表面硅烷化铜箔的电化学腐蚀与防护研究

用γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)溶液对铜箔表面硅烷化处理,采用动电位极化和电化学交流阻抗研究不同pH的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装铜箔电极在0.1 mol.L^-1NaCl溶液的腐蚀防护效果,采用扫描电子显微镜观察γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装膜的表面形貌.结果表明,γ-氨丙基三甲氧基硅烷自组装铜箔有较好的腐蚀防护效果,其中pH=7的γ-氨丙基三甲氧基硅烷溶液自组装膜的抗腐蚀效果最佳.     

金纳米粒子在平整硅基表面上的组装

采用水相硅烷化方法,将３－氨基丙基－三甲氧基硅烷（ＡＰＳ）组装在湿化学法处理的单晶硅表面上。接触角、原子力显微镜（ＡＦＭ）、Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）表征结果显示得到了平整均匀的具有氨基表面的自组装膜。ＳＥＭ观察表明,１６ｎｍ的金纳米粒子可以在上述氨基表面上形成均匀的亚单层排布,得到了具有Ａｕ纳米粒子／ＡＰＳ／Ｓｉ形成的纳米复合结构,进一步的处理可以使金纳米粒子在表面上的排列由随机趋于有序化。     

铜电极表面硅烷膜的自组装及其性能研究

应用自组装技术在铜电极表面上制备3巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜.红外光谱研究该自组装膜结构,电化学方法考察3-巯基丙基三甲氧基硅烷膜在5%NaCl溶液中对铜电极的缓蚀性能.结果表明,于不同浓度的3-巯基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中自组装的硅烷膜表现出较好的抗腐蚀性.     

桥联有机硅烷组装多级孔TS-1聚集体及其催化性能研究（英文）

TS-1分子筛在H_2O_2参与的有机物分子选择氧化及环氧化反应中具有优异的催化性能,一直广受关注.目前,随着精细化工反应中大分子及液相反应的增多,目前工业上使用的微米级尺寸的沸石晶粒催化材料因其狭窄的孔道和较大的扩散阻力而越来越不能满足工业的实际生产需求与应用.小晶粒纳米沸石由于具有较大的外比表面积和较高的晶内扩散速率,因而在提高催化剂的利用率、增强大分子转化能力、减小深度反应、提高选择性以及降低结焦失活等方面均表现出优越的性能.然而,尺寸低于100 nm的沸石又存在着分离问题.因此,具有高催化活性、又能一步实现分离与回收的纳米沸石聚集体的合成,引起了人们的研究兴趣.目前可以通过使用聚苯乙烯球,球型阴离子交换树脂,硅烷化聚合物,聚合诱导胶体聚集(PICA)等实现纳米沸石聚集体材料的合成.其中采用有机硅烷化试剂来制备多级孔纳米沸石聚集体材料提供了一种新的路线.在沸石晶体表面修饰上有机硅烷化试剂,含Si–C键的有机硅烷化物种可以有效地阻止沸石颗粒的晶体生长,抑制形成大的沸石晶体,从而得到纳米粒子聚集体;同时有机硅烷化物种也对纳米沸石进行了表面改性,提高了其疏水性.特别是在有机相中硅烷化沸石可以形成小的、均匀的、聚集的疏水性的纳米沸石.同时,硅烷化试剂的本质和分子大小是沸石聚集体中多级孔大小的决定性因素.具有可调结构的多级孔沸石晶体可以通过在常规的碱性沸石合成混合物溶液中添加一个两性有机硅表面活性剂而合成.研究发现,固定在沸石纳米晶表面的机硅烷物种Si–C键能部分抑制纳米颗粒进一步聚集成较大的晶体,使用硅烷化晶种的方法可以合成具有高比表面的多级孔ZSM-5等沸石.然而,目前已报道的通过硅烷化晶种方法中得到的多级孔TS-1沸石材料的尺寸仅有100–150 nm,仍不利于分离和回收.近来桥联有机硅烷试剂进入人们的视野——通过干胶法合成多级孔β沸石,然而它们的尺寸也只有300–500 nm,反应分离和回收仍然非常困难.本文采用有机桥联硅烷化合物作为硅烷化试剂,将TS-1纳米沸石晶种或者晶体组装聚集成大的沸石聚集体.TEM和SEM结果表明,桥联有机硅烷在沸石晶体的聚集和后续的晶体生长中起到了非常有效的作用,成功地将100 nm左右的纳米沸石晶种或晶体桥联/组装成宏观大尺寸(5–40μm)的沸石聚集体.这些TS-1聚集体具有较好的机械强度,即使连续超声1 h也不会毁坏其结构,表明所得到的沸石材料可以在制备上解决分离困难并且在催化应用上容易回收.XRD,BET以及UV-Vis分析结果表明,引入在TS-1沸石晶种或者晶体溶液中有机硅烷试剂不会影响沸石的晶体结构、微孔体积以及Ti的配位状态.将H_2O_2作为氧化剂评价TS-1沸石聚集体和传统的纳米TS-1在烯烃环氧化反应中的催化性能,结果表明,硅烷化步骤对小分子己烯氧化的活性和选择性的影响不大,在环己烯大分子的氧化反应里表现出了较高的活性和选择性.     

