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相似文献
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1.
王金娥  杨春 《化学学报》2009,67(4):271-275
合成了表面含有SiOH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39[O(SiOH)2] (TBAPW11Si2), 并通过其与纯硅介孔分子筛SBA-15表面SiOH的缩合反应, 将TBAPW11Si2二次嫁接到SBA-15的介孔孔道中, 得到了TBAPW11Si2/SBA-15介孔杂化材料. 表征结果显示, 孔内TBAPW11Si2的Keggin结构保留完整, 并与孔壁共价键联. 样品仍保持六方对称的孔阵结构, 但孔道部分被堵, 孔容、孔径、比表面积下降. 该杂化样品对甲基橙的光催化降解不仅显示高催化活性, 而且由于键联的多金属氧酸盐在水溶液中的抗浸取能力强, 催化剂的使用寿命大大延长.  相似文献   

2.
许倩倩  杨春 《应用化学》2012,29(7):801-807
采用二次嫁接的方法,将Keggin结构的缺位钨磷酸盐PW11嫁接到介孔TiO2的表面,得到PW11/TiO2杂化样品。采用IR、低温N2吸附、XRD、TEM和ICP-AES等对样品的结构、PW11负载量以及键联机理进行了表征和研究,对样品光催化降解甲基橙的性能进行了考察。 结果显示,用蒸发诱导自组装法合成的TiO2,焙烧前结构松散,可部分水解并与PW11反应,生成PW11Ti物种,后者与TiO2骨架缩合,从而实现PW11的键联嫁接。 与纯TiO2相比,杂化样品中锐钛矿相的结晶度稍有降低,孔径、孔容减小,但是对甲基橙的光催化降解活性却明显增加,显然这是PW11和TiO2间发生了“协同效应”所致。  相似文献   

3.
利用十六烷基三甲基溴化铵制备了一种具有MSU型蠕虫状孔道结构, 同时共价嫁接了Ru(Ⅱ)配合物的介孔杂化功能材料, 并研究了其氧气传感性能. 双功能有机改性硅酸酯Bpy-Si不仅是配合物Ru(bpy)2Cl2·2H2O的一个配体, 而且通过与正硅酸乙酯的水解和共聚反应, 把Ru(bpy)2(bpy-Si)Cl2配合物通过Si—C共价键嫁接到二氧化硅的骨架上. 研究结果表明, Ru(Ⅱ)分子在杂化材料中的发光受氧气猝灭明显, 而且具有较快的响应时间, 所得材料具有作为性能优良的氧气传感材料研究的潜质. 由于介孔材料的独特孔道结构有利于氧气在载体中的扩散, 介孔样品表现出比无定形样品更高的灵敏度.  相似文献   

4.
有机-无机杂化氧化硅基介孔材料   总被引:6,自引:0,他引:6  
有机基团可以通过嫁接或共聚的方法引入到氧化硅基介孔材料的孔表面或材料的骨架中,形成表面结合型和桥键型两大类有机-无机杂化氧化硅基介孔材料.本文综述了有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的最新研究进展,介绍了其合成方法、应用及潜在的应用领域,详细总结了目前已报道的有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的种类,展望了桥键型有机-无机杂化氧化硅基介孔材料的发展及应用前景.  相似文献   

5.
朱桂茹  郭风  高从堦 《化学进展》2011,(6):1237-1250
将有机基团通过后嫁接或共缩聚法引入到介孔二氧化硅的孔道表面或骨架中,根据有机基团在材料中的位置可得到表面结合型和桥键型两类功能化介孔材料.本文总结了有机-无机杂化介孔二氧化硅的分类及合成方法,重点介绍了该类材料作为吸附剂在环境保护中的应用,包括金属阳离子、含氧阴离子、有机污染物和气体的去除与回收.并展望了有机-无机杂化...  相似文献   

