中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂, 在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合, 并将其氰基偕胺肟化, 用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料—中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)及N₂吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征. 结果表明, 制备的中空微球直径约为400 nm, 其壁上孔径约为11.0 nm, 比表面积约为431 m²/g, 锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm, 比表面积降低为347 m²/g. HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g, 吸附过程中伴随化学反应, 符合伪二级动力学模型, 可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.     

多形貌中空介孔SiO2的可控合成及复合物对Cu2+的吸附还原

以间苯二酚/甲醛(RF)树脂为软模板, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为制孔剂, 采用一锅溶胶-凝胶法制备了多形貌中空介孔二氧化硅微球(HMSM). 通过改变甲醛用量调控软模板RF树脂的结构, 可以获得一系列不同形貌及结构的HMSM, 随着甲醛用量的增加, HMSM结构表现为单层壳空心球、 蛋黄壳空心球、 双层壳空心球等结构. 其中具有蛋黄壳空心球结构的HMSM比表面积可达691 m ²/g, 孔体积达2.23 cm ³/g, 孔径均匀(3.5 nm). 以硝酸铈铵为引发剂, 在具有蛋黄壳空心球结构的HMSM中引发丙烯腈自由基聚合, 并将支链聚丙烯腈上的氰基偕胺肟化, 制得HMSM接枝聚偕胺肟(HMSM-g-PAO). 以100 mg/L的CuCl₂溶液为目标溶液, 在pH=4.0时测试合成的HMSM-g-PAO对Cu ²⁺的吸附效果, 发现吸附平衡时Cu ²⁺吸附量达134 mg/g.     

接枝聚合-大分子反应法在交联聚乙烯醇微球表面接枝聚偕胺肟的研究

以硫酸铈铵为引发剂,实施了丙烯腈(AN)在交联聚乙烯醇(CPVA)微球表面的接枝聚合,制备了接枝微球CPVA-g-PAN,然后以盐酸羟胺为试剂,通过偕胺肟(AO)化转变,将接枝的PAN转变为聚偕胺肟(PAO),制得了接枝有聚偕胺肟的功能微球CPVA-g-PAO,采用红外光谱(FTIR)法、扫描电子显微镜(SEM)及zeta电位测定等法,对功能微球CPVA-g-PAO的化学结构及物理化学特性进行了表征,重点考察了各主要因素对接枝PAN的偕胺肟化转变反应的影响,也以脲酸为模型分子,初探了功能微球CPVA-g-PAO对生物分子的吸附性能.实验结果表明,在腈基的偕胺肟转变反应中,介质pH与反应温度是两个主要影响因素,对于本研究体系,适宜的反应条件是温度70℃,介质pH=6～7.在此条件下,反应4h,可使腈基转化率达到72%.在较大的pH范围内,功能微球CPVA-g-PAO的zeta电位为数值较大的正值,对内源性代谢毒素分子脲酸具有很强的吸附作用,吸附容量达95mg/g。     

Yolk-shell结构磺化聚苯乙烯@介孔二氧化硅微球制备及其离子交换性能

采用乳液聚合法制备聚苯乙烯微球,并经硅酸四乙酯水解、双三甲氧基硅氧乙烷交联、三甲氧基苯基硅烷修饰以及溶剂刻蚀后制得一种苯基官能化且具有Yolk-shell结构的聚苯乙烯@介孔二氧化硅的微球(Ph-Pst@SiO_2);进一步采用氯磺酸对微球进行磺酸化改性,最终获得交换性能优良且具有Yolk-shell结构的微球,考察了其离氧基苯基硅烷用量、反应时间等因素对微球形貌的影响;利用红外光谱仪、元素分析仪对微球组成成分进行分析;利用酸碱滴定法测定了微球的离子交换容量。实验结果表明,未经三甲氧基苯基硅烷修饰的磺化聚苯乙烯@介孔二氧化硅微球S-Pst@SiO_2的比表面积为435.06m~2/g,离子交换容量为2.4mmol/g。与之相比,磺化的苯基官能化聚苯乙烯@介孔二氧化硅微球(S-Ph-Pst@SiO_2)的比表面积和离子交换容量分别提高了47%和54%,具体为640.41m~2/g和3.5mmol/g。说明本研究采用苯基硅烷修饰介孔二氧化硅提升Pst@SiO_2微球离子交换性能的方法简单有效。     

