有序介孔氧化硅薄膜制备及其组装化学

本文综述了近年来利用有机模板法合成有序介孔二氧化硅薄膜的研究进展，重点阐述了两相界面外延生长和蒸发诱导自组装两种制备方法及其合成机理。此外，讨论了有序介孔二氧化硅薄膜的组装化学，包括金属元素掺杂，纳米粒子在介孔薄膜中的组装，以及有机物/二氧化硅纳米复合薄膜的制备，并对介孔二氧化硅薄膜未来的发展趋势做了展望。     

MgO/SBA-15固体碱介孔材料的研制

结合浸渍和微波辐射技术，分别采用浸渍、浸渍-微波、微波辐射等方法将醋酸镁高分散在SBA-15上而成为MgO改性介孔固体碱材料。结果显示：使用不同负载方法以及含铝SBA-15为载体，均能使MgO均匀分散;负载量达到20%时，XRD法仍未检测到样品上有MgO的晶相。实验表明负载的MgO在载体上形成了多层重叠结构，产生较多的中强碱位，而在介孔分子筛中引入Al原子则有利于碱位的形成。     

ZnxFe3-xO4复合磁性流体的磁特性

制备了配以不同表面活性剂和基液的几种接Zn的Fe3O4复合磁性液体．通过对其中磁性微粒颗粒度、分布均匀性的分析和复合磁性液体比饱和磁化强度、矫顽力等磁特性的测试,阐述了掺Zn量及表面活性剂等因素对世性液体磁特性的影响,并对其磁性机理进行了探讨．     

Eu/MCM-41介孔复合体系的制备与表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，正硅酸乙酯(TEOS)为无机硅源，以及1，3，5-三甲苯(TMB)为加长剂合成了有序介孔分子(MCM-41)。选择Eu(DBM)3phen为客体，纳米级介孔分子筛为主体，在氯仿中进行分子组装，制备了具有强发光性能的超分子纳米复合材料Eu(DBM)3phen-MCM-41。采用XRD，HRTEM，FTIR和荧光光谱分析等对产物的结构与性能进行了分析。结果表明，在361nm紫外光激发下，Eu配合物在613nm处有较强的荧光，归属于^5Do→^7F2跃迁峰，且在400～550nm波段有介孔基体的荧光发光。     

功能模板导向的自组装合成介孔结构有机／无机复合材料

回顾了近年来硅基介孔材料有机功能化的基本方法和研究进展．基于作者的相关研究工作,着重介绍一种新型的介孔氧化硅有机功能化的方法——功能模板导向的自组装法,阐述了该方法在自组装合成新型有机／无机复合材料方面的应用．     

SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究进展

介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景,成为目前众多研究领域的一个研究热点。本文结合我们自己的工作和国内外相关研究,较全面地阐述了近年来几种SBA-15固载金属氧化物介孔材料的研究状况,并展望了今后其研究、发展方向和应用前景。     

共轭有机分子BDOBC16在硅烷化SBA-15孔内的组装及其发光性质

4,4'-(9-(正十六烷基)咔唑-3,6-取代)二(6-(4-二苯胺苯基)-2,2-二氟-1,3,2(2H)-二氧杂环己烷硼)(简称BDOBC16)是一种含β二酮硼二氟取代基团的共轭有机发光分子,将其组装到3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰的SBA-15孔道中.研究发现,BDOBC16分子中的氟硼键未发生分解,且BDOBC16的发光性质发生了很大变化.客体BDOBC16本身在紫外光激发下发红光,而当其组装到硅烷化SBA-15孔道内后,BDOBC16被紫外光激发后发绿光,且组装后BDOBC16发光强度增强了75倍.研究结果表明,主客体分子之间的较强氢键作用是客体分子组装前后发光强度发生巨大变化的主要原因;另外,客体分子的高度分散有利于BDOBC16发光强度的提高,客体分子集聚对其发光有严重的淬灭作用.     