6.
采用三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)和缺位Keggin型多金属氧酸盐Na7PW11O39(PW11)为无机前驱体,由共缩合法一步合成了PW11/SBA-15介孔杂化材料.通过红外(IR)光谱、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)、X射线衍射(XRD)、低温N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对杂化材料和合成过程进行了表征.结果表明:杂化材料中不仅多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整,且共价键联于介孔孔道内部,而且样品基本具有规整有序的六方介孔结构.TEOS预水解时间的长短对有序结构的构筑有明显影响,随预水解时间延长,样品的介观有序性增加.这是因为多金属氧酸盐对模板剂P123有盐析作用,其作用大小与多金属氧酸盐前驱物的溶解度有关.  相似文献   

7.
陈垚翰  沈俊  张昭 《催化学报》2008,29(4):356-360
在不使用模板剂的条件下,以工业硫酸氧钛溶液为原料合成介孔偏钛酸前驱体,再经正硅酸乙酯浸渍焙烧制备了具有良好热稳定性的Si掺杂介孔SO2-4/TiO2.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法对样品的组成和结构进行了分析,并考察了该材料在亚甲基蓝氧化降解反应中的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中,被吸附在偏钛酸孔道内的正硅酸乙酯发生水解,并与偏钛酸孔壁上的自由羟基形成 Ti - O - Si 键;Si进入二氧化钛骨架中,对孔结构起到了支撑作用,从而提高了介孔SO2-4/TiO2的热稳定性.700 ℃焙烧 2 h 后,Si掺杂介孔SO2-4/TiO2材料的比表面积仍达到189 m2/g,平均孔径为2.8 nm.400 ℃焙烧的样品在亚甲基蓝降解反应中表现出较好的光催化活性.  相似文献   

8.
使用P123(EO20PO70EO20)作为表面活性剂, 并通过正硅酸乙酯与含可以水解烷氧基团的[Ru(Phen)2Phen—Si]2+功能化配合物的水解和共缩聚反应, 成功地制备了共价嫁接[Ru(Phen)3]2+分子片断的复合SBA-15介孔杂化材料. 用红外光谱和发光强度猝灭Stern-Volmer曲线对样品进行了表征, 并分别用Demas双格位模型以及Lehrer模型对所获得的复合Ru-SBA-15样品的Stern-Volmer曲线进行了拟合. 实验结果表明, 所制备的传感样品对氧气具有较高的传感灵敏度. 发光分子与分子筛之间产生强有力的CH2—Si化学键使得该杂化材料具有可逆的氧传感信号和较好的光化学稳定性.  相似文献   

9.
苯官能化MCM-41的合成、表征、磺酰化及与二胺的反应   总被引:3,自引:0,他引:3  
以三乙氧基硅基苯((C2H5O)3Si-Ph,((triethoxysilyl)benzene,TESB)以及正硅酸乙酯(TEOS)的混合液为硅源,以溴代十六烷基吡啶(CPBr)为模板剂,在HCl介质中合成了苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛MCM-41。对合成的分子筛用FT-IR、PXRD、TEM、N2吸附-脱附等手段进行了表征。结果表明,合成的苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛具有良好的介孔孔道结构。用三甲基氯硅烷对分子筛表面的Si-OH进行了封端处理,用氯磺酸对合成的苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛进行了磺酰化,并与各种二胺进行了反应。  相似文献   

10.
高热稳定性纳米Au/TiO2催化剂的制备与表征   总被引:3,自引:0,他引:3  
吕倩  孟明  查宇清 《催化学报》2006,27(12):1111-1116
 采用三嵌段共聚物聚乙醚-聚丙醚-聚乙醚EO20PO70EO20 (P123)为有机模板剂合成了介孔TiO2载体,用沉积-沉淀法制得Au/TiO2催化剂. 运用N2 吸附-脱附、 X射线衍射、 X射线光电子能谱和高分辨电镜技术对催化剂的结构与形貌进行了表征. 采用P123模板剂合成的TiO2具有较均匀的介孔结构,孔径集中在6.1 nm附近,负载金后,其介孔结构保持良好,但孔径下降至5.4 nm. 400 ℃焙烧后,介孔TiO2负载的Au催化剂中Au主要以金属态存在. 负载在三种TiO2载体(介孔TiO2、溶胶-凝胶法合成的TiO2和工业TiO2)上的Au晶粒大小和分散度差异较大,其中介孔TiO2载体更有利于金的分散,以该载体制备的催化剂400 ℃焙烧后金的晶粒尺寸在1~5 nm范围内,催化剂显示了很好的CO氧化活性和抗热稳定性,即使在420 ℃焙烧,其室温下CO的转化率也在90%以上. 而溶胶-凝胶法制备的TiO2和工业TiO2负载的纳米金催化剂中,金晶粒尺寸约为10 nm,催化剂的CO氧化活性和抗热稳定性较差.  相似文献   

