微波合成下杂原子MCM-41介孔分子筛的结构与性能研究

该研究论文于2007年发表在中国有色金属学报上，标题为"微波条件下杂原子MCM-41介孔分子筛的合成"，作者为姜廷顺、殷广明、赵谦、殷恒坡和唐雅静，分别来自江苏大学和齐齐哈尔大学的化学化工学院。研究主要探讨了如何利用微波辐射法合成纯硅MCM-41以及含有镍（Ni）、钴（Co）和铜（Cu）的杂原子MCM-41介孔分子筛。 研究的核心技术是模板剂CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）与硅酸钠、氯化镍、氯化钴和氯化铜反应，通过微波处理来制备这些介孔分子筛。这种方法具有高效和节能的优势，因为微波能快速且均匀地传递热量，有利于化学反应的进行。 实验过程中，作者使用了多种分析技术进行表征，包括X射线衍射（XRD）用于确认晶体结构和晶格参数，透射电子显微镜（TEM）观察微观结构，Fourier变换红外光谱（FTIR）检测化学键的变化，以及比表面积和孔径分析（BET）来测定材料的孔隙特性。这些测试手段对于了解材料的微观结构和性能至关重要。 研究发现，在微波条件下，不仅成功地合成了纯硅MCM-41，而且杂原子Ni、Co和Cu的引入显著改变了介孔分子筛的性质。在550°C的高温焙烧后，模板剂能够得到有效去除，证明了微波合成过程对材料结构的稳定性。引入杂原子后，样品的比表面积和平均孔径有所增加，这可能有利于提高其吸附和催化性能。此外，介孔有序性也有所改善，这可能与杂原子在介孔中的位置和排列有关。 这篇论文揭示了微波合成在制备MCM-41介孔分子筛中的应用潜力，特别是对于控制和优化其结构性能的关键作用，为介孔材料的设计和应用提供了新的途径。这对于材料科学和工程领域，特别是在催化、气体分离和吸附等领域有着重要的理论和实践价值。