磷钼酸/二氧化钛复合薄膜的结构及光致变色性能

利用溶胶-凝胶法制备了磷钼酸/二氧化钛（PMoA／TiO2）复合薄膜。通过红外光谱（FT-IR）、原子力显微镜（AFM）和X射线晶体衍射（XRD）对复合薄膜的组成和结构进行了表征。利用紫外／可见吸收光谱（UV-vis）和电子自旋共振光谱（ESR）对复合膜的光致变色性能进行了研究。FT-IR分析结果表明,Keggin结构磷钼酸分子的基本结构在复合薄膜中仍然存在,在PMoA与TiO2界面间形成了Mo—O—Ti键电荷转移桥。AFM结果表明复合前后TiO2薄膜以及复合膜光照前后的表面形貌发生了显著变化。复合膜具有可逆的光致变色性质,在紫外光照下,复合薄膜由无色变为蓝色,蓝色薄膜在空气中暗处放置后可恢复为无色。ESR结果表明TiO2受紫外光激发产生光生电子,导致PMoA发生光还原反应,生成杂多蓝。PMoA／TiO2体系的光致变色过程是按照电子迁移的机制进行的。     

镶嵌钨硅酸的新型有机-无机纳米复合薄膜的制备及光致变色性能研究

将超分子自组装技术与Sol-gel过程相结合,制备了镶嵌Keggin结构钨硅酸的MAAM/VTEOS/TEOS纳米复合薄膜,并采用IR,XRD和TG-DSC等方法对薄膜进行了结构表征.在复合薄膜光照变蓝后,通过UV-Vis和ESR光谱对薄膜的光致变色性能及其机理进行了研究.结果表明,钨硅酸在复合网络中仍保持Keggin结构,与有机-无机复合基体中的-NH₂通过氢键发生强烈的相互作用,经紫外光照后发生电荷转移,[SiW₁₂O₄0]₄^-被还原为[SiW₁₂O₄0]₅^-,同时产生氨基自由基.褪色过程则与氧气存在与否有关,实验结果表明,该薄膜具有良好的光致变色性能,对光有较快的响应恢复速度和良好的可逆重复性.     

TiO2介孔薄膜的制备及紫外光电响应性质

采用蒸发诱导自组装法制备了高度有序的TiO2介孔薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对其进行了表征. 结果表明, 所得样品的孔径约为5 nm, 孔道规则, 且骨架为纯锐钛矿结构. 紫外-可见光谱(UV-Vis)的表征结果表明, 制备的TiO2介孔薄膜对波长小于380 nm的紫外线有很强的吸收. 对TiO2介孔薄膜的I-V(电流-电压)特性进行了表征, 发现加光后其I-V曲线由暗态时的肖特基特性转变为欧姆特性, 表明TiO2介孔薄膜对紫外光有很敏感的光电响应.     

介孔硅担载磷钨杂多酸催化剂的制备及其对环戊烯氧化反应的催化性能

采用离子交换法将Keggin型12-磷钨杂多酸负载到表面胺基化的介孔SBA-15分子筛上,并利用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和热重分析等手段对催化剂进行了表征.结果表明,所制备催化剂具有SBA-15分子筛的有序六方孔道结构,负载后的磷钨杂多酸的Keggin结构未遭到破坏,所制备催化剂...     

Na-MMT掺杂对PMA/PVP复合膜结构及光致变色性能的影响研究

将钠基膨润土(Na-MMT)掺入磷钼酸/聚乙烯基吡咯烷酮(PMA/PVP)体系中,利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FTIR)、热重-差热(TG-DTA)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对复合薄膜的结构、热稳定性和光致变色性能进行了研究.红外光谱结果表明keggin结构磷钼酸和聚乙烯吡咯烷酮的基本结构在复合膜中仍然存在,复合膜中高分子与质子结合,以阳离子的形式与杂多阴离子成盐.Na-MMT的掺杂未对复合膜中PVP和PMA间的相互作用产生影响,但其掺杂提高了复合膜的热稳定性.在紫外光照下,复合膜由无色变为蓝色,杂多酸被还原产生杂多蓝.Na-MMT的掺杂降低了复合膜的光致变色响应性,这是由于多酸分子与钠基膨润土之间发生阳离子交换作用导致的.     