11.
"Mesoporous TiO2 powder and films with worm-like channels were synthesized by an evaporation-induced self-assembly approach. The as-prepared samples were calcined at different temperature to investigate the effect of calcined temperature on the mesostructure and the photocatalytic activity. Acetaldehyde photodegradation in gas phase was employed to evaluate the photocatalytic activity of mesoporous TiO2. Results showed that all the calcined powder samples exhibited higher photocatalytic activities than that of Degussa P25. The sample calcined at 400 oC, which showed higher activity than other samples, possessed a homogeneous pore diameter of about 6.0 nm and an 11.0 nm crystalline anatase pore wall, as well as large surface area of 117 m2/g. It was speculated that two factors of surface area and crystallinity affected the photocatalytic activity of mesoporous TiO2 photocatalyst. The mesoporous TiO2 films fabricated by spin-coating also had high photocatalytic activities."  相似文献   

12.
In this article, we report a controllable and reproducible approach to prepare highly ordered 2-D hexagonal mesoporous crystalline TiO2-SiO2 nanocomposites with variable Ti/Si ratios (0 to infinity). XRD, TEM, and N2 sorption techniques have been used to systematically investigate the pore wall structure, and thermal stability functioned with the synthetic conditions. The resultant materials are ultra highly stable (over 900 degrees C), have large uniform pore diameters (approximately 6.8 nm), and have high Brunauer-Emmett-Teller specific surface areas (approximately 290 m2/g). These mesostructured TiO2-SiO2 composites were obtained using titanium isopropoxide (TIPO) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) as precursors and triblock copolymer P123 as a template based on the solvent evaporation-induced co-self-assembly process under a large amount of HCl. Our strategy was the synchronous assembly of titanate and silicate oligomers with triblock copolymer P123 by finely tuning the relative humidity of the surrounding atmosphere and evaporation temperature according to the Ti/Si ratio. We added a large amount of acidity to lower condensation and polymerization rates of TIPO and accelerate the rates for TEOS molecules. TEM and XRD measurements clearly show that the titania is made of highly crystalline anatase nanoparticles, which are uniformly embedded in the pore walls to form the "bricked-mortar" frameworks. The amorphous silica acts as a glue linking the TiO2 nanocrystals and improves the thermal stability. As the silica contents increase, the thermal stability of the resulting mesoporous TiO2-SiO2 nanocomposites increases and the size of anatase nanocrystals decreases. Our results show that the unique composite frameworks make the mesostructures overwhelmingly stable; even with high Ti/Si ratios (> or =80/20) the stability of the composites is higher than 900 degrees C. The mesoporous TiO2-SiO2 nanocomposites exhibit excellent photocatalytic activities (which are higher than that for commercial catalyst P25) for the degradation of rhodamine B in aqueous suspension. The excellent photocatalytic activities are ascribed to the bifunctional effect of highly crystallized anatase nanoparticles and high porosity.  相似文献   

