《層狀矽酸鹽的固相轉晶成孔機理研究》是依託大連理工大學,由孟長功擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：層狀矽酸鹽的固相轉晶成孔機理研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孟長功
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多孔材料因其獨特的結構和性能在諸多領域有著廣泛的套用，其合成機理研究對綠色、高效合成路線的探索和套用具有重要指導意義。以層狀矽酸鹽為原料經固相轉晶合成無機多孔材料具有價格低廉、廢液量少、產品收率高等特點，產業化套用前景廣闊。本項目以高分辨X射線衍射數據為依據，採用原子對分布函式分析方法，結合傅立葉變換紅外光譜和固體核磁共振等表征手段，考察多孔材料晶化過程中存在的中間態的局部結構及其在晶化成孔過程中的變化情況，建立自矽酸鹽二維層狀至三維多孔結構的演變模型，闡釋以層狀矽酸鹽為原料合成多孔材料的固相轉晶成孔機理，並在此基礎上建立多孔材料固相轉晶機理的研究方法和理論，從而指導多孔材料的高效、綠色合成。這一工作具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
多孔材料因其獨特的結構和性能在諸多領域有著廣泛的套用，其合成機理研究對綠色、高效合成路線的探索具有重要的指導意義。以矽酸鹽礦物為原料轉晶製備無機多孔材料具有價格低廉，廢液量少，產品收率高等優點，產業化套用前景廣闊。本項目致力於闡釋以矽酸鹽礦物為原料合成多孔材料的機理，並在此基礎上建立多孔材料晶化機理的研究方法。本項目以矽酸鹽礦物為原料合成了一系列分子篩，所得產物均具有較高的結晶度和良好的熱穩定性，豐富了以矽酸鹽礦物為原料合成分子篩的種類和方法。研究了模板劑在分子篩產物中的存在形式，推斷了在合成過程中模板劑的作用，並研究了限域狀態下有機模板分子的性質。也對晶化過程中間態的結構及變化進行了研究，並提出了晶化機理：1.在以硅藻土為原料合成絲光沸石的過程中，形成於晶化初期的五元環之間通過四元環相互連線形成絲光沸石；2.推斷以magadiite為原料合成omega沸石的機理為：在晶化初期magadiite的長程有序結構被破壞，但有少量的五元環和六元環結構單元被保留，四元環的生長階段落後於五元環和六元環；3.在以magadiite為原料合成鎂鹼沸石和ZSM-5分子篩的過程中，均是magadiite的層板首先發生結構重組形成特定結構的前驅體，前驅體繼而生長形成分子篩骨架。提出的晶化機理共同說明了原本存在於矽酸鹽礦物原料中的部分次級結構單元在晶化的過程中可以被直接利用。這一結論不僅證實了晶化機理受到原料組成和結構的影響，還可以為合成分子篩的原料選擇提供一定的理論依據。本項目中建立的對晶化機理的研究方法普適於多孔材料晶化機理的研究。
