喷雾干燥辅助表面活性剂自组装制备新型SiO2介孔材料

将喷雾干燥辅助表面活性剂自组装应用于介孔SiO₂材料的合成, 先后制备了2种无机SiO₂ 介孔材料(PW-P和PW-C)和2种苯基修饰的有机-无机SiO₂介孔材料(Ph-PW-C和Ph-PW-C-S), 结合XRD, BET, SEM和TEM等表征, 初步讨论了喷雾干燥过程中表面活性剂种类、硅源以及反应介质的酸碱性对所制备材料的表面组成和形貌、比表面积、孔容以及孔道结构等的影响.     

Fe3O4@SiO2@mTiO2介孔多功能纳米复合颗粒的制备及载药能力

以溶剂热法制备氨基功能化的Fe₃O₄纳米颗粒为磁核,结合溶胶-凝胶法和模板法在其表面先后包覆上致密的SiO₂层和介孔TiO₂层,制备了磁性-发光-微波热转换性-介孔结构为一体的多功能核-壳结构纳米复合颗粒,并对其结构、性能及载药能力进行了研究。XRD分析表明:Fe₃O₄表面包覆上了无定形结构的SiO₂和TiO₂。TEM照片表明:所得的纳米复合颗粒具有明显的核壳结构和完美的球形,构成核的Fe₃O₄颗粒的尺寸在40~50 nm之间,Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂核壳结构纳米复合颗粒的尺寸为60~70 nm,壳层厚度约10 nm,并可观察到壳层中清晰的孔状结构。磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明:该复合颗粒同时具有良好的发光性、磁性和微波热转换特性。N₂气吸附及药物负载率分析表明,该复合颗粒具有较高的比表面积(640 m²·g^-1)和介孔结构(孔径约2.8 nm)并且具有较高的药物负载率。     

热扩散法制备MoO3/SiO2催化草酸二甲酯和苯酚酯交换反应

采用热扩散法（TS）和等体积浸渍法制备了MoO₃/SiO₂催化剂用于草酸二甲酯和苯酚酯交换反应.结果表明,热扩散法制备的10%MoO₃/SiO₂-TS催化剂较等体积浸渍法制备的10%MoO₃/SiO₂-C催化剂具有更好的催化性能.运用X射线衍射、Raman光谱、X射线光电子能谱分析、吡啶吸附红外光谱、NH₃程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征,发现虽然两种方法制备的催化剂都只有弱Lewis酸中心,钼均以氧化钼单体形式存在,未形成解离和聚合,但是10%MoO₃/SiO₂-TS催化剂较10%MoO₃/SiO₂-C催化剂表面钼含量更高且MoO₃分散得更好.在苯酚用量为0.2mol,10%MoO₃/SiO₂-TS催化剂用量为1.2g,反应温度为180℃,草酸二甲酯与苯酚的摩尔比为2,反应时间为4h的优化条件下,苯酚转化率可达70.9%,甲基苯基草酸酯和草酸二苯酯的收率分别达63.1%和7.7%.     

Au和SiO2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学, 制备出金纳米壳Au@SiO₂以及SiO₂包裹的金纳米壳SiO₂@Au@SiO₂; 去除SiO₂@Au@SiO₂颗粒中的金壳层, 获得含有可移动SiO₂核的空心壳H-SiO₂@M-SiO₂. 结果显示: SiO₂@Au@SiO₂复合颗粒表面光滑, 并保留了金壳的近红外吸收特性; 通过改变复合颗粒外层SiO₂厚度, 可以调节其等离激元共振峰的位置; 王水可以有效地去除SiO₂@Au@SiO₂中的金壳, 相应的等离激元共振峰消失.     

Au和SiO2多壳结构的制备和表征

利用自组装技术和胶体还原化学, 制备出金纳米壳Au@SiO₂以及SiO₂包裹的金纳米壳SiO₂@Au@SiO₂; 去除SiO₂@Au@SiO₂颗粒中的金壳层, 获得含有可移动SiO₂核的空心壳H-SiO₂@M-SiO₂. 结果显示: SiO₂@Au@SiO₂复合颗粒表面光滑, 并保留了金壳的近红外吸收特性; 通过改变复合颗粒外层SiO₂厚度, 可以调节其等离激元共振峰的位置; 王水可以有效地去除SiO₂@Au@SiO₂中的金壳, 相应的等离激元共振峰消失.     

SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

Ag@SiO2纳米颗粒的制备及其在H2O2检测上的应用

利用柠檬酸三钠还原硝酸银制备了银纳米颗粒(AgNPs), 然后通过氨水水解正硅酸乙酯(TEOS)的方法, 在AgNPs上沉积SiO₂, 制备出以Ag为核, SiO₂为壳的复合纳米颗粒(Ag@SiO₂). 调节TEOS用量, 可以控制SiO₂层的厚度. 根据AgNPs的局域表面等离激元共振(LSPR)效应, 将制得的Ag@SiO₂颗粒用于H₂O₂的检测, 检测下限为1 μmol/L, 并可以通过控制SiO₂层的厚度方便地调节Ag@SiO₂颗粒与H₂O₂反应的速率. 与传统方法相比, 具有简单、快速、成本低的优点. 分别运用TEM、紫外-可见分光光度计对反应前后Ag@SiO₂颗粒形貌及反应过程中其LSPR吸收的变化进行了表征.     