13.
Mesoporous titanium dioxide nanosized powder with high specific surface area and anatase wall was synthesized via hydrothermal process by using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as surfactant-directing agent and pore-forming agent. The resulting materials were characterized by XRD, nitrogen adsorption, FESEM, TEM, and FT-IR spectroscopy. The as-synthesized mesoporous TiO2 nanoparticles have mean diameter of 17.6 nm with mean pore size of 2.1 nm. The specific surface area of the as-synthesized mesoporous nanosized TiO2 exceeded 430 m2/g and that of the samples after calcination at 600 degrees C still have 221.9 m2/g. The mesoporous TiO2 nanoparticles show significant activities on the oxidation of Rhodamine B (RB). The large surface area, small crystalline size, and well-crystallized anatase mesostructure can explain the high photocatalytic activity of mesoporous TiO2 nanoparticles calcined at 400 degrees C.  相似文献   

14.
Novel polyoxometalate (POM)-grafting mesoporous hybrid silicas, XW(11)/MHS (X=P, Si) and TBAPW(11)Si(2)/MHS, have been prepared respectively by co-condensation and post-synthesis routes based on the employment of Keggin-type monovacant XW(11) or a Si-substituted compound TBAPW(11)Si(2) as POM precursors. Upon characterization of the samples by FT-IR, XRD, ICP-AES, TEM and N(2) adsorption-desorption measurement, it was found that Keggin units were retained perfectly in ordered hexagonal mesopore channels with SBA-15 architecture and immobilized by covalent linkages on the mesopore wall. These materials, especially the co-condensed samples, exhibited stable and reversible photochromic properties under UV irradiation although no special organic component was supplied additionally as an electron donor. An investigation of the photochromism revealed that the photochromic response depended on the centre atom of the POM species (i.e., the redox potential of the POM), the content of the POM and the synthetic route of the sample, while the bleaching process was correlated not only to the redox potential but also to the pore size of the sample. The photochromic mechanism was also studied in detail by cyclic voltammetry, ESR, FT-IR and XPS techniques. It was found that the remaining P123 template acted as a reducing agent and was oxidized during the photochromic process accompanied by the reduction of the POM to heteropolyblue. Thus, a close contact between the POM and the remaining P123 chain in the sample is necessary. Low close-contact degree results in poor photochromic behavior of the post-synthesized sample and impregnated samples.  相似文献   

15.
介孔TiO2的水热法制备及其光催化性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
以二钛酸钾(K2Ti2O5)经离子交换得到的无定形水合二钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为原料, 与葡萄糖溶液在220 ℃下进行水热反应, 再在空气中520 ℃焙烧, 制备出介孔TiO2. 用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、透射电子显微镜(TEM)等技术对样品进行了表征. 结果表明, 该介孔TiO2具有微米级棒状或针状形貌, 晶粒大小为12.3 nm, 比表面积为106 m2·g-1, 孔容为0.31 cm3·g-1, 孔径为8.06 nm, 焙烧处理后晶型仍是锐钛矿相. 水热生成的碳抑制了晶粒的团聚生长和晶型的转变, 提高了介孔TiO2的热稳定性. 甲基橙降解实验评价了介孔TiO2的光催化性能, 结果发现其活性与商用TiO2催化剂P25相当, 而其较大的粒径更容易回收再利用. 以碘化钾为探针反应, 表明介孔TiO2的光催化机制以光生空穴氧化为主.  相似文献   

16.
苏继新  屈文  马丽媛  殷晶  潘齐 《化学学报》2008,66(21):2416-2422
将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中, 经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2. 用TEM, BET, XRD, SAXD, Raman, UV-Vis漫反射吸收光谱, XPS, XRF等方法对材料进行了表征. 表征结果表明, 改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道, TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部, SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用, 从拉曼光谱和XPS数据上看, 未发现有Ti—O—Si键形成, 氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上; 紫外光下的甲基橙光降解结果表明, TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响, 6~7 nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果. 20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.  相似文献   

