不同酸碱体系中Cu-MCM41介孔分子筛的水热合成及物性分析(2)
至今为止，研究人员采用不同的制备方法合成出多种不同类型的介孔分子筛，1994年，Huo等人[9]首次在酸性条件下(pH<2)制备出介孔二氧化硅分子筛。在分子筛合成中，他们以1～7M的HCI和HBr溶液作为酸性介质，并且采用低温和低浓度的表面活性剂溶液，反应时间也比较短。之后，中南大学常艳[10]用盐酸调节PH值，水热合成了介孔分子筛MCM-41。
1992年，Mobil公司的研究人员Kresge和他的同事[11]首次在碱性条件下合成出介孔硅酸铝分子筛，这种分子筛具有孔径分布均匀的介孔，这种合成方法不像沸石的合成条件，用单分子的有机阳离子作为结构模板剂，它的新颖之处在于用自聚的表面活性剂分子作为结构模板剂。之后，研究人员台秀梅等人[12]在有机弱碱无水乙二胺(EDA)为碱介质的条件下(PH=10)，在常压下合成了MCM-41介孔分子筛。并详细考察了合成条件(晶化时间、表面活性剂质量分数、晶化温度)对产物结构的影响；西安石油大学孟华东[13]按照CTAB：水玻璃：NaOH：H2O= 1：10：2．5：333的物料配比，即在NaOH体系中制备MCM-41；西北大学焦华[14]在氨水体系中，得到产物介孔分子筛MCM-41；天津大学臧毅华[15]正硅酸乙酯 (TEOS)为硅源，十吹冰烷基三甲基溴化铵 (CTAB)为模板剂，分别在四甲基氢氧化铵(TMAOH)，乙胺 (EA)，乙二胺 (EDA)，氨水体系下合成了MCM-41；南京大学古忻[16]也在氨水体系中制备 MCM-41有序介孔分子筛，结果表明MCM-41介孔分子筛具有较大的比表面积和较好的热稳定性，在催化领域拥有光明的前景。
酸性及碱性条件下均可水热合成MCM-41介孔分子筛，因此，pH值是影响MCM-41介孔分子筛结构的诸多因素中一个非常重要的因素。文献中仅仅在一种体系中制备有序稳定的介孔分子筛，至今还没有同时在不同酸碱体系中合成介孔分子筛，本论文将以正硅酸乙酯（TEOS）、硝酸铜等为原料，十吹冰烷基三甲基溴化铵（CTAB）为附加试剂，分别在NaOH、氨水、无水乙二胺（EDA）、盐酸体系下水热合成Cu-MCM41介孔分子筛，并通过IR、XRD等手段对其进行表征，考察不同酸碱体系对水热合成的Cu-MCM41介孔分子筛物性参数的影响，为该材料在不同领域的应用采用不同的合成方法提供参考。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
本论文实验研究过程中使用的主要试剂见表1，所用主要仪器见表2。
表1 本文实验中所用的主要试剂
试剂 厂家 等级
正硅酸乙酯（TEOS） 国药集团化学试剂有限公司 AR
十吹冰烷基三甲基溴化铵 国药集团化学试剂有限公司 AR
硝酸铜 天津市津北精细化工有限公司 AR
氢氧化钠 上海国药集团有限公司 AR
氨水（25%-28%） 中国郑州派尼化学试剂厂 AR
无水乙二胺 上海展云化工有限公司 AR
盐酸（36%-38%） 中国平煤神马集团开封东大化工有限公司试剂厂 AR
表2 本文实验中所用的主要仪器
仪器名称 厂家 仪器型号
电热鼓风干燥器 一恒仪器 DHG-9070A
X-射线粉末衍射仪 德国布鲁克公司 D8 FOCUS
红外吸收光谱仪（KBr压片） 日本分光公司 WQF-510