多酸含量对无机/高分子复合薄膜结构及光致变色性能的影响

制备了一系列不同浓度的钨磷酸/聚乙烯醇(PWA/PVA)复合薄膜, 通过红外光谱、原子力显微镜、紫外-可见吸收光谱对复合薄膜的结构和光致变色性能进行了研究. 红外光谱分析结果表明, Keggin结构钨磷酸和聚乙烯醇分子的基本结构在复合薄膜中仍然存在, 钨磷酸分子与高分子底物间存在氢键作用, 形成电荷转移桥. 原子力显微镜(AFM)结果表明复合前后PVA薄膜表面形貌发生了显著变化, 复合膜表面形貌随钨磷酸含量的不同而不同. 在紫外光照射下, 复合薄膜由无色变为蓝色. 复合膜的升色速度和褪色速度均随着钨磷酸含量的增加而加快. 这些结果表明钨磷酸含量对复合膜的微结构存在影响, 从而导致了复合膜具有不同的光致变色性能.     

有序介孔氧化硅薄膜制备及其组装化学

本文综述了近年来利用有机模板法合成有序介孔二氧化硅薄膜的研究进展，重点阐述了两相界面外延生长和蒸发诱导自组装两种制备方法及其合成机理。此外，讨论了有序介孔二氧化硅薄膜的组装化学，包括金属元素掺杂，纳米粒子在介孔薄膜中的组装，以及有机物/二氧化硅纳米复合薄膜的制备，并对介孔二氧化硅薄膜未来的发展趋势做了展望。     

氨基功能化有序介孔Si02薄膜组装Au纳米粒子复合材料的可调色散性质

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)为模板剂,采用共溶胶的蒸发诱导自组装方法制备了氨基功能化介孔SO2薄膜,然后利用氯金酸(HAUCl4)与介孔SiO2薄膜孔道内壁的氨基之间的中和反应组装Au纳米粒子,制备得到Au/SiO2纳米复合材料.用TEM,XRD和UV-Vis光谱对材料进行了测试.结果表明,无水乙醇...     

以手性两亲小分子自组装体为模板制备介孔二氧化硅空心球

合成了手性阳离子型两亲性小分子化合物,利用圆二色谱分析了其在水中形成的自组装体的结构;以该化合物的自组装体为模板,在正丙醇和氨水的混合溶剂中制备得到了介孔二氧化硅空心球;利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪以及氮气吸附-脱附试验装置分析了二氧化硅空心球的形貌及孔结构.结果表明,两亲性小分子在水中形成的自组装体呈现手性堆积;合成的介孔二氧化硅空心球的直径约为600~800nm,壁厚约为100~150nm,其孔道垂直于球的表面,孔径约为3.0nm,比表面积约为306m2·g-1.正丙醇作为模板控制二氧化硅空心球的空腔尺寸和形貌,而两亲性小分子的自组装体作为模板控制放射状孔道的形貌和尺寸.     

双模板法合成介孔/大孔二级孔道碳材料

以酚醛树脂低聚物为前驱物, 利用双模板法制备了具有介孔/大孔双孔结构的碳材料. 其中以二氧化硅蛋白石为大孔模板, 以嵌段共聚物自组装结构为介孔模板. 对样品进行了扫描电子显微镜(SEM), 透射电子显微镜(TEM), X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附实验表征. 结果表明所制备的双孔碳材料大孔直径约为230 nm, 介孔直径10 nm.     