氨功能化陶瓷膜支撑体担载钯纳米颗粒及其增强的催化性能(英文)

采用双氨基硅烷偶联剂N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)对陶瓷膜表面接枝功能化并负载钯纳米颗粒,制得一种有效的可重复使用的催化剂.利用X射线衍射、扫描电镜、电子能谱、感应耦合等离子体、X射线光电子能谱和高分辨透射电镜对催化剂进行了物性表征,并将其用于催化对硝基苯酚加氢制对氨基苯酚反应.和单氨基硅烷γ-氨丙基三乙氧基硅烷(3-APTS)功能化改性相比,担载在AAPTS功能化陶瓷膜上的钯纳米颗粒具有更高的催化活性和稳定性.相比于3-APTS,AAPTS分子中含有两个氨基,具有更强的供电子效应,因此钯纳米颗粒可更多更稳定地负载在AAPTS功能化陶瓷膜上,从而具有更高的催化活性和稳定性.     

活性端基聚苯乙烯表面修饰膜的制备与摩擦学性能

以巯丙基三甲氧基硅烷为链转移剂 ,利用自由基聚合反应合成了三甲氧基硅烷封端的聚苯乙烯 ,研究了其在单晶硅基底上的自组装行为 ,并用红外、X射线光电子能谱、原子力显微等对膜进行了表征 .研究发现 ,聚合物的浓度大于 1mg mL时才能形成较完整的聚合物膜 ,均方根粗糙度低于 1nm ,自组装过程在 90℃时 1h内即可完成 .与空白基底相比 ,自组装聚苯乙烯膜具有良好的减摩抗磨性能 ,稳定摩擦系数为 0 12 .     

纳米晶簇多级孔道L沸石的合成及其脱硫性能

采用晶化培育法制备了L沸石纳米晶簇,以其作为前驱体,并以3-三甲基甲硅烷基丙基十六烷基二甲基氯化铵(TPHAC)为模板剂,合成了微孔-介孔多级孔道L沸石(MeLTL沸石).通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、27Al固体魔角核磁(27AlMASNMR)和吡啶傅立叶变换红外(Py-FTIR)等方法对MeLTL沸石进行了表征.研究结果表明,MeLTL沸石是由L沸石纳米晶簇自组装形成的,并具有介孔孔道和L沸石的微孔结构以及适宜的酸量与酸强度,其比表面积和孔体积分别高达611m2.g-1和0.696cm.3g-1.将MeLTL沸石作为添加剂引入柴油加氢脱硫催化剂载体中,并与添加L沸石、Al-MCM-41和仅以γ-Al2O3为载体的催化剂进行比较,其脱硫性能为最佳,经加氢后的柴油硫含量仅为9.3μg.g-1,脱硫率达99.3%.     