共轭有机分子BDOBC16在硅烷化SBA-15孔内的组装及其发光性质

4,4'-(9-(正十六烷基)咔唑-3,6-取代)二(6-(4-二苯胺苯基)-2,2-二氟-1,3,2(2H)-二氧杂环己烷硼)(简称BDOBC16)是一种含β二酮硼二氟取代基团的共轭有机发光分子,将其组装到3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰的SBA-15孔道中。研究发现,BDOBC16分子中的氟硼键未发生分解,且BDOBC16的发光性质发生了很大变化。客体BDOBC16本身在紫外光激发下发红光,而当其组装到硅烷化SBA-15孔道内后,BDOBC16被紫外光激发后发绿光,且组装后BDOBC16发光强度增强了75倍。研究结果表明,主客体分子之间的较强氢键作用是客体分子组装前后发光强度发生巨大变化的主要原因;另外,客体分子的高度分散有利于BDOBC16发光强度的提高,客体分子集聚对其发光有严重的淬灭作用。     

自组装合成纳米复合TiO2-ZnO介孔材料及其光催化性能

以TiCl₄, ZnSO₄•7H₂O为原料, 尿素为沉淀剂, 利用可溶性淀粉大分子链的空间位阻效应和高分子网络的阻隔作用, 以纳米级碳黑为模板, 采用微波加热、均相沉淀法合成出了一系列纳米TiO₂-ZnO复合介孔材料. XRD分析证明反应前驱体为非晶态, 500 ℃以上转变为锐钛矿结构的TiO₂和ZnTiO₃, 当Ti∶Zn＝1(摩尔比)时, 产物全部为ZnTiO₃ (TiO₂•ZnO). TEM形貌观察结合N₂吸附表明, 基本粒子为球形, 粒径15～20 nm. 最可几孔径8～10 nm. EDS分析证明产品中Ti∶Zn的分析测定值与实际的投料值基本一致, 并且掺杂均匀性好. 光吸收及光催化实验发现Zn含量为50%时, 光催化效果最好, 在日光照射90 min后, 此TiO₂-ZnO复合材料对藏蓝染料溶液降解率可达到100%, 其光催化反应符合一级动力学方程.     

聚苯胺/碳纳米纤维复合材料的制备及电容性能

采用原位聚合法制备了聚苯胺/碳纳米纤维(PANI/CNF)复合材料,用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和孔分布及比表面积测定仪研究了复合材料的表面官能团、组成、表面形貌及比表面积,并运用循环伏安(CV)法和计时电位法测试了PANI/CNF布作为电极材料的电化学性能.研究结果表明:PANI/CNF复合材料具有粗糙的毛刺结构,PANI沿碳纳米纤维均匀分布;PANI/CNF电极氧化还原反应的可逆性良好;在100mA·g-1电流密度下,当PANI含量为44.4%(w)时,复合材料比电容量高达587.1F·g-1,比能量为66.1Wh·kg-1,电流密度为800mA·g-1时比功率可达1014.2W·kg-1;在5A·g-1的电流密度下,1000次循环充放电后,复合材料的比电容量衰减28%.PANI/CNF复合材料具有良好的导电性和快速充放电能力,是一种优良的超级电容器电极材料.     

非硅基介孔材料和介孔复合体的合成与特性

非硅基介孔材料和介孔复合体的合成与特性;介孔固体;介孔复合体;二氧化钛薄膜;液晶模板机理     

介孔与介孔主客体材料在催化领域的应用

 综述了近年来介孔分子筛催化材料制备的研究成果及其在催化领域特别是精细化学品合成中的应用. 文章分为两部分,分别讨论了介孔材料本身作为催化剂以及介孔主客体催化材料的应用.     

表面高巯基功能化介孔材料的制备及对Hg~(2+)的吸附性能

在酸性条件下,以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板剂,四氧基硅烷(TEOS)预水解后与3-巯基丙基三乙基硅(MPTES)共聚,合成了具有不同巯基官能团比例x[n(MPTES)/n(TEOS+MPTES)]的功能化介孔材料(SBA-SH-x),其结构和性能经FT-IR,元素分析,SEM,TEM,小角X-ray和N2吸附-脱附表征。结果表明:x10%,SBA-SH-x为六方p6mm介观结构;10%x15%,SBA-SH-x为立方Ia3d介孔结构;x20%,SBA-SH-x为无序结构。SBA-SH-x在水溶液中吸附Hg2+的研究结果表明:SBA-SH-10和SBA-SH-15对Hg~(2+)吸附性能较好。     

