鈦硅分子篩TS-1膜的制備、結(jié)構(gòu)引導(dǎo)及應(yīng)用.pdf

1、鈦硅分子篩（TS-1）膜具有沸石膜材料的獨特性能，可用于膜反應(yīng)器，實現(xiàn)反應(yīng)與分離過程的有效集成，以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，達到強化反應(yīng)過程的目的；除此之外，TS-1膜可制成透明材料，在光學(xué)器件上有潛在應(yīng)用；還可作為納米材料的基體進行原子簇和超分子化合物的組裝，以獲得新的光學(xué)、電化學(xué)、光電子材料，應(yīng)用于光電子、電化學(xué)領(lǐng)域。該膜具有優(yōu)異的催化氧化性能，對于有H2O2參與的有機物擇形氧化反應(yīng)性能良好，反應(yīng)后H2O2轉(zhuǎn)化成H2O，對環(huán)境無污染。基于此，

2、TS--1膜的合成與應(yīng)用，引起世界范圍的廣泛關(guān)注。 本論文的研究內(nèi)容包括以殼聚糖為引導(dǎo)劑，在多孔Al2O3載體上b軸取向TS-1膜的制備及其形成機理：以無機物TiCl3為鈦源，及使用微波輻射加熱法，在多孔Al2O3載體上TS-1分子篩膜的合成；TS-1膜在正己烷部分氧化反應(yīng)中的應(yīng)用。 利用載體表面性質(zhì)對成膜的影響，分別在α-氧化鋁，殼聚糖修飾的α-氧化鋁、氧化鋯修飾的α-氧化鋁以及多孔不銹鋼等載體上合成了TS-1膜。研究

3、了不同的合成液組成及反應(yīng)條件對膜結(jié)構(gòu)的影響，包括模板劑TPAOH濃度及反應(yīng)溫度的影響。以殼聚糖修飾的α-氧化鋁為載體，TPAOH濃度較低，180℃晶化溫度下可得到連續(xù)的b軸取向TS-1膜。 原子力顯微鏡、接觸角測量、酸堿滴定、電子探針顯微分析及X射線能譜分析證明TPAOH與TS-1前驅(qū)體同時吸附在殼聚糖膜的表面，形成凝膠層。結(jié)合不同結(jié)晶時間的掃描電鏡照片推導(dǎo)出在以殼聚糖修飾的α-氧化鋁載體上b軸取向TS-1膜的形成機理。即，在殼

4、聚糖膜的表面形成TPAOH與TS-1前驅(qū)體的凝膠層，在凝膠層的底部結(jié)晶，晶核長成小晶體，晶體以b軸取向，晶體長得更大了，第一層晶體更緊密了，第五階段，新的晶核在第一層晶體上形成，然后在第一層晶體的誘導(dǎo)下生長出第二層。 采用無機物（TiCl3）為鈦源制得TS-1分子篩膜。對所得膜材料進行掃描電鏡、X射線衍射、紅外及紫外-可見光譜、X射線能譜等檢測。結(jié)果表明，用無機物（TiCl3）做鈦源所得膜材料不含銳鈦礦等雜質(zhì)，鈦含量低于膠液中鈦

5、含量，流失的鈦存在于溶液中，不形成銳鈦礦沉淀。 采用微波法、二次生長-微波法及原位老化-微波法制備TS-1分子篩膜，對所得膜材料進行掃描電鏡、X射線衍射、紅外及紫外-可見光譜、X射線能譜等一系列表征。直接微波法得不到TS-1膜；二次生長-微波法得到的膜不夠連續(xù)，并且有二次成核現(xiàn)象，晶體大小不均一；原位老化-微波法制得連續(xù)膜，并且晶粒細小，均一。 將所得的TS-1膜用于正己烷的部分氧化反應(yīng)。以TiCl3為鈦源與以原位老化-