Fe_3O_4/PAA/ATP纳米复合磁性微凝胶吸附剂对Pb(Ⅱ)吸附动力学和吸附热力学研究

用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米Fe_3O_4磁性粒子和凹凸棒黏土纳米棒晶进行表面改性,通过KH-570的桥接,在纳米Fe_3O_4磁性粒子和凹凸棒纳米棒晶的表面原位接枝聚合丙烯酸单体,制备Fe_3O_4/PAA/ATP纳米复合磁性微凝胶。将该复合微凝胶用作吸附剂,处理水体中的Pb(Ⅱ),研究其对Pb(Ⅱ)的吸附动力学和吸附热力学。     

PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

采用无皂乳液聚合法制备了单分散、直径为170 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球, 然后利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对PMMA纳米球进行表面改性, 在其表面包覆一层均匀的巯基, 通过巯基与银离子之间的相互作用, 使银在PMMA纳米球表面成核长大, 从而合成PMMA/Ag纳米球壳粒子. 通过扫描电子显微镜、投射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱测试技术对产物性能进行了表征, 研究结果表明, 制备的PMMA/Ag纳米球壳粒子的分散性好、包覆均匀.     

通过静电相互作用制备CdTe/SiO2纳米复合物

以四乙氧基硅烷(TEOS)为原料,在乙醇相中制备了尺寸为80nmSiO₂纳米粒子,用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对SiO₂纳米粒子进行了氨基化.以巯基乙酸为配体,在水相中合成了CdTe纳米晶.通过静电相互作用,CdTe纳米晶被吸附到氨基化的二氧化硅球的表面上.研究了两种粒子复合后引起的CdTe纳米晶发光光谱的变化.     

Copper-exchanged LTA zeolite membranes with enhanced water flux for ethanol dehydration

Phase-pure and well-intergrown Cu-LTA membranes are developed through copper ions exchange of sodium ions in Na-LTA framework. For pervaporation of 90.0 wt% ethanol/10.0 wt% water mixtures, the Cu-LTA membrane shows much higher water flux than Na-LTA membranes due to the enhancement of the pore size after ions exchange.     

Effects of synthesis parameters on zeolite membrane formation and performance by microwave technique

Recently, zeolite membranes on porous supports have been extensively studied in the ethanol–water separation process for further use for gasohol production. This work focuses on a NaA membrane synthesized on an α‐Al₂O₃ support via microwave hydrothermal treatment. Synthesis temperature and time, type of substrate, seed amount and seeding time for the layer growth of the membrane are considered. The formation of as‐synthesized membranes is discussed according to observations by SEM and XRD. In addition, a preliminary study of the performance of the synthesized NaA zeolite membrane was conducted using the pervaporation technique. It was found that, for the synthesized continuous NaA membranes prepared using a 0.5 µm NaA crystal seed concentration of 3 g/l via vacuum seeding, the optimum conditions were 363 K synthesis temperature for 15–20 min via microwave heating. The flux and the separation factor obtained were 1.6 kg/m² h and 1760.5, respectively, for the substrate without an intermediate layer. Interestingly, the substrate with an intermediate layer showed better flux and separation factor at 1.7 kg/m² h and 6532.7, respectively. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

二次生长法制备高分离性能的PHI分子筛膜

通过二次生长法在α-Al2O3支撑体表面合成了PHI分子筛膜,考察了晶种合成方式、二次生长合成温度及时间对形成PHI分子筛膜的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成膜进行表征.结果表明:载体表面合成出了PHI分子筛;二次生长法合成出的PHI分子筛膜连续、致密,膜厚约为20 μm.利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇/水体系进行分离性能的研究,同时考察原料液中水含量对所制备的PHI分子筛膜的分离性能的影响.结果表明:PHI分子筛膜对几种醇水体系都具有良好的分离效果,随着水含量的增加,水的渗透通量呈增大趋势,乙醇和甲醇的理想分离因子有所降低,异丙醇和叔丁醇的理想分离因子增大.     

微通道反应器内"就地"合成沸石膜催化层及其性能

采用简单、新颖的沸石粒子引入方法,将NaX沸石晶种引入不锈钢微反应器的微通道内,并用流动法"就地"直接在微通道内通过沸石生长形成NaX沸石膜层,经铯离子交换处理成为CsNaX催化层,用苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应评价了该催化层的催化性能.结果表明,微通道内形成的沸石膜层连续,均匀,具有良好的催化功能.微反应器内缩合反应的结果明显优于传统反应器.     

