周期性有序介孔有机硅在催化中的应用

菜单

摘要：以离子型表面活性剂或中性三嵌段共聚物(F127、P123)等表面活性剂作为模板剂，将含有有机桥联基团的桥联的硅烷作为硅源((R’O)Si-R-Si3(OR’), R为桥联有机基团）经过水解缩聚，得到周期性介孔有机硅材料(PMO)。骨架中引入的有机官能团在赋予材料特殊的物理特性的同时也引入化学性能的多样性。以上这些优点赋予了 PMOs 杂化材料广阔的发展空间，如催化，离子交换，过渡金属的包裹，化学传感，金属离子的吸附以及药物等领域。本文对其在催化应用中的最新研究进行综述。65133

毕业论文关键词：周期性介孔有机硅，非均相催化剂，共缩聚

Abstract:Silsesquioxane precursor containing organic bridging group as a silicon source(R’O)Si-R-Si3(OR’) (R is a bridging organic group), and ionic surfactant or neutral triblock copolymer (F127, P123) as templating agent through hydrolysis and condensation, known as periodic mesoporous organosilica (PMO). By adjusting the type of skeleton organic group for controlling the chemical, physical and biological properties of materials at the molecular scale. These PMOs materials facilitate chemistry of the channels and provide new opportunities for various applications, including catalysis, ion exchange, encapsulation of transition metal complexes, chemical sensing, nano-material fabrications, and the adsorption of metal ions and drugs. This review provides an overview of recent papers on the synthesis of PMOs and their applications as catalysts.

Keywords: Periodic mesoporous organosilica, heterogeneous catalyst, co-condensation

1 前言 3

2 PMO的合成和性能 3

2.1 孔墙可调的PMO合成 3

2.2 类晶体结构的PMO 5

3 PMOs的催化应用 5

3.1 介孔有机硅催化剂 6

3.2 含酸性和碱性官能团的PMOs 7

3.3 负载金纳米粒子的PMOs 8

3.4 含金属配合物的PMOs催化剂 9

3.5 光催化 12

结论 14

参考文献 15

致谢 18

1 前言

自1992年Mobil公司的科学家们首次运用纳米结构自组装技术制备出具有均匀孔道、孔径(2-10 nm)的介孔有序二氧化硅（Perodic Mesorporous Silisas 简称PMS）以来，有序介孔氧化硅材料的功能化引起了人们对广泛的兴趣。目前合成有序、高有机基团负载的功能化有序介孔硅材料的方法主要有两种：后嫁接法和共聚法。但是，人们很快发现这两种修饰方法都存在着不足，如：有机基团不能均匀的分布在孔道内；介孔氧化硅末端有机基团的连接率最高能达到25%。文献综述

1999年，Inagaki等人报道了一种新型的有机-无机杂化材料的合成，即由超分子模板和桥连的有机硅烷合成的有序介孔有机硅材料，称为周期性介孔有机硅材料，简称为PMOs(Periodic Mesoporous Organosilicas)。此后，有关周期性介孔有机氧硅材料的合成及其运用的研究得到了很快的发展，与表面功能化的氧化硅材料相比，周期性介孔有机氧化硅材料的优点主要有：(1)具有更好的水热稳定性及机械稳定性；(2)有机基团的存在可以提高材料的机械强度，改调变表面亲/疏水性；(3)有机官能团均匀地分布在骨架中，不会阻塞孔道，占据孔容；(4)有机基团还可以继续反应，衍生出新的活性中心。到目前为止，一系列的桥连基团已经嵌入到周期性介孔有机硅材料骨架当中去，且周期性介孔有机硅材料的应用及发展得到了进一步的拓展。