3.5.3  温度对金属离子吸附的影响 20

3.5.4  重金属离子竞争吸附 21

结论 22

参考文献 23

致  谢 28

1  前言

有序介孔材料的出现是分子筛发展史上的一次飞跃,它的合成始于20世纪70年代[2]。1990年，日本科学家Yanagisawa T.等[3]也对有序介孔材料进行了研究，合成了著名的FSM-16。1992年，Mobil公司的Kresge和Beck等科学家首次使用长链烷基三甲基季铵盐表面活性剂为模板，在碱性条件下使用水热法合成了高度有序的介孔结构的硅酸盐MCM-41。MCM-41的合成被人们普遍认为是有序介孔材料发展的真正开端。MCM-41材料有着非常吸引人的性质，均一的孔径，高比表面积和六方相结构等。在此之后，莫尔比公司又成功的合成了M41S系列，包括六方相的MCM-41、立方相的MCM-48和层状结构的MCM-50，这些材料被广泛应用于分子择性催化、吸附、色谱离子和主-客体组装等各个领域[4，5]。 然而不足的是，M41S系列由于孔壁薄(1～2 nm)且无定形。Stucky小组在一些方面上改进了M41S系列这系列的不足。SBA-15与MCM-41它们都有差不多的二维六方立柱型结构，但是SBA-15比MCM-41具有更大的孔径（5～30nm）、更厚的孔壁（3.1～6.4nm）和更高的水热稳定性，因此SBA-15较MCM-41具有更优良的性能而得到研究者的广泛关注，它被认为是有序介孔二氧化硅合成的突破性发展[6，7]。 

1．1  介孔材料的研究进展

1.1.1  介孔材料的合成

一. 介孔材料的合成过程

自从M41S系列出现之后，对于介孔材料的合成研究方面已经做出了很多的工作.介孔材料的合成的内容有三个方面，分别是在组装过程中起决定性导向作用的表面活性剂等、形成无机骨架的无机源和溶剂。这三方面具有着强烈的作用，这便是介孔材料合成的根本，而这些方面都可能对产物的基本结构及其性能产生影响，合成稳定介孔结构的关键是无机物种和有机模板剂两种物质临界之间的作用 [9][10]。

二. 介孔材料的合成方法

（1）水热合成法

合成介孔分子筛的方法多种多样，主要有水热合成法、微波辐射合成法、湿胶焙烧法、室温合成、非水体系合成法，其中水热合成法应用最为广泛[9]。介孔材料一般是由溶液化学反应制备的，是模拟天然沸石矿物的合成，所以称为水热合成法，一般介孔材料的合成温度在室温到100℃，因此它不完全是真正的水热合成。水热合成法的制备必须要通过“溶胶-凝胶”这样的步骤。 

（2）模板剂

模板法在介孔材料的制备中占有很重要的地位，用于合成介孔材料的模板分为两类：软木板和硬模板。软模板指的是有机超分子，最常用的有阳离子表面活性剂，如用低分子量长链烷基季铵盐合成MCM-41系列介孔材料[5,4]阴离子表面活性剂，如用十二烷基苯磺酸钠合成介孔金属氧化物[14,15]；非离子表面活性剂，如用嵌段共聚物合成SBA-15介孔材料[6,7]。硬模板指的是相对较硬的固体材料，主要包括具有刚性孔道结构的阳极氧化铝、介孔氧化硅系列以及介孔碳等[16,17,18]。

1.1.2  介孔材料的合成机理

一. 液晶模板机理

Mobil科学家Beck等基于介孔材料MCM-41的高分辨电子显微镜成像和X-光衍射的结果,其核心是认为表面活性剂自组装形成的液晶相或胶束是合成MCM-41结构的模板剂[4，5，11，33，34]。