PREPARATION OF SILICALITE-1 AND ZSM-5 ZEOLITE/ CERAMIC COMPOSITE MEMBRANES

ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮＯＦＳＩＬＩＣＡＬＩＴＥ┐１ＡＮＤＺＳＭ┐５ＺＥＯＬＩＴＥ／ＣＥＲＡＭＩＣＣＯＭＰＯＳＩＴＥＭＥＭＢＲＡＮＥＳＺｈａｎｇＬｉｘｉｏｎｇ，ＪｉａＭｅｎｇｄｏｎｇ，ＭｉｎＥｎｚｅ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅ...     

两步变温法微米晶种诱导合成高性能的T型分子筛膜

在预涂自制微米晶种的多孔管状莫来石支撑体表面上,采用两步变温法诱导合成T型分子筛膜。在溶胶配比nSiO2∶nAl2O3∶nNa2O∶nK2O∶nH2O=1∶0.05∶0.3∶0.1∶30合成条件下,通过变温晶化过程成功制备出高性能的T型分子筛膜。XRD和SEM结果表明,该法可在支撑体表面上较快地形成一层连续致密的纯相T型分子筛膜层,较大缩短了膜合成时间和提高了膜致密性。在优化条件下所合成的膜具有优异的渗透汽化性能,且膜制备的重复性良好。75℃时,在水/异丙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别高达4.25 kg.m-2.h-1,7600;在水/乙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别为2.87 kg.m-2.h-1,1 900。     

Zeolite Membranes: From the Laboratory Scale to Technical Applications

Current trends and novel concepts in R&D of zeolite membranes like the seeding supported crystallization and the preparation of Al-containing zeolite membranes are discussed. The influences of adsorption and diffusion on the permeation properties of zeolite membranes are considered. Dehydration of ethanol by steam permeation and pervaporation as the first zeolite membrane based industrial separation is presented. Membrane supported dehydrogenation and esterification are discussed as possible applications of a catalytic membrane reactors. In memoriam Wolfgang Schirmer.     

二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征。实验预先利用热浸渍法在α-Al_2O_3多孔载体管外表面引入NaA沸石分子筛晶种,再通过二次生长法合成NaA沸石分子筛膜。用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征载体管和NaA沸石分子筛及膜的形貌和结构,并利用渗透蒸发乙醇脱水膜分离装置测试膜的分离性能。通过本实验使学生了解膜分离技术这一科学前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验涵盖合成、表征及性能测试,知识要点多、学科覆盖面广,有利于提升学生的实践操作能力、创新意识和综合运用知识的能力。     

Surface‐Confined Electropolymerization of Methylene Blue on Gold Electrodes

We report on the electrochemical behaviour and electropolymerization of self‐assembled monolayers (SAMs) of methylene blue (MB) on gold electrodes. The SAMs of MB on gold electrodes were prepared by immersing the substrates into a solution of 1.0 mM MB in absolute ethanol for different times at room temperature. Cyclic voltammetry experiments exhibited that reductive desorption of MB monolayer takes place at three different potentials on polycrystalline gold electrodes, while reductive desorption of MB monolayer consists of only one peak on single crystal Au(111) substrates. Calculated charge densities for different immersion times indicated that optimal immersion time for self‐assembly of MB is 96 h. Electropolymerization of SAMs of MB on gold electrode was achieved by applying 0.95 V for 1 s in 0.1 M borate buffer solution (pH: 9.0). It was observed that poly(MB) monolayers are highly stable in acidic media. ATR‐FTIR and UV‐vis spectra exhibited differences between monomer and polymer monolayers, which are attributed to surface‐confined electropolymerization. STM image of poly(MB) monolayer on Au(111) substrate revealed a surface that is covered by well‐ordered, collateral nanowires with an average size of 3 nm.     

Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-NaCl-H_2O体系中ANA和SOD沸石膜的水热合成

Na2 O SiO2 Al2 O3 NaCl H2 O体系中,以水玻璃和准一水软铝石为原料,分别在堇青石和玻璃载体上水热合成方沸石(ANA)与方钠石(SOD)沸石膜.研究水含量、反应温度、反应时间与多次合成对膜结晶的影响.用XRD,SEM,EDX表征膜的晶相、形貌和化学组成.堇青石负载方沸石膜在对 95 %(wt.)乙醇水溶液的渗透蒸发实验中,水优先透过沸石膜的选择性显示了晶间孔的醇/水分离作用.非计量的NaCl进入到在玻璃载体上成膜的方钠石笼中,致使该膜显示光致变色效应