＩＳＬ?一?Ｍ－（ａｃ？）?Ｍ２?⑶??？?，?〇?＿??Ｍｎ３°＾?Ｍｎ３０４（ｓ）?Ｍｎ＾（ａｑ）?Ｍ?ＮＰｓ??ＣＳＮＰ＠Ｓｉ０２?ＨＭ０Ｎ＠／ｉ－Ｓｉ０２?ＨＭ０Ｎ／Ｍｓ＠／）－Ｓｉ０２??图１．１２牺牲金属氧化物制备含金属中空纳米反应器ｌ７？ｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１２．?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?ｈｏｌｌｏｗ?ｎａｎｏｒｅａｃｔｏｒ?ｓａｃｒｉｆｉｃｉｎｇ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ［７０Ｊ??而另一?Ｋｉｍ团队［７１１利用氧化锰纳米颗粒作为模板，如图１．１３所示，在有镍离子的??情况下偏心包裹Ｓｉ０２纳米球，然后通过加热处理，使氧化锰的形状发生变化，从而出??现中空的同时，镍纳米颗粒会沉积在中空中。当然最后也可以利用Ｐｆ将Ｍｎ２＋置换出来，??从而将中空中的ＭｎＯ变成Ｐｔ纳米颗粒。??ＮＯｏ??贏?Ａ??ａｓｙ－ＭｎＯ＠（Ｓｉ〇２／Ｎｉ２＋）?ｃｏｎｃ－（Ｎｉ／ＨＭＳ）＠Ｓｉ０２?Ｐｔｓ＠ｃｏｎｃ－Ｓｉ０２??图１．１３牺牲金属氧化物制备含金属中空纳米反应器Ｉ７１！??Ｆｉｇｕｒｅｌ．１３．?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?ｈｏｌｌｏｗ?ｎａｎｏｒｅａｃｔｏｒ?ｓａｃｒｉｆｉｃｉｎｇ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ［７１］??利用牺牲模板法所得到的含金属中空纳米反应器，由于都利用了表面活性剂，所以??材料壁上的孔道相较于微乳液法会多很多。这样使得该反应器在传质速率上会更快。同??时利用牺牲模板发可以对中空区域的大小可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2/SiO2复合中空微球的选择性改性与药物缓释性能研究[J]. 姚礼峰,石燕,温丽丽,沈强,张联盟. 无机材料学报. 2010(02)
本文编号：3517112
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３?Ｎｉ／Ｓｉ〇２＠ａｍＮｉ－ＭＯＦ－７４结构透射电镜图丨２５丨??Ｆｉｇｕｒｅｌ．３．?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆＮｉ／Ｓｉ〇２＠ａｍＮｉ－ＭＯＦ－７４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ１２５１??
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华东理工大学硬士学位论文?第１１页??米颗粒。最终得到含Ｍｎ纳米颗粒的中空纳米硅球反应器。其流程图如图Ｕ２所示。??ＪＩＳＬ?一?Ｍ－（ａｃ？）?Ｍ２?⑶??？?，?〇?＿??Ｍｎ３°＾?Ｍｎ３０４（ｓ）?Ｍｎ＾（ａｑ）?Ｍ?ＮＰｓ??ＣＳＮＰ＠Ｓｉ０２?ＨＭ０Ｎ＠／ｉ－Ｓｉ０２?ＨＭ０Ｎ／Ｍｓ＠／）－Ｓｉ０２??图１．１２牺牲金属氧化物制备含金属中空纳米反应器ｌ７？ｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１２．?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?ｈｏｌｌｏｗ?ｎａｎｏｒｅａｃｔｏｒ?ｓａｃｒｉｆｉｃｉｎｇ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ［７０Ｊ??而另一?Ｋｉｍ团队［７１１利用氧化锰纳米颗粒作为模板，如图１．１３所示，在有镍离子的??情况下偏心包裹Ｓｉ０２纳米球，然后通过加热处理，使氧化锰的形状发生变化，从而出??现中空的同时，镍纳米颗粒会沉积在中空中。当然最后也可以利用Ｐｆ将Ｍｎ２＋置换出来，??从而将中空中的ＭｎＯ变成Ｐｔ纳米颗粒。??ＮＯｏ??贏?Ａ??ａｓｙ－ＭｎＯ＠（Ｓｉ〇２／Ｎｉ２＋）?ｃｏｎｃ－（Ｎｉ／ＨＭＳ）＠Ｓｉ０２?Ｐｔｓ＠ｃｏｎｃ－Ｓｉ０２??图１．１３牺牲金属氧化物制备含金属中空纳米反应器Ｉ７１！??Ｆｉｇｕｒｅｌ．１３．?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ?ｈｏｌｌｏｗ?ｎａｎｏｒｅａｃｔｏｒ?ｓａｃｒｉｆｉｃｉｎｇ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅｓ［７１］??利用牺牲模板法所得到的含金属中空纳米反应器，由于都利用了表面活性剂，所以??材料壁上的孔道相较于微乳液法会多很多。这样使得该反应器在传质速率上会更快。同??时利用牺牲模板发可以对中空区域的大小可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2/SiO2复合中空微球的选择性改性与药物缓释性能研究[J]. 姚礼峰,石燕,温丽丽,沈强,张联盟. 无机材料学报. 2010(02)
本文编号：3517112
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