载有量子点的介孔二氧化硅微球的制备与性能研究

采用自组装方法制备了一种磁核/介孔二氧化硅壳的微球, 调节体系中C₁₈TMS的加入量可控制介孔硅球的比表面积; 并通过化学修饰的方法对介孔微球表面进行巯基功能化修饰. 利用巯基与量子点之间的相互作用可将一定尺寸的量子点吸附于介孔二氧化硅球的孔中, 令介孔微球具有荧光效应; 同时可以利用吸附不同粒径的量子点的荧光光谱对介孔二氧化硅微球孔径的大小进行近似考察.     

中空纳米二氧化硅微球的制备及表征

本文介绍了一种制备中空纳米二氧化硅微球的新方法。利用模板首先合成介孔纳米二氧化硅微球,再用水热反应法,成功制备了非功能化和巯基、氨基功能化中空纳米二氧化硅微球。利用透射电子显微镜,热重分析等手段对其形貌进行了表征。另外,对中空介孔纳米二氧化硅微球的形成机制进行了探讨。     

单分散核-壳结构介孔二氧化硅微球的合成

在酸性条件下, 采用非离子表面活性剂嵌段共聚物为模板剂, 季铵盐阳离子表面活性剂为共导向剂, 在预先合成的尺寸均一的单分散实心氧化硅微球表面包裹了有序介孔氧化硅层, 进一步通过高温水热处理, 获得了具有良好分散性和均匀尺寸的介孔壳层(孔径7 nm)氧化硅微球(~500 nm). 氧化硅微球外部包裹的介孔壳层具有较大的比表面积(188 m2/g)和孔容(0.23 cm3/g).     

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.     

基于中空介孔二氧化硅小球的pH响应性控制释放系统

空心结构的介孔二氧化硅纳米材料具有较大的比表面积和孔容积,相对于传统介孔氧化硅材料可以负载更多的药物分子,在药物缓释领域具有广阔的应用前景.本文利用改进的模板法制备了粒径与壳厚度可控的中空介孔二氧化硅纳米小球.采用透射电镜(TEM)、小角X射线散射分析(SAXS)和氮气吸附-脱附等方法对合成的中空纳米二氧化硅小球进行了表征分析,得出最佳制备工艺条件.选择优化的制备条件得到的中空介孔二氧化硅与普通介孔二氧化硅对比,将两者分别负载一定量的染料分子罗丹明B(RhB),接着在两者表面修饰溶菌酶分子作为开关分子,构筑了两个pH响应的药物控制释放系统,并对两者的装载量进行了评估,通过观察在575 nm(RhB)处荧光发射峰强度的变化来评估两者的控制释放效果在相同的时间内,空心结构的介孔二氧化硅小球释放染料分子的量要明显多于普通介孔二氧化硅小球释放染料分子的量.     

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.     

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.     

利用廉价硅酸盐为硅源合成介孔SiO2球

利用廉价的硅酸盐为二氧化硅前驱体,以非离子和阳离子表面活性剂为混合模板剂合成微米级的介孔二氧化硅。控制非离子和阳离子表面活性剂的量可以得到分散性较好的介孔二氧化硅球,其平均颗粒直径为2．5μm,平均孔径为3．25nm,比表面为1379m^2／g,孔体积高达1．12cm^3／g。实验讨论了两种表面活性剂的比例对介孔二氧化硅形貌和介相结构的影响,并用混合模板机理解释了不同形貌形成的原因。     

介孔碳球的制备及其催化性能研究

通过在3-氨基苯酚与甲醛聚合成球的过程中引入模板剂二氧化硅纳米颗粒,随后碳化、腐蚀除硅,制备得到了具有良好介孔结构的碳纳米球.通过透射电子显微镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、N_2等温吸脱附(BET)等表征手段对样品形貌和结构进行了分析,表明介孔碳球分散性良好、比表面积较大(~294m~2/g)、孔径分布均匀(~3.8nm).以该介孔碳球为载体,负载金属钯纳米颗粒,得到了金属颗粒分散均匀、粒径小(~2nm)的Pd/介孔碳球复合材料.应用于催化碘苯和苯硼酸的Suzuki偶联反应中,具有良好的催化活性.反应5min,碘苯的转化率达99.06%,催化剂循环使用7次,碘苯转化率未见明显下降.     