磷钼酸/聚苯乙烯/聚乙烯醇电纺纤维膜的制备及性能

采用静电纺丝法制备了磷钼酸/聚苯乙烯(PS)/聚乙烯醇(PVA)复合纤维,并将其模压成膜.利用红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDX)等对复合纤维及其膜的结构与形貌进行表征,并对复合纤维膜的光催化性能、力学性能及在水中稳定性进行测试.结果表明,在复合纤维中磷钼酸的Keggin结构得到保持.PS与PVA质量比为1∶1时,复合纤维形貌最佳,表面光滑,直径较小且分布均匀,复合纤维的直径随着磷钼酸含量的增加而减小.将磷钼酸固载于复合纤维膜上比直接使用具有更高的光催化活性,光照25 min后接近98%的甲基橙降解;复合纤维膜易于回收再利用,5次重复使用后,复合纤维膜没有破损,磷钼酸损失较少,光催化性能无明显下降.复合纤维膜的强度随磷钼酸含量的增加先增大后减小,韧性随PVA含量的增加而增大,随磷钼酸含量的增加而减小.     

孔径可调的介孔SiO2自支持薄膜的溶剂挥发诱导自组装合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 正硅酸乙酯为硅源, 在弱酸性条件下利用溶剂挥发诱导自组装(EISA)合成出具有介孔结构的二氧化硅薄膜. 通过控制EISA过程中溶剂挥发的环境, 可在1.4~3.1 nm的范围内调节介孔结构的孔径. 实验表明, 较快的溶剂挥发速率有助于较大孔径的介孔结构生成. 用该方法合成的介孔薄膜具有蠕虫状孔道结构和良好的孔径均一性. 在外观上, 该薄膜具有均匀、透明和无缺陷等特点, 可以自支撑, 并且具有一定的韧性.     

咪唑基介孔有机硅材料固载磷钼酸催化剂的制备及烯烃环氧化性能

以含有咪唑阳离子的周期性介孔有机硅（PMO-ILs）材料为载体,制备了一类固载化磷钼酸（PMA）多相催化材料（PMA@PMO-ILs）,并采用N₂吸附-脱附实验、X射线衍射、原子吸收光谱、差热-热重分析、红外光谱、紫外光谱及固体核磁共振技术研究了材料的结构及物理化学性质. 结果表明,磷钼酸通过静电相互作用被成功固载到PMO-ILs载体表面和孔道中,且在制备过程中磷钼酸及载体基本结构均未发生变化. 反应结果表明,PMA@PMO-ILs材料在以叔丁基过氧化氢为氧化剂的环辛烯环氧化反应中表现出一定的催化活性和很高的选择性. 中断实验结果表明,催化剂的主要活性中心在反应过程中未发生明显流失,且催化剂经多次循环使用后活性及选择性基本保持不变. PMO-ILs中大量的咪唑阳离子能有效稳定磷钼酸阴离子,使该催化材料表现出良好的稳定性.     

CMC和CTAB双模板法合成具有稳定结构的MCM-41中孔分子筛

以羧甲基纤维素和十六烷基三甲基溴化铵为双模板,制备出了具有更高稳定性并且具有高度有序二维六方结构的MCM-41介孔分子筛.透射电镜和X射线衍射结果表明,以双模板制备的MCM-41介孔分子筛具有高度有序的二维六方(p6mm)孔道结构.此外,以双模板制备的MCM-41介孔分子筛焙烧前后的X射线衍射结果表明,在焙烧过程中其晶胞收缩比例为3.1%.与以纯表面活性剂为模版制备的MCM-41介孔分子筛(晶胞收缩比例为9.7%)相比,双模板制备的MCM-41介孔分子筛具有更高的稳定性能. MCM-41介孔分子筛稳定性能的提高可能是由于在硅物种、表面活性剂以及羧甲基纤维素在自组装过程中,羧甲基纤维素表面丰富的羟基与硅物种Si-(OH)x的相互作用促进了Si-(OH)x的缩聚.     

