凝胶法制备条件对载体硅胶孔结构的影响

以水玻璃、硫酸为原料采用凝胶法制备了烯烃环氧化催化剂载体硅胶,为探讨制备条件对硅胶孔结构的影响,采用物理吸附仪对不同条件下制备的硅胶进行了表征,结果表明:溶胶pH值、老化温度和老化时间、氨水pH值对硅胶孔结构影响显著,当溶胶pH值为1.5,在80℃下用pH 10.5的氨水浸泡老化凝胶2 h,所得硅胶的比表面积在300 m2.g-1左右,孔径和孔容分别在9.71 nm和0.92 cm3.g-1以上,以此硅胶为载体制得的非均相催化剂Ti/SiO2对于氯丙烯和环己基过氧化氢的环氧化反应具有明显的催化活性。     

氨水诱导硅核自组装制备介孔SiO_2

在无模板剂的条件下,通过控制氨水用量,利用正硅酸乙酯水解制备了粒径约20 nm的SiO2初级粒子;随后用过量氨水诱导SiO2初级粒子交联生长,得到孔径在10~50 nm、孔容达2.05 cm3.g-1的介孔SiO2;考察了介孔SiO2的吸附性能.结果表明,所制备的介孔SiO2具有优良的吸附性能.     

螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的吸附性能研究

采用静态吸附法研究了ASA-PGMA/SiO2对稀土离子的螯合吸附性能、吸附动力学和热力学。实验结果表明,其对稀土离子的吸附能力分别为:La3+:38.6 mg.g-1,Pr3+:39.6 mg.g-1,Nd3+:41.8 mg.g-1,Sm3+:42.8 mg.g-1,Tb3+:46.2 mg.g-1。吸附等温模型符合Lang-muir型单分子层吸附。介质pH值对材料的吸附能力有很大影响,pH值为6时吸附量最大。以盐酸为洗脱剂,当酸度为0.1 mol.L-1时,洗脱率为99.8%。连续吸附-脱附实验表明,ASA-PGMA/SiO2重复使用10次后,吸附能力变化很小。     

以RF/SiO2复合气凝胶为前驱体制备介孔α-SiC

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为碳源,3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源,无水乙醇为溶剂,利用简捷的一步溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备RF/SiO2复合气凝胶。RF/SiO2复合气凝胶经碳热还原、煅烧、酸洗等一系列工艺制备出介孔碳化硅(SiC),采用XRD、FTIR、NMR、SEM、TEM和氮气吸附-脱附等分析手段对制备的介孔SiC进行了表征。结果表明,介孔SiC材料为纯的α-SiC,平均晶粒大小为15 nm,BET比表面积为106 m2·g-1,孔径主要分布在21.7 nm和61 nm附近,SiC纳米颗粒大小和分布均匀。     

介孔SiO2/Fe3O4中空磁性微球的漆酶固定化

以介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球作为载体,采用物理吸附法对漆酶进行固定化,考察了时间、温度和pH值对漆酶固定化效果的影响,并对固定漆酶的活性及稳定性进行了研究.结果表明,介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球吸附漆酶分子后,介孔材料的比表面积与孔体积均减小.在3 h时复合微球对漆酶的吸附达到平衡,复合微球中介孔SiO2对漆酶的有效固定量为689 mg/g,大大高于纯介孔材料MCM-41的漆酶固定量(319 mg/g).在pH=3～6的条件下,复合微球中固定漆酶仍保持70%以上的相对酶活.当温度不高于60℃时,固定漆酶的相对酶活仍保持65%以上.固定漆酶的pH稳定性和热稳定性都明显优于游离漆酶,固定漆酶的米氏常数为1.05 mmol/L,与游离漆酶相比,固定漆酶与底物的亲和力有所降低.当2,4-二氯苯酚的浓度为10 mg/L时,固定漆酶对其去除率在6 h时达到81.6%,表现出很好的催化活性.     

AlCl3/MCM-41催化剂上桥式四氢双环戊二烯异构化反应

 分别采用介孔 MCM-41 和 SiO2 为载体制备了固载化 AlCl3 催化剂, 考察了其催化桥式四氢双环戊二烯异构化生成挂式四氢双环戊二烯反应性能. 结果表明, 180 °C 时 AlCl3/MCM-41 催化剂上挂式四氢双环戊二烯选择性可达 95.7%, 而在 AlCl3/SiO2 上仅为 86.3%. 采用 N2 吸附-脱附、Hammett 指示剂法、吡啶吸附红外光谱和化学分析等方法对催化剂进行了表征. 结果表明, AlCl3/MCM-41 催化剂较弱的表面酸性和一维孔结构有利于挂式四氢双环戊二烯的生成.     