介孔分子筛HMS-Al、HMS-Et的制备与表征

HMS[1]是六方结构的介孔二氧化硅分子筛,由中性表面活性剂和中性无机物通过氢键自组装途径合成,具有较大的比表面积和较大的孔容,孔径大小均一。相对于介孔分子筛MCM-41[2]来说,HMS具有较厚的骨架内壁和较丰富的表面羟基,在制备过程中所用模板剂(十六胺)可通过乙醇萃取的方法脱     

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.     

偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维的制备及在含金属离子废水处理中的应用

利用电纺丝技术制备了聚丙烯腈纳米纤维无纺布, 然后在水溶液原位偕胺肟化得到偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维, 该纳米纤维可用于吸附再生含金属离子废水. 采用氯化铜溶液模拟含金属离子废水, 探讨不同肟化率的偕胺肟化纳米纤维对铜离子的吸附效果; 发现肟化率78.8%的偕胺肟化纳米纤维的吸附能力最好, 利用Langmuir吸附方程得到最大吸附值为56.5 mg/g, 同时吸附后可将含铜废水浓度从100 mg/L降至13 μg/L, 远远低于国标GB8978-1996规定的铜排放的一级标准(总铜浓度<0.5 mg/L). 吸附铜离子的纳米纤维在1 mol/L稀硝酸中, 100 min后铜离子的解吸附率超过98%. 经4次吸附-解吸附循环后, 偕胺肟化纳米纤维的吸附能力仍能达到首次吸附最大吸附值的50%以上, 表明偕胺肟化纳米纤维具有一定的循环再生能力.     

二硫键修饰的介孔二氧化硅微球的制备与表征

以一步法合成了巯丙基功能化的介孔二氧化硅微球, 微球的粒径在130～150 nm左右, 平均孔径为2.79 nm. 以所合成的微球为载体, 在其内、外表面修饰二硫键后, 在二硫键的另一端接枝了异硫氰酸荧光素(FITC), 并以FITC为标记物研究了二硫键在谷胱甘肽溶液中的断键情况. 实验结果表明, 微球上的二硫键具有在磷酸盐缓冲溶液(PBS, pH＝7.4)中稳定存在, 而在一定浓度的谷胱甘肽溶液中却能发生断键反应. 以高分辨透射电镜(HR-TEM)、N₂吸附-脱附实验表征了介孔二氧化硅微球的表面及孔道情况, 用Zeta电位分析、元素分析、热失重分析(TGA)等手段表征了微球上二硫键的接枝情况, 用荧光光度计(FLS)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)研究了谷胱甘肽对二硫键的断键情况的影响.     

聚合物模板微球表面电性对中空二氧化硅微球形貌的影响

分别以过硫酸钾和偶氮二异丁基脒盐酸盐为引发剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,在水中引发苯乙烯聚合制备了2种表面分别带负电性和正电性基团的聚苯乙烯(PS)模板微球.在氨水催化下,利用正硅酸乙酯的水解缩合,形成PS/SiO_2复合微球,去除模板后得到中空SiO_2微球,并对其进行FTIR、电子显微镜、TGA以及氮气吸附等分析表征.结果表明,PS模板微球表面的电性决定了OH-的分布,从而导致PS模板微球表面SiO_2壳层不同的形成机制.当以表面带负电的PS微球为模板时,可得到树莓状的中空SiO_2微球;而以表面带正电的PS微球为模板时,得到是表面光滑的,具有介孔结构的中空SiO_2微球.     

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).     

介孔二氧化钛的非有机模板剂法合成

 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.