制备参数对高比表面积介孔催化剂La-Co-Zr-O结构与性能的影响

采用双表面活性剂模板(十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇辛基苯基醚的混合物)分解法制备了不同原子比(n_La+n_Co)/(n_La+n_Co+n_Zr)和不同温度焙烧的系列介孔混合氧化物催化剂La-Co-Zr-O。运用XRD、N₂吸附/脱附、XPS和H₂-TPR等技术对催化剂进行了表征，并以CO和C₃H₈氧化为模型反应，考察了组分配比和焙烧温度等参数对催化剂催化性能的影响。比表面积和孔径测试结果表明，样品具有很高的比表面积(108～266 m²·g^-1)和分布集中的孔径(3.4～3.9 nm)，Zr含量较高的样品比表面积较大。XRD结果表明，样品中的活性组分钴物种主要以Co₃O₄形式存在；XPS和H₂-TPR结果表明，样品中可还原的晶格氧的数量、活动度以及表面钴原子浓度均与催化剂对CO和C₃H₈的氧化性能密切相关。原子比为0.5的样品中，较多的晶格氧易于在相对低温下还原；而原子比为0.7的样品表面钴原子浓度较高，这使得两样品均表现出较高的催化活性。经650 ℃焙烧的样品仍保持较高的比表面积(108 m²·g^-1)和分布集中的介孔孔径(最可几孔径约3.8 nm)，且催化活性下降幅度也很小，表明该系列介孔催化剂具有优良的抗烧结能力和介孔热稳定性。     

溶胶凝胶-软模板法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料及其电化学性能研究

在溶胶凝胶法中引入了软模板十二烷基磺酸钠(SDS)制备了LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极材料。采用X射线衍射法(XRD),扫描电镜法(SEM),循环伏安法(CV),交流阻抗法(EIS)及充放电测试等手段对材料进行了表征。结果表明,在750 ℃下煅烧12 h加入或不加SDS都能得到结晶较好具有六方层状α-NaFeO₂结构的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂。SEM显示引入SDS辅助制备的目标材料颗粒细小,约60～300 nm,分散均匀,部分颗粒呈类球状形貌。而没有添加表面活性剂制备的材料粒径范围约250～600 nm,并且部分颗粒有团聚现象。在2.8～4.3 V(vs Li/Li⁺),0.5C倍率下,SDS辅助制备和没有添加表面活性剂制备的材料首次放电比容量分别为136.8、123.4 mAh·g^-1,50次循环后容量保持率分别为90.3%,73.8%。2C和5C下的充放电测试结果都显示SDS的加入能有效改善材料的倍率性能。归因于颗粒更细小,分散更均匀及较小的晶胞体积,SDS辅助制备的材料电荷传递阻抗远小于无表面活性剂辅助制备的材料是其倍率性能得到明显提高的重要原因。     

气相燃烧合成纳米复合粒子的形态与结构

在气相燃烧反应器中成功地合成了TiO₂-SiO₂、TiO₂-SnO₂复合粒子。TiO₂-SiO₂复合粒子中TiO₂以金红石型和锐钛型存在，SiO₂以无定型的形式存在。复合结构为SiO₂附着于TiO₂的外部，在Ti∶Si的进料比较大时SiO₂附着于TiO₂的表面，Ti∶Si比值减小到1∶4时，SiO₂包覆全部TiO₂表面。包覆层的厚度大约为6～7nm。TiO₂-SnO₂的复合粒子中同时存在着三种晶体结构SnO₂、金红石型和锐钛型的TiO₂。在复合粒子的表面，TiO₂和SnO₂两种组分分布均匀。通过改变进料方式可以调整复合粒子的结构。     

新型SiO2/SiO2核壳型固定相的制备与评价

采用层层自组装的方法,以微米多孔硅胶小球为核,将硅胶纳米粒子多层包覆,制备了核壳型SiO2/SiO2硅胶小球.透射电子显微镜表明这种硅胶小球具有明显的核壳结构,氮气吸附实验证明该硅胶小球是典型的介孔材料,具有良好的介孔结构和窄的孔径分布.将其作为基质制备碳十八键合核壳型SiO2/SiO2色谱固定相,该固定相的碳含量与未...     