介孔SiO2的改性及对诺维信漆酶的交联固定化

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,四乙氧基硅烷(正硅酸乙酯,TEOS)为硅源,硝酸为催化剂来制备介孔SiO2,并采用后嫁接法对介孔SiO2进行氨基化改性。利用红外光谱(IR),X射线粉末衍射(XRD),差热-热重分析(DTA-TG),扫描电镜(SEM),元素分析,微电泳法及N2吸附-脱附方法对改性前后的产物进行表征。结果表明氨基已成功嫁接到介孔SiO2孔道中,改性后的介孔SiO2有序度有所下降,但仍为介孔材料;改性之后介孔材料的孔径、比表面积、孔体积均变小。等电点由原来的2.74变为4.75。本文还以氨基修饰的介孔SiO2为载体,通过交联剂戊二醛固定诺维信(Novozymes)工业级漆酶,并采用正交设计法对固定化条件进行了优化。研究表明漆酶经固定化后,其操作稳定性比游离酶高。     

一步热聚合法制备Cu2O/CuO-g-C3N4吸附剂及其对甲基橙吸附的性能

用一步热聚合法制备了一种铜改性的石墨氮化碳吸附剂,并研究了其对甲基橙的吸附性能。以氧化亚铜、双氰胺为前驱体,以氯化胺作为气体模板,在高温下引发聚合获得了铜改性的石墨氮化碳吸附剂(Cu₂O/CuO-g-C₃N₄)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及全自动比表面及孔隙度分析(BET)等对所制备吸附剂的组成和结构进行了表征,结果表明,该吸附剂由Cu、C、N和O共4种元素组成具有介孔结构的层状材料。引入铜氧化物以后,有效地扩展了g-C₃N₄的π共轭体系,有利于通过π-π作用吸附带有苯环结构的染料;Cu₂O/CuO-g-C₃N₄吸附剂具有多种孔径的介孔结构增大了其比表面积,为染料的吸附提供了足够的活性位点。通过优化吸附剂的制备条件、投加量、染料浓度、吸附时间、搅拌转速和pH等参数后,获得在最优条件下对甲基橙溶液的吸附率仅需25 min即可达到96.11%。进一步地,在常温常压下...     

TiO2-SiO2复合气凝胶：常压干燥制备及性能表征

以廉价的四氯化钛和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2复合气凝胶.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对复合气凝胶的形貌和性质进行了分析.结果表明,TiO2-SiO2复合气凝胶具有连续多孔结构,150℃干燥后复合气凝胶的比表面积为1 076 m2·g-1,孔体积为4.96 cm3·g-1;经550 ℃热处理后,复合气凝胶仍然具有高的孔隙率,比表面积为856 m2·g-1,孔体积为3.46 cm3·g-1.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,复合气凝胶同时具有较好的吸附和光催化性能,其吸附/光催化协同作用活性优于纯SiO2气凝胶和锐钛矿TiO2粉末;且重复利用四次降解率仍然可达到89%.     

Fe3+-TiO2/SiO2光催化降解罗丹明B的研究

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的Fe3+-TiO2/SiO2光催化剂,并采用SEM,Raman和DRS等手段对其进行了分析和表征.以氙灯为光源,通过对可溶性染料罗丹明B的降解反应,考察了Fe3+-TiO2/SiO2催化剂的光催化活性,探讨了光催化反应中溶液pH值和起始浓度对催化反应的影响.     

有序中孔炭的电化学储氢性能

将蔗糖、聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段共聚物和硅源构成的复合物进行预炭化、炭化和除硅处理合成出有序中孔炭, 采用XRD、TEM、HRTEM和N2吸脱附等手段对其进行表征, 并将有序中孔炭制成电极开展恒流充放电储氢性能研究. 结果显示, 具有较高比表面积(720 m2·g-1)和孔容(0.86 cm3·g-1)的有序中孔炭材料的电化学储氢容量为70.1 mAh·g-1, 高于具有相对较低比表面积(610 m2·g-1)和孔容(0.66 cm3·g-1)的有序中孔炭储氢容量(64.1 mAh·g-1). 通过与单壁碳纳米管电极(25.9 mAh·g-1)的对比, 表明有序中孔炭具有良好的电化学储氢性能和更高的电化学活性.     

有序介孔炭的合成及液相有机大分子吸附性能研究

分别采用有序介孔氧化硅SBA-15和NaY分子筛为硬模板合成了系列有序介孔炭OMC和微孔炭CFY. N₂静态吸附测试表明, 所合成的介孔炭具有丰富的介孔结构和集中的介孔分布. 以亚甲基蓝为探针分子, 研究其在有序介孔炭OMC和微孔炭CFY上的吸附行为. 研究结果表明, 有序介孔炭中大于3.5 nm的大介孔孔容是决定亚甲基蓝吸附容量和吸附速率的关键因素. 吸附动力学理论研究表明, 准二级动力学方程可以很好地描述亚甲基蓝分子在介孔炭上吸附动力学行为.     