三头季铵盐阳离子表面活性剂合成菱形十二面体介孔二氧化硅单晶

由于介孔二氧化硅单晶规整的外观形貌和有序的内部孔道结构性能, 使其在微激光器件领域具有十分重要的潜在应用. 试着用高电荷密度的阳离子三头季铵盐表面活性剂(C18-2-3-1)作模板剂, 用正硅酸四乙酯作无机前驱体, 在硫酸介质中通过调变有机-无机物种之间的协同组装作用, 成功地合成了具有简单立方相Pm3n结构的介孔二氧化硅单晶. 扫描电子显微镜(SEM)观察到这种介孔二氧化硅单晶具有菱形十二面体形貌, X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试结果证实这种介孔单晶属于简单立方Pm3n对称结构. 氮气吸附数据测得这种单晶具有较大的BET比表面积(550 cm2/g), 较大的孔体积(BJH 0.20 cm3/g)和孔径(BJH 2.4 nm).     

微乳液法合成沸石/介孔二氧化硅复合微球

利用简单微乳液自组装体系, 制备了介孔二氧化硅与Y型或Ti-MWW沸石晶体复合形成的沸石/介孔二氧化硅微球(ZMMS). 硅源正硅酸四丁酯与阳离子型季铵盐表面活性剂形成稳定的O/W微乳液形成大颗粒, 沸石颗粒由于疏水作用而进入油相, 同时, 季铵盐表面活性剂和正硅酸四丁酯组装形成介孔材料. 优化合成条件可以有效控制复合微球的沸石/介孔二氧化硅质量比(0～2.3)和直径(186～965 μm). 两种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的介孔孔径分别为3.98 nm(Y型沸石)和3.75 nm (Ti-MWW型沸石). Ti-MWW沸石/介孔二氧化硅复合微球在液相催化环氧化反应中表现出良好的机械强度, 并且能够达到与Ti-MWW沸石原粉相当的催化活性.     

介孔二氧化硅空心纳米蠕虫的制备

用L-苯丙氨酸衍生物的自组装体作为模板,四甲基氢氧化铵为催化剂,经溶胶-凝胶过程,制备出蠕虫状介孔二氧化硅纳米空心结构材料.表征结果显示,该二氧化硅的长度约为100～150nm,直径约30～50nm.介孔孔道平行于壳的表面,孔径为3.8nm.     

复合介孔二氧化硅膜的制备及应用

复合介孔二氧化硅膜是近十年来发展起来的一种具有独特孔中孔结构的新型膜材料。该材料以多孔膜（无机多孔膜或者有机多孔膜）为硬模板,以表面活性剂为结构导向剂,通过溶胶-凝胶等方法将介孔二氧化硅材料组装在多孔膜的孔道中制备而成。由于其具有不同于传统介孔二氧化硅膜材料的一些独特结构和性能,并在分离、吸附和催化等领域具有广泛的应用前景,引起了人们广泛的关注。本文主要就复合介孔二氧化硅膜的制备方法,特别是近几年内其在纳滤、纳米材料的模板合成、酶的固定、传感器、反应器以及药物释放等方面最新的应用研究进展进行论述,同时对这类新型的复合介孔二氧化硅膜材料在合成和应用方面存在的问题进行了分析和总结,并对其发展前景作了展望。     

以手性两亲小分子为模板剂制备介孔二氧化硅纳米空心球

以L-亮氨酸为手性源合成了手性阳离子两亲性小分子化合物L-18Leu6NEtBr,用其自组装体作为模板,氢氧化钠为催化剂,经溶胶-凝胶过程制备出介孔二氧化硅纳米空心球;分析了介孔二氧化硅纳米空心球的尺寸和孔径.结果表明,所制备的二氧化硅空心球直径约100nm;其介孔孔道平行于壳表面,孔径为3.1nm.     

Y2O3和Nd2O3介孔薄膜的制备与表征

以聚乙烯合丁烯-嵌-聚氧乙烯嵌段共聚物(PHB-PEO)作模板, 采用蒸发诱导自组装方法, 分别制备了Y2O3和Nd2O3介孔薄膜. 用小角、广角X射线衍射和透射电子显微镜对薄膜样品在不同的热处理阶段进行了表征. 结果表明, 所制备的Y2O3和Nd2O3薄膜样品呈现一种大孔径(平均孔径分别约为11.5和12.5 nm)、有序的立方扭曲球形孔排列、稳定于450 ℃并具有部分晶态孔壁结构的介孔薄膜材料.