介孔C/SiO2粉体的制备及对阳离子型染料的吸附

采用吸附法处理染料废水需要合适的吸附剂。利用溶剂蒸发自组装法,以甲阶酚醛树脂为碳源、介孔SiO2粉体为载体制备介孔C/SiO2粉体,表征所制C/SiO2粉体的结构,研究C/SiO2粉体对阳离子型染料亚甲基蓝和阳离子红X-GRL的吸附性能,并与相同条件下制备的非负载的多孔C粉体以及介孔SiO2载体进行比较。结果表明,介孔C/SiO2粉体的孔窗口为11~18 nm,比表面积为303 m2.g-1,比孔容为1.11 cm3.g-1;C/SiO2粉体对这两种染料吸附量均高于C粉体和SiO2载体;在pH≤10的范围内,吸附量随pH值增大而显著提高。     

One-step synthesis of ordered mesoporous carbonaceous spheres by an aerosol-assisted self-assembly

Ordered mesoporous carbonaceous spheres with variable structures have been successfully prepared by using phenolic oligomers as a carbon precursor and amphiphilic triblock copolymers as a template via a one-step aerosol-assisted organic-organic self-assembly method.     

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.     

Synthesis of a three-dimensional cubic mesoporous silica monolith employing an organic additive through an evaporation-induced self-assembly process

We demonstrate a robust approach to the synthesis of a 3D cubic Im3m mesoporous silica monolith from SiO2/cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB)/1,3,5-triisopropylbenzene (TIPB) sols having molar compositions of 1SiO2/0.0017HCl/5.2H2O/10EtOH/0.10CTAB/0.1-0.5TIPB by the evaporation-induced self-assembly (EISA) process. The addition of TIPB is aimed at altering the micelle geometry to spheroid from rodlike in the gel state; the change in micelle geometry leads to the formation of a 3D cage-type cubic mesostructure in the monolith. The synthesized materials exhibit BET surface areas of 800-1000 m(2)/g, a BJH pore diameter of 2.9-4.3 nm, and a pore volume of 0.7-1.0 cm(3)/g, demonstrating ultrahigh porosity of the 3D cubic mesostructure.     

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.     

氧化钨介孔材料的制备与表征

以介孔二氧化硅(KIT-6)为硬模板, 硅钨酸为钨源, 用硬模板法制备WO3-SiO2复合材料, 再利用HF除去二氧化硅, 得到了介孔三氧化钨材料. 用X射线衍射(XRD)、能量扩散X射线(EDX)、高分辨透射电镜(HRTEM)、N2吸附-脱附等表征手段, 对制备复合材料的物料比、煅烧温度以及不同分散剂等条件进行了考察. 结果表明, 硅钨酸与硅介孔的物料比(m(WO3)/m(SiO2))在3:1到4:1之间, 在600-750 ℃下煅烧, 能制备结构较好的介孔氧化钨. 乙醇和蒸馏水为分散剂时, 用乙醇为分散剂所得的介孔WO3材料具有更高的比表面积和孔体积.     

块状TiO2/SiO2气凝胶的非超临界干燥法制备及其表征

分别通过TiO2和SiO2的单独溶胶和TiO2/SiO2复合凝胶,并添加干燥控制化学添加剂甲酰胺,形成比较完善的凝胶网络结构,同时通过正硅酸乙酯的乙醇溶液浸泡,低表面张力溶剂替换和分级陈化以及干燥等步骤,实现了块状TiO2/SiO2复合气凝胶的非超临界干燥制备.所得TiO2/SiO2气凝胶为无色或乳白色轻质块状多孔固体,表观密度约0.4～0.9g/cm3,孔隙率约80%～95%.它由直径约10nm的TiO2和SiO2微粒相互分散复合而成,孔洞直径约几十纳米.其相态SiO2为无定形,TiO2为锐钛矿晶型.随着焙烧温度的升高,直到800℃不发生相变化.     

EDLC用分级孔炭电极材料的制备与超电容性能研究

采用有机-有机自组装法和化学活化法相结合,制备了分级孔炭电极材料(HPC)。氮气静态吸附测试表明,化学活化使介孔炭的孔壁上产生了大量的微孔,从而使其比表面积大大增加。与以硬模板法制备的有序介孔炭(OMC)相比,HPC比OMC具有更为优异的电化学性能,这是因为微孔和介孔直接相连的分级孔结构,不仅增大了比表面积,而且能够显著减小电解质离子在电极材料孔道内的扩散阻力。     

Short-time synthesis of SBA-15 using various silica sources

A short-time synthesis of SBA-15 is reported by using two different silica sources, sodium metasilicate (Na2SiO3(9)H2O) and tetraethyl orthosilicate (TEOS). The SBA-15 samples obtained from both silica sources were highly ordered as evidenced by SAXS spectra showing five reflection peaks characteristic for p6mm symmetry group. While the surface areas of these samples were similar, the pore volume of the sample prepared from TEOS was slightly larger than that from sodium metasilicate. However, the latter exhibited higher microporosity and thicker pore walls. It was shown that a significant reduction of time of the self-assembly step from 24 to 2 h had no detrimental influence on the quality of SBA-15 materials.