有序介孔硅材料的微量碳层修饰及VOCs吸附性能

以孔道规整的介孔分子筛SBA-15和MCM-41作为硅基材料前驱体,以蔗糖作为生物质碳源,通过化学刻蚀方法将生物质碳引入两种介孔分子筛孔道中,从而制备获得碳-介孔分子筛复合材料.通过对蔗糖浓度条件的优化,可以获得比表面积、碳含量和甲苯吸附性能最佳的碳-介孔分子筛复合材料.经由TEM-EDS图谱可以证明,碳元素均匀存在于上述两种介孔硅材料的孔道.进一步通过孔径分析,发现碳层修饰后的介孔分子筛(C@MCM和C@SBA)中微孔比例显著提升,因而其甲苯吸附容量明显高于其对应的介孔分子筛(MCM-41和SBA-15).其中,C@SBA在5次吸脱附循环中容量基本保持不变,循环吸附性能相比C@MCM更为优越.此外,碳层修饰后的介孔分子筛具有良好的耐水性,其吸附容量不会随相对湿度的提高而大幅降低.最后,上述复合材料对其他含氧VOCs物种也具有较好的吸附性能,但对甲苯等弱极性分子的吸附效果更显著.