以EDTANa2为矿化剂近中性条件下室温合成介孔二氧化硅

利用EDTANa2作为矿化剂, 在近中性条件下于室温合成了厚壁(约3 nm)蠕虫介孔分子筛. 在反应物配比为n(CTAB):n(TEOS):n(EDTANa2):n(H2O)=(0.05~0.2):(0.1~2):(0.1~0.5):(100~500)范围内都能得到介孔二氧化硅. 以XRD、N2吸附、FTIR、SEM和TEM详细考察了体系配比和温度对介孔二氧化硅结构和形貌的影响, 发现CTAB用量越大, 介孔d值相应增大. 温度对介孔二氧化硅的结构和形貌有很大的影响, 温度在2~15 ℃范围内都能生成孔径分布较规则的介孔, 介孔材料的形貌随温度的升高由空心管变成小颗粒聚集体; 合成的介孔分子筛中的模板剂可以通过乙醇萃取的方式除去. 提出了介孔的生成遵从(S+-E-)0-I0中性模板机理.     

阴离子表面活性剂为模板合成双重介孔结构二氧化硅

本文报道以阴离子表面活性剂十二烷基肌氨酸钠为模板,合成具有层状结构和蠕虫状介观结构的双重介孔二氧化硅颗粒．这些颗粒的尺度在300～50011111,氮气吸附表明其比表面为536m^2/g,孔体积为0．83cm^3／g,具有3nm和12nm的双重介孔分布．层状结构形成可归因于表面活性剂形成的层状液晶相模板,而无序蠕虫相是由表面活性剂柱状液晶相模板诱导形成的．层状液晶相的产生可归因于部分质子化的羧酸表面活性剂诱导的柱状相到层状相的转化．     

聚丙烯酸控制合成的聚合物/二氧化硅复合纳米球

以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APMS)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 与阴离子聚合物聚丙烯酸(PAA)链之间通过S-N+-I-机理组装合成了聚丙烯酸-二氧化硅(PAA/SiO2)复合纳米球. SEM, TEM, TG和FTIR表征结果表明, 合成的纳米球是聚丙烯酸和二氧化硅复合物, 平均直径约为80 nm. 在合成PAA/SiO2复合纳米球的体系中, 加入不同量的有机溶剂THF能够调控复合球的尺度.     

以阴离子多肽为模板合成二氧化硅纳米空心球

以聚阴离子多肽(聚谷氨酸钠)控制合成了微孔二氧化硅空心球. 在合成过程中, 以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APMS)和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 聚谷氨酸钠为模板. 硅源与阴离子多肽模板之间的组装依照以阴离子表面活性剂为模板剂组装合成介孔二氧化硅的机理, 即S-N+-I-机理, 其中S表示阴离子多肽, I表示TEOS, N表示共结构导向剂APMS. 组装过程中质子化的APMS与阴离子多肽之间形成静电相互作用, 同时, AMPS和TEOS共同水解聚合形成围绕阴离子多肽模板的二氧化硅骨架, 多肽的二级结构为微孔孔道的模板. 以阴离子多肽为模板可以在不同的实验条件下控制微孔纳米空心球, 微孔亚微米空心球和实心球形貌的合成. 在生物矿化过程中, 阴离子多肽往往控制碳酸钙或磷酸钙的沉积, 而我们的实验结果表明, 在适当的硅源存在下, 阴离子多肽也可以诱导二氧化硅的沉积.     

以开孔的二维MFI纳米片为构筑单元制备沸石片膜

以食人鱼溶液(体积比为3∶1的95%～98%(w/w)H_2SO_4和30%(w/w)H_2O_2混合液)处理多层MFI(ML-MFI)除去有机结构导向剂(OSDA),经超声剥离和沉降纯化后得到了开孔的MFI沸石纳米片。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)等手段对得到的MFI沸石纳米片进行表征,发现食人鱼溶液处理可移除ML-MFI中的OSDA,再经超声剥离得到可分散、开孔的MFI沸石纳米片。将MFI沸石纳米片用简单抽滤的方式沉积到自制Al_2O_3载体上,不经二次生长得到了连续的沸石纳米片膜。单组分气体渗透性能测试结果表明,制备的MFI沸石纳米片膜对正/异丁烷的理想选择性为4.1～5.8,正丁烷的渗透速率为2.2×10~(-7)～4.1×10~(-7) mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1)。