聚乙二醇-四氧化三铁纳米粒子复合材料的结构、物理性质及应用

在β-环糊精作保护剂条件下, 制备了高对称的十八面体四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料. 通过胶体化学方法, 合成了一系列不同起始计量比的聚乙二醇(PEG)和Fe₃O₄纳米粒子复合物(CM-1-CM-4). 这些PEG复合材料展示出重要特性: 首先, 它们的表面形貌依赖于Fe₃O₄的计量; 其次, PEG的熔化过程受Fe₃O₄的影响, 并且直接与Fe₃O₄的含量相关; 进一步研究表明, 除CM-4外, Fe₃O₄的引入导致PEG结晶度下降, 而且Fe₃O₄纳米粒子量越少, 降低幅度越大; 更为有趣的是, PEG的降解过程受制于Fe₃O₄纳米粒子的影响, 导致不同降解产物的出现; 而且, 与纯Fe₃O₄纳米粒子一样, 复合材料中的Fe₃O₄也显示典型的软铁磁性行为, 但饱和磁化强度相对较小; 此外, X射线光电子能谱(XPS)实验揭示在这些PEG复合材料中, 有从Fe到O的电子转移, Fe电子密度的降低可用来解释复合材料饱和磁化强度的减小; 最后, 这些PEG复合材料呈现出对有机染料的表面增强拉曼效应, 并且这种效应随Fe₃O₄纳米粒子含量的增加而增加. 这些结果将会对聚合物/无机纳米粒子复合材料的发展起到推进作用.     

Investigations of Reactivity and Magnetic Properties of Nanostructured Iron Oxide within Mesoporous Silica Materials

The change in reactivity for nanostructured iron oxide within mesoporous silica materials is demonstrated. Iron oxides were incorporated into the pore system of MCM‐41 and MCM‐48 silica materials and characterized by powder X‐ray diffraction and nitrogen physisorption. Iron oxide shows significant changes in the reducibility by hydrogen compared to comparable bulk iron oxide phases. Partially reduced iron oxides within the mesoporous host were characterized by X‐ray absorption spectroscopy and SQUID measurements.     

PS-b-P4VP/CoSm杂化材料的制备及其磁性能

用溶液相金属盐沉积法在苯乙烯与4-乙烯基吡啶嵌段共聚物(PS-b-P4VP) 胶束中制备了平均直径为12 nm的PS-6-P4VP/Co、PS-b-P4VP/CoSm(nCo:nSm=3.8:1,13.0:1)、PS-b-P4VP/Sm纳米粒子.胶束溶液通过高温回流使磁性成核粒子和磁性金属原子的流动能力和扩散能力提高而获得尺寸均一的颗粒.傅里叶红外分析表明.当只有CoCl2加入时,Co2将与多个4-乙烯基吡啶基团配位,而CoCl2和SmCl3同时加入时,由于Sm-4VP配体的屏蔽使Co2 与4-乙烯基吡啶基团的配位数减少.振动样品磁强计对上述样品磁性能的分析表明:随着Sm含量的增加,样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度减少,而矫顽力增加.     

二维六方p6mm有序介孔WO_3-TiO_2复合材料的制备及其可见光光催化性能

以非离子型表面活性剂为模板剂,采用蒸发诱导自组装法制备了一系列不同WO3含量的有序介孔WO3-TiO2复合材料,并表征了其孔结构、形貌、孔隙率、光谱性质及组成.结果表明,该材料呈二维六方p6mm对称和锐钛矿晶相结构;与无序WO3-TiO2复合材料相比,其比表面积(152～154m2/g)更大,孔径更均一(5.3nm),且比纯TiO2的帯隙宽度(3.0eV)更窄.将该WO3-TiO2样品用于可见光光催化降解水相中罗丹明B和2,4-二氯苯氧乙酸的反应中,发现WO3含量适当的有序介孔WO3-TiO2样品的光催化活性比无序的样品和纯TiO2的更高.     

高活性铈银介孔复合抗菌剂的制备

利用分步浸渍法制备了Ce银介孔复合无机抗菌剂,并对其进行XRD,TEM,N2吸脱附等表征,结果显示,该抗菌剂仍然保持有序介孔结构,活性物种Ag以纳米线状稳定存在于孔道内。运用抑菌圈法和最小抑菌浓度法对其抗菌性能进行了评价,测试表明,该样品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有着优良的抑杀效果。这是由于抗菌活性物种Ag高度分散在介孔材料孔道中,以及Ce有促进Ag＋产生羟基自由基,因而能强化Ag的抗菌性能的原因。