UV–Vis spectroscopy and desorption/ionization mass spectrometry as the tools for investigation of adsorbed dye photodegradation

Research on Chemical Intermediates - The photodegradation of the cationic dyes methylene blue, acridine yellow and acridine orange adsorbed on TiO2, TiO2/SiO2, SiO2 and Ag/SiO2 mesoporous films has...     

微孔/介孔复合分子筛的合成及其对CO2的吸附性能

采用两步晶化法将合成的沸石前驱液(S)或沸石固体粉末(P)经不同浓度(c)的NaOH处理后, 分别以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板或介孔炭(Meso-C)硬模板为导向剂, 自组装合成S-β-MCM41(c)、P-β-MCM41(c)、P-ZSM-MCM41(c)、P-ZSM-C系列微孔/介孔复合分子筛. 考察了沸石分子筛种类、碱处理液浓度以及介孔模板剂对合成复合分子筛结构与性能的影响. X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附表征结果表明产物具有微孔/介孔多级孔结构. 该材料对CO₂的吸附能力比纯微孔或介孔材料均有明显提高, 其中P-ZSM-MCM41(2)的CO₂吸附容量最大可达1.51 mmol·g^-1, 为ZSM-5沸石吸附量的两倍多.     

不同铈添加量对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。     

超临界条件下合成晶型骨架的介孔氧化锆

采用聚氧乙烯型非离子表面活性剂(PEO)为模板剂,超临界乙醇为介质,在不同条件下(各种PEO,不同pH值和络合剂)合成了类似于MSU的介孔氧化锆.XRD,N₂物理脱吸附曲线,TEM及选区电子衍射证明该介孔氧化锆骨架为四方晶型;改变表面活性剂类型、络合剂及pH可调变介孔氧化锆的BET表面积与孔分布.     

中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的可控氧化制备及性能

以钛粉、钽粉为原料,炭黑作为反应性模板,通过熔盐法在炭黑表面原位生长了TaTiC_2纳米碳化物涂层,并以所得TaTiC_2/C复合物为碳化物前驱体,再经可控氧化制备出中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)及N2物理吸附等手段对所制备的光催化剂进行形貌、显微结构及孔结构表征。以高压汞灯为紫外光源,以亚甲基蓝为目标降解物,通过光催化降解实验评价中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的光催化活性。结果表明,熔盐法生长碳化物涂层厚度均匀(20~30 nm),碳化物主要以TaTiC_2晶相存在且具有纳米级的颗粒尺寸。中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂同时具有200 nm左右的中空大孔结构及壳层10 nm左右的介孔结构。中空大孔和介孔的存在提高了所制备催化剂对亚甲基蓝的吸附能力。此外,TiO_2与Ta2O5通过电子能带结构的耦合,有效提高了光生电子和空穴的分离效率,从而显著提高了光催化活性。nTi∶nTa=2.5∶1.5时,相应的中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂表现出最佳的光催化活性,对亚甲基蓝的紫外光催化降解率高达97%。     

Aqueous dye adsorption on ordered mesoporous carbons

Ordered mesoporous carbons (OMCs) with varying pore size, and microporous carbon, CFY, were synthesized using ordered mesoporous silica SBA-15 and NaY zeolite as hard templates, respectively. N(2) adsorption tests show that the synthesized OMCs possess abundant mesopores and centralized mesopore distribution. Methylene blue (MB) and neutral red (NR) were used as probe molecules to investigate their adsorption behaviors on OMCs and CFY. As evidenced by adsorption tests, the volume of mesopores of which the pore size is larger than 3.5 nm is a crucial factor for the adsorption capacity and adsorption rate of MB on OMCs. However, the most probable pore diameter of OMCs was found to be vital to the adsorption capacity and adsorption rate of NR. Theoretical studies show that the adsorption kinetics of MB and NR on OMCs can be well depicted by using pseudo-second-order kinetic model.     

氧化铜/二氧化硅多孔复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用聚乙二醇（PEG）为模板,通过溶胶凝胶法-水热法制备出CuO/SiO2多孔复合材料,使用FTIR、HRTEM、XRD和BET等技术手段对目标产物进行了表征;研究添加CuO质量及反应温度等反应条件对复合材料的孔结构特征的影响。 用目标产物作为吸附材料,研究了其对有机染料亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,CuO/SiO2多孔复合材料对亚甲基蓝具有良好的吸附效果,尤其是含CuO质量分数为15%的样品在用量0.015 g、体系pH=9、搅拌时间为2 h的条件下,对10 mL亚甲基蓝（4 mg/L）的去除率最高可达97.17％。 对吸附的过程和机理进行了初步探讨。