17.
介孔二氧化钛的非有机模板剂法合成   总被引:2,自引:0,他引:2  
沈俊  田从学  张昭 《催化学报》2006,27(11):949-951
 采用硫酸钛水解法在不使用有机模板剂的条件下合成了高热稳定的锐钛矿型介孔TiO2. 以工业硫酸钛溶液为原料,经两步水解得到介孔结构的偏钛酸, 500 ℃下焙烧后得到比表面积为202.2 m2/g、 平均孔径为2.8 nm并具有超强酸特性的介孔TiO2. 使用X射线衍射、 N2吸附、扫描电镜、 X射线能谱和红外光谱对该样品进行了表征,初步讨论了介孔的形成机理. 吸附在偏钛酸孔壁上的硫酸分子和孔壁上的自由羟基键合,起到了孔结构的导向作用及支撑作用.  相似文献   

18.
本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO2-30SiO2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体, NaOH为SiO2的刻蚀剂,通过“在孔壁内造孔”的方法获得.我们的策略是采用温和的造孔条件,如稀NaOH溶液,合适的温度与固/液比等.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和低温N2吸附等技术对样品的介孔结构进行了系统表征.结果表明,墙内孔的密度非常高,孔径均一(平均尺寸3.6 nm),且在三维网络高度连通原孔道,但介孔结构仍保持其完整性.锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小在墙内造孔前后基本保持不变.该材料光催化降解罗丹明B(0.303 min–1)与亚甲基蓝(0.757 min–1)的活性相当高,此活性分别是其母体材料的5.1和5.3倍,甚至是Degussa P25光催化剂的16.5和24.1倍.这充分表明三维连通孔道结构对活性的大幅提高起了关键作用.孔道三维连通式锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料对上述污染物展现出意想不到的高降解活性,显著高于迄今已报道的金属氧化物基介孔材料对上述污染物的降解活性.更重要的是,该光催化剂具有相当高的稳定性和重复使用性.相信,本方法将为具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料的制备铺平了道路.
  小角XRD结果表明,母体材料的孔道是两维六方有序结构,在孔壁内造孔之后,样品原有的介孔结构仍保持其规整性.宽角XRD结果显示,二氧化钛的晶相是锐钛矿,晶粒尺寸为10.8 nm.造新孔之后,锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小与母体样品的相比变化不大. TEM结果显示,母体样品的孔壁内没有孔.孔道是两维六方有序排列的直孔道,孔径大小均一(平均尺寸4.1 nm).高分辨透射电镜(TEM)观察揭示,锐钛矿纳米晶粒(平均大小11.3 nm)在孔壁内随机排列,并与无定形SiO2纳米颗粒相互连接,相间共存,形成类似“砖块?水泥砂浆”砌成的孔壁,这种独特的复合骨架结构赋予其很高的稳定性.当一些SiO2纳米颗粒被去除之后, TEM观察显示,孔壁内有密集分布的孔,这些孔取向随机,并在三维方向连通原孔道,但介孔骨架结构仍保持其完整性.墙内孔的大小范围很窄(3.1?4.3 nm),平均大小为3.6 nm.高分辨TEM观察显示,锐钛矿晶粒大小与母体材料内的相比基本未变.上述结果与XRD结果一致.低温N2吸附表征结果显示,母体样品内只有一种孔道,孔径为4.0 nm.去除部分SiO2后的样品内有两种孔道,孔径分别是3.4和4.1 nm.这些结果与TEM的观察吻合.罗丹明B与亚甲基蓝在造孔前后样品内扩散速率评价结果显示,其在三维连通孔道内的扩散速率很高,大约是其母体材料内的5倍以上.这表明相互连通的孔道网络结构非常有利于客体分子在其内扩散.光催化降解性能评价结果显示,罗丹明B与亚甲基蓝在相互连通孔道内降解的速率相当高,分别是其在不连通孔道内的5.1和5.3倍.这充分证明孔道三维相互连通对活性的大幅提高起了关键作用.我们对材料的稳定性和重复使用性作了评价,经过10次循环使用孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料,其吸附与光催化降解罗丹明B的性能变化不大.这充分证明本文制备的孔道连通复合介孔材料的性能是相当稳定的和可重复使用的.该方法可用于制备具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料,如Nb2O5, Ta2O5等